CAPITULO 7

REACTORES* REACTORES PARA BIODIESEL * MINI-REACTOR PARA PRUEBAS

* REACTOR SENCILLO PARA 20 LITROS

* REACTOR PARA LOTES DE 60 LITROS

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REACTORES PARA BIODIESEL

No es recomendable la compra de los reactores de plástico con fondo cónico que se venden por Internet. Son caros, la mayoría de ellos no funciona bien, algunos se incendian fácilmente, la mayoría no tiene un aislamiento adecuado, y no soportan la presión interna que puede aparecer durante la reacción. Algunos de esos vendedores acaban mintiendo en las instrucciones de montaje para ahorrarse dinero. Dicen, por ejemplo, que no hace falta lavar el biodiesel, en vez de proporcionar un depósito independiente para el lavado (usar el mismo depósito para la reacción y para el lavado no es recomendable). ¡Algunos ni si quiera tienen un sistema de calentamiento adecuado! En muchos casos se paga un montón de dinero por un reactor que no produce combustible de buena calidad. Vos mismo podés construir un reactor mejor por mucho menos dinero. No es difícil, aquí tenemos planos, diseños e ideas para ayudarte.

Los principales peligros de la producción de biodiesel son los gases venenosos (e inflamables), los productos químicos y los incendios. Lo mejor para que no te intoxiques con los gases es que no te expongas a ellos, no utilices reactores abiertos. Los reactores de biodiesel deben estar cerrados herméticamente para aislarlos de la atmósfera y que no escapen los gases. Consulta Seguridad.

Aquí hablaremos de los incendios. Hay muchos; un productor perdió en un accidente su cobertizo y todo su equipo, y se quemó levemente. Pero no te asustes, es fácil evitarlos. Lo más importante es que el reactor esté cerrado para que no escapen los gases, y mejor aún si soporta algo de presión interna.

Este es un buen consejo:

El mayor riesgo de fuego es un reactor abierto en un cuarto mal ventilado. Hay muchas maneras de que los gases que salen del reactor se inflamen:

• Quemar un combustible para calentar directamente la vasija de reacción (propano, metano, alcohol, madera, etc), en vez de usar un intercambiador de calor con la llama alejada del área de proceso.

• Usar motores eléctricos normales (que no están aislados de la atmósfera). Pueden sustituirse por motores encapsulados o por motores de explosión interna.

• Desconectar un aparato eléctrico tirando del enchufe de la pared, en vez de usar interruptores encapsulados.

• Cualquier llama. Otras causas de fuego pueden ser motores y bombas con sobrecarga de trabajo junto a materias inflamables, automáticos y fusibles que dejan pasar más corriente de la debida,

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cables que no tienen suficiente diámetro para la corriente que tienen que soportar. Y siempre hay riesgo de combustión espontánea en presencia de trapos grasientos, especialmente cuando están impregnados de aceites secantes como linaza o cáñamo. El riesgo es menor cuanto mayor sea la saturación del aceite.

Mini-reactor para pruebasPara pruebas de uno o dos litrosEste mini-reactor es fácil de hacer con pocos materiales, casi todos de la cocina, y unas pocas herramientas. Es efectivo y seguro, hermético, sin salpicaduras ni fugas de gases calientes. Sirve para pruebas de 1 ó 2 litros y para procesos de una etapa o de dos. Tiene control de la agitación y de la temperatura, y además es portátil.

No hace falta que sigas estas instrucciones al pie de la letra. Usa lo que tengas a mano, improvisa. Por ejemplo, si no tienes una anilla de plástico para el soporte del taladro: nosotros hicimos un soporte con un ángulo de hierro y una tira de acero curvada y sujeta con tornillos. Si no tienes soldador o no eres capaz de construir un soporte de acero, hazlo de madera. Se puede usar una olla de barro en vez de una de acero, y el hornillo pude ser eléctrico. También debería servir un rodamiento sellado en la tapa en vez del taco de madera.

Costo: Nada: todo eran deshechos, incluida el taladro, pero todo en perfecto estado de funcionamiento.

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Materiales - Un bidón de tres litros de HDPE con dos tapas (una encajada a presión y otra enroscada encima); - Olla para fideos. Tiene dos partes (una olla dentro de otra); la pieza interior está llena de agujeros como un colador; - Taladro eléctrico; - Abrazadera de plástico para el taladro - Estructura de soporte para la taladro; - Llave para bujías; - Agitador; - Anafe de gas portátil o placa calentadora eléctrica;

- Dos botellas de medio litro de plástico PET.

La tapa está atravesada por un casquillo de madera dura con un agujero de 6 mm para que pase el eje del agitador. El agujero debe ser del tamaño justo para que pase el eje. Calentá una varilla del mismo diámetro que el eje y pasala con cuidado a través del agujero; que no esté demasiado caliente, lo justo para tostar el interior del agujero sin llegar a carbonizarlo. Poné unas gotas de biodiésel para lubricar.

Recortá en la tapa un cuadrado del tamaño del casquillo de madera. Haz dos ranuras poco profundas en cada una de las cuatro caras de la pieza, justo encima y debajo de donde se va a ajustar la tapa. Encajá la madera en la tapa y sellá la unión por las dos caras con masilla epoxi, rellenando también las ranuras. Cuando la resina endurezca cubre las juntas con silicona.

Calienta el aceite en un recipiente y viértelo dentro del reactor.

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La estructura de soporte puede hacerse con ángulos de hierro soldados o atornillados. El brazo del soporte está formado por una abrazadera de plástico (que acompañaba a la taladradora) atornillada a una llave para bujías (unos agujeros extra pueden servir para sacar o meter la taladradora en su soporte). La llave para bujías está soldada a un ángulo de hierro que se atornilla al poste vertical. Si le hacés varios agujeros al poste podés cambiar la altura de la taladradora.

Introduce el agitador en el reactor. Insertá la tapa con el taco de madera por el otro extremo del eje del agitador y enroscala con firmeza. Llená las dos botellas de medio litro con agua a la temperatura de proceso, o a una temperatura inferior. Pon el reactor dentro de la olla. Para que el bidón no se mueva ponele una botella a cada lado. Añade agua caliente a la olla hasta que quede al mismo nivel que el aceite. Regulá el fuego para ajustar la temperatura del agua a la del proceso y luego apagalo.

Pon la taladradora en su soporte, sujétala al eje del agitador, y ponla en marcha.

Adición del metóxidoNosotros mezclamos el metóxido en bidones de HDPE que tienen un tapón encajado a

presión con una tapa enroscada encima. Taladra dos agujeros en una tapa y fija dos segmentos cortos de tubo de plástico o de cobre de diámetro 4 mm (1/8"), unidos a la tapa con masilla epoxi. A uno, por la parte de dentro, ponle un pedazo de tubo de plástico rígido de diámetro 6 mm (1/4"), que llegue casi al fondo de la botella. Al otro, en la parte de fuera, únele un segmento de tubo de plástico flexible de diámetro 6 mm (1/4"). Fija un tercer segmento de tubo de cobre a la tapa pequeña del reactor.

Para transvasar el metóxido al reactor (cuando el metóxido esté frío), sustituye el tapón y la tapa normal por la tapa modificada en el párrafo anterior, apretando bien.

Une el extremo libre del tubo flexible al tubo que atraviesa la tapa pequeña del reactor. Ahora, con cuidado, eleva el bidón del metóxido por encima del reactor y dale la vuelta. Entra aire por el tubo abierto que llega hasta el fondo (que ahora es la parte más alta); el metóxido fluye por el tubo flexible y a través de la tapa del reactor hasta caer sobre el aceite.

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El recipiente de HDPE es translúcido en vez de transparente, pero se puede ver cómo se desarrolla la reacción, y los cambios de viscosidad y color del aceite.

Cuando termine la reacción desconecta el taladro y tumba el reactor sobre un lado para el reposo, con la tapa pequeña abajo. Después, para drenar la glicerina, simplemente sostenlo inclinado sobre un cubo y afloja la tapa pequeña; apriétala cuando empiece a salir el biodiésel.

Reactor sencillo para 20 litros

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Cuando no quede metóxido en el bidón, déjalo de pie sobre la mesa, junto al reactor. El vapor de metanol que no se condense en el reactor se condensará en el bidón y podrás reutilizarlo

Controla la temperatura con un termómetro y calienta cuando sea necesario. Esto es bastante seguro, incluso usando gas y con la taladradora en marcha, porque no sale vapor de metanol durante el proceso. A temperatura ambiente sólo hay que corregir la temperatura de la mezcla un par de veces cada hora.

Barato, sencillo, seguro y efectivoUsándolo una vez por semana se consiguen al año 800 litros de biodiésel de buena calidad. Hicimos cientos de litros con él antes de cambiarlo por otro mayor. Como nuestro reactor para pruebas, es fácil de fabricar con pocos materiales, casi todo trastos y chatarra. Las petroleras tienen sus aplicaciones... Nosotros preferimos sus latas de aceite cuando están vacías y nos salen gratis. Es efectivo y seguro, hermético, sin salpicaduras ni gases calientes. Sirve para los procesos de una y de dos etapas y se puede llevar a cualquier parte.

Sólo se tuvo que comprar el calentador de inmersión. El nuestro es de 1,5 Kw; probablemente baste con 500 w. Puedes usar un termostato para mantener la temperatura constante, aunque no es imprescindible. Nos dimos cuenta de que sólo hay que calentar durante un par de minutos una o dos veces durante la reacción.

No es necesario que sigas las instrucciones al pie de la letra. Usa lo que tengas, improvisa. Por ejemplo, si no tienes soldador o no eres capaz de construir un soporte de acero, hazlo de madera. También puedes usar una pequeña bomba de agua para mezclar, en vez de la taladradora.

Las petroleras tienen sus aplicaciones... Nosotros preferimos sus latas de aceite cuando están vacías y nos salen gratis.

Materiales

• Bidón de 20 litros (5 galones) de aceite para motor, con una abrazadera de acero para sujetar la tapa

• Calentador de inmersión • Taladradora eléctrica • Soporte para la taladradora • Indicador de temperatura (puedes quitárselo a un viejo depósito de agua caliente),

o un termómetro • Mezclador de pintura • Accesorio con rosca para sujetar el calentador de inmersión • Cinta de teflón para aislar la unión del calentador con el accesorio • Bloque de madera pequeño, de 6 mm de grosor, que será atravesado por el eje del

agitador • Dos latas de aceite de cuatro litros de capacidad (1 galón) • Recipiente de dos o tres galones (10 litros más o menos) de HDPE rígido con dos tapas, para el metóxido • Bomba de aire para acuario • Tubo de vinilo de 1/2" (12 mm) con trenzado de refuerzo

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• Tubo de plástico de 1/4" (6 mm) para la bomba de acuario • Tubo de cobre de 1/8" (4 mm) • Masilla epoxi • Sellante de silicona

Costo -- poco o nada, dependiendo de los materiales que encuentres por ahí. Aunque lo compres todo pronto recuperarás el dinero ahorrando en combustible.

Soporte para la taladradoraEl soporte puede hacerse con ángulos de acero soldados o atornillados. Nosotros hicimos dos soportes, uno de ellos con la abrazadera que acompañaba a la taladradora, sujeta a un tubo que hace de brazo. Si haces varios agujeros en el poste puedes atornillar el brazo a distintas alturas. Arriba y arriba a la derecha: abrazadera de plástico atornillada a un tubo de acero, que está soldado a un ángulo que está soldado al poste.En vez de una abrazadera este soporte tiene una tira de metal curvada. En el poste hay varios agujeros para ajustar la altura

Cierre herméticoUna abrazadera de acero cierra la tapa herméticamente. Si es necesario sustituye la junta de silicona del borde de la tapa por silicona nueva. Pon la silicona y espera hasta el día siguiente, cuando esté seca y aún blanda. Pon la tapa en su sitio y sujétala con la abrazadera: bajo presión la silicona se amoldará y formará un precinto perfecto. Déjalo así durante un día.

Aislamiento del agitadorEl eje entra en el reactor a través de un taco de madera dura con un agujero 6 mm. Taladra en la madera un agujero del tamaño exacto para el eje, luego calienta una barra del mismo diámetro y pásala cuidadosamente a través del orificio. Que no esté demasiado caliente, nada más debe tostar la superficie interna sin carbonizarla. Se lubrica con unas gotas de biodiésel.Estas tapas de las latas de aceite encajan bien, son resistentes y herméticas. Recorta en la tapa un cuadrado del tamaño del taco de madera. Haz dos ranuras poco profundas en cada una de las cuatro caras del taco, justo encima y debajo de donde se ajustará la tapa. Encaja la madera en la tapa y sella la unión por las dos caras con resina epoxi rellenando también las ranuras. Cuando la resina endurezca cúbrela de silicona. Recorta el aislamiento interno de plástico de forma que el taco quede perfectamente encajado. Durante el funcionamiento salpica aceite que lubrica la unión entre el eje y la madera, y el eje encaja lo bastante bien como para que no escapen gases. La pieza de madera debería durar mucho; cuando se desgaste puede sustituirse fácilmente.

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Tapas adicionalesEl bidón de 20 litros tiene una sola abertura. Necesitábamos tres aberturas: para el agitador, para el indicador de temperatura y para el tubo del metóxido. No basta con hacer agujeros, esas aberturas deben tener la forma adecuada para ponerles tapas que cierren herméticamente. Corta las bocas (donde se enrosca la tapa) de las dos latas de aceite de 1 galón (4-litros), dejando alrededor un aro de metal sobrante de varios centímetros de anchura. Haz dos agujeros en la parte superior del reactor un poco más grandes que las bocas que acabas de cortar. Pasa las bocas por esos agujeros de dentro hacia fuera, de forma que el aro de metal sobrante que dejaste antes quede por la parte de dentro del reactor; sujeta las nuevas bocas con remaches o tornillos. Sella las uniones poniendo una fina capa de resina epoxi (antes de poner los tornillos) aplastada entre la cara superior del aro de metal sobrante y la cara interior del reactor, y luego cubre la unión con silicona por dentro y por fuera.

Sujeción del calentadorNuestro calentador es más potente de lo necesario, y tan largo que no cabe bien dentro del reactor, así que tuvimos que ponerlo inclinado. Es mucho más fácil usar un calentador del tamaño adecuado y ponerlo horizontal. La unión, sólida e impermeable, está soldada y aislada con masilla epoxi. El calentador de inmersión siempre tiene que estar completamente sumergido para evitar que se caliente demasiado y provoque un incendio.

El indicador de temperatura está encajado en una tapa, como el eje del agitador.

Adición del metóxidoPuedes usar el método sencillo con bidones de HDPE (polietileno de gran densidad) u otros contenedores similares con tapa roscada (preferiblemente con un tapón a presión debajo de la tapa). Primero se pone dentro el metanol, luego se agrega gradualmente la lejía. Es mejor agitar de lado a lado, formando un remolino, en vez de agitar de arriba abajo. El metóxido no está listo hasta que se ha disuelto toda la lejía. Si el recipiente es translúcido se puede ver si queda en el fondo lejía sin disolver.Para este reactor usamos un recipiente de HDPE de once litros con dos tapas roscadas y una bomba de aire de acuario para transferir el metóxido al reactor por un tubo flexible, sin exponernos en absoluto. Limpio, seguro y simple. De la misma manera pasamos el metanol de un recipiente a otro.El tubo de vinilo trenzado de 1/2" pasa a través de un agujero en la tapa grande, sellado con masilla epoxi por dentro y por fuera de la tapa, y llega hasta el fondo del recipiente. El otro extremo encaja en un agujero en otra tapa (también sellada por dentro y por fuera con masilla epoxi) que se enrosca en una de las bocas del reactor.De la tapa pequeña sale un tubo de cobre de 4 cm de longitud y 4 mm (1/8") de grosor para ajustar la manguera procedente de la bomba de aire.Cuando la bomba está funcionando, el recipiente de HDPE se llena de aire y el metóxido es obligado a subir por el tubo de vinilo. Cuando llega al punto más alto de la curva cae hacia

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el otro extremo del tubo, en el reactor. Una vez que ha empezado a fluir se produce un efecto de sifón. Tarda aproximadamente dos minutos en traspasar todo el metóxido

Uso del reactorUtiliza 15 litros (4 galones) de aceite. Con esa cantidad debe quedar bastante espacio dentro del reactor para el metanol sin que llegue hasta el borde. Si la electricidad te cuesta cara puedes calentar el aceite con gas en otro recipiente (nosotros lo hacemos en una olla de acero inoxidable de 20 l) y usar el calentador eléctrico sólo para mantener la temperatura. Aislando todo el reactor con muchas capas de plástico de burbujas se mantiene el calor y se ahorra energía.Si tienes un calentador de inmersión atiende a este consejo "Haz un cálculo aproximado del área de contacto del calentador con el aceite -- longitud x (pi x radio al cuadrado) -- y comprueba que la potencia no sobrepasa los 3 W por cm2. Con este cálculo te aseguras de que el aceite no se queme mientras lo calientas. Si el calentador es demasiado potente tienes que agitar el aceite mientras lo calientas."Este reactor no tiene desagüe en el fondo, no lo necesita. Es lo bastante ligero para levantarlo y verter el biodiésel en otro recipiente. En realidad es mejor así porque el biodiésel no se contamina con restos de glicerina que hayan quedado pegados a las paredes, lo que sí podría ocurrir si saliera por el fondo. El reborde de la tapa permite una separación bastante precisa. Vierte lentamente hasta que empiece a salir glicerina; la primera que sale queda estancada en el borde, mientras lo que queda del biodiésel fluye por encima. Puedes sacar casi todo el biodiésel sin que se mezcle con la glicerina.De esta forma no hay exposición al vapor de metanol, a no ser que el día sea muy caluroso. A temperatura ambiente normal (20º C - 30º C) el exceso de metanol no se evapora y no hay peligro. Si te preocupa el vapor de metanol puedes sacar el biodiésel de la misma manera en que introduces el metóxido, con un tubo de vinilo con una tapa unida a cada extremo. Podrás ver cómo empiezan a pasar los subproductos por el tubo y podrás pararlos a tiempo. Pon lo que quede en el reactor (los subproductos y un poco de biodiésel) en un recipiente con desagüe en el fondo. Cuando esté casi lleno (después de varios lotes), y separado en dos capas, saca los subproductos por el fondo y añade el biodiésel al siguiente lavado.

Condensador de metanolEste sencillo condensador sirve para recuperar el exceso de metanol que queda en la mezcla de subproductos después de la transesterificación. El metanol recuperado puede usarse para hacer más biodiésel. Está hecho con 80 cm de tubo de plástico de diámetro 5 cm, con los extremos tapados, y 1,5 m de tubo de cobre de diámetro 1 cm, unidos con pegamento para tubos de plástico, masilla epoxi y silicona. Una bomba de acuario sumergible bombea agua fría de un cubo al extremo inferior del condensador; el agua sale por el extremo superior y vuelve al cubo.

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De un lote de 15 litros de subproductos deberían recuperarse alrededor de tres litros de metanol. El metanol recuperado puede usarse para el siguiente lote de biodiésel.

Cómo funcionaPon 15 litros de subproducto en el reactor, coloca el agitador en su sitio y cierra herméticamente. Las abrazaderas mantienen al condensador separado del reactor.Conecta la bomba de agua. El agua fría del cubo circula a través del condensador y luego vuelve al cubo.Conecta el calentador de inmersión y el agitador. El agitador no es imprescindible, pero nuestro calentador de 1,5 Kw calienta demasiado y el agitador distribuye mejor el calor. Controla el aumento de temperatura en el indicador de la tapa.

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El tubo de cobre no está enrollado en espiral, si no que atraviesa el tubo grueso en línea recta sobresaliendo por los extremos. El extremo inferior entra en el recipiente que recoge el metanol. El extremo superior está curvado hacia abajo y unido a una tapa que encaja en una de las bocas del reactor. El condensador está sujeto al reactor por dos abrazaderas.

La parte curva del tubo de cobre está aislada para que el vapor de metanol no empiece a condensarse antes de llegar al condensador. Si se condensara antes de pasar la curva volvería al reactor en vez de ir al condensador.

El metanol empieza a condensarse entre 65º C y 70º C (149-158º F). Según disminuye la cantidad de metanol en la mezcla aumenta el punto de ebullición; tienes que seguir calentando para que no deje de hervir.

Al final del proceso la temperatura es de unos 100º C (212º F). Se consiguen tres litros, o más, de metanol limpio y listo para volver a usarlo.

La abrazadera superior sostiene al condensador

La abrazadera inferior mantiene al condensador separado del bidón.

El agua del cubo se calienta durante el proceso y hay que cambiarla por agua fría

El metanol condensado gotea dentro del recipiente, listo para ser reutilizado.

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Reactor para lotes de 60 litrosEs un reactor barato, simple, seguro, y muy efectivo que puedes construir fácilmente. Sirve para producir biodiésel de buena calidad. Está formado por cuatro depósitos de 90 litros procedentes de calentadores de agua. Sirve cualquier depósito parecido con tapa hermética y desmontable.

Empezando por la derecha: primer tanque de lavado, reactor, tanque de almacenamiento, segundo tanque de lavado. El tanque de almacenamiento y el segundo tanque de lavado son opcionales, sirven para doblar la capacidad de producción.

Abajo a la derecha: el metóxido es trasvasado del bidón de plástico al reactor con aire comprimido de una pequeña bomba de acuario, sin derrames ni desprendimiento de gases. La tapa del reactor es hermética y está sujeta por ocho cerrojos de palanca.La bomba azul es una bomba de agua de 1" con un caudal de 2.000 litros / hora aproximadamente. En la salida de la bomba hay una reducción de 1" a 3/4" para que encajen las válvulas, lo que reduce el caudal, aunque sigue siendo suficiente para lotes de 60 litros, y hasta 100 litros. Para lotes mayores de 100 litros los tubos y válvulas deben ser de 1". Si el reactor es mucho mayor de 100 litros hay que cambiar la bomba por otra mayor. Si no hay suficiente caudal el proceso tarda mucho en completarse, si es que se completa, y luego hay problemas en el lavado porque el combustible es de mala calidad.La bomba lo mezcla todo durante la reacción, y al final bombea el biodiésel al depósito de almacenamiento.

Puedes hacerlo todo con piezas normales de fontanería y tubo flexible de PVC reforzado (trenzado). Nosotros pusimos juntas de plástico en las bocas de entrada del reactor y de los otros depósitos, de forma que el tubo puede encajarse y desencajarse fácilmente. Otras juntas están hechas con tubo de acero de 3/4" con un extremo roscado y abrazaderas de acero para sujetar el otro extremo a la manguera de PVC.

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En la fotografía a la izquierda, lo que sobresale por el lado derecho del reactor es el calentador eléctrico de 1,5 kw que mantiene la temperatura durante el proceso. Pre-calentamos el aceite antes de ponerlo en el reactor, así gastamos menos electricidad.

El mayor gasto fue la bomba. Casi todas las demás piezas proceden de una chatarrería, incluidas las doce válvulas. El indicador de temperatura estaba tirado en el barro de un vertedero, pero aún funciona.

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Todos los dispositivos eléctricos están enchufados a un prolongador con cuatro tomas sujeto a la base del reactor: dos bombas de aire para acuario (que no se ven en la foto), la bomba principal y el calentador eléctrico.

Los cuatro depósitos de 90 litros son depósitos de queroseno procedentes de instalaciones de calentamiento de agua,). Es fácil encontrarlos. Sirve cualquier depósito parecido. Los barriles de petróleo de 200 litros (55 galones), más comunes, son demasiado grandes y pesados para nosotros. Gracias al tanque de almacenamiento conseguimos casi la misma capacidad de producción, y además podemos cargar fácilmente el reactor y uno de los depósitos de lavado

Sin embargo este sistema básico puede funcionar igual de bien con barriles de 200 litros (ten cuidado con la capacidad de la bomba), de los que pueden abrirse por arriba para ver el interior. O quítale el fondo a un barril cerrado, dale la vuelta dejando el fondo abierto hacia arriba, aprovecha la boquilla pequeña como desagüe y la grande para montar un elemento calefactor, y busca una tapa con abrazaderas que encaje en la abertura. O, fabrica una tapa de madera con una lámina de plástico pegada en la cara interior, encájale tubos de entrada, cubre el borde del bidón con silicona, y sujeta la tapa con cierres de palanca. Se pueden hacer otros agujeros en el barril donde soldar más tubos

Tuvimos que cortar las boquillas de nuestros depósitos de 90 litros, pero si lo haces con cuidado puedes conseguir que tanto la boquilla como el depósito conserven un borde que permita hacer uniones herméticas. Sella las juntas con silicona. Sujeta la tapa del reactor con ocho cierres de palanca.

Las estructuras de soporte fueron construidas soldando tubos viejos de una chatarrería.

Los cuatro tanques tenían desagües estándar, algunos de 1/2" y otros de 3/4". El que elegimos como reactor tiene el fondo redondeado, los otros tres lo tenían plano. Para hundir un poco el fondo y que deje de ser plano, puedes colocar el tanque sobre un par de listones de madera de 5 x 5cm con el desagüe en medio. El borde del tanque sobresale por debajo de forma que lo que se apoya sobre los listones es el borde, no el fondo. Coloca otro listón de 5 x 5 cm dentro del tanque con su extremo sobre el desagüe y golpea con un martillo grande.

Con esto conseguirás un fondo ligeramente curvo con el desagüe en la parte más baja, puede que 1 cm más baja, que es suficiente para un buen drenaje. En todos nuestros depósitos (menos en el reactor) los desagües están colocados a un lado. Los tenemos inclinados hacia el lado del desagüe para que se vacíen con mayor facilidad.

El desagüe del reactor tiene una pieza con forma de T y dos válvulas, una para dejar caer los subproductos y otra para bombear el biodiésel.

Cuando dejamos sedimentar la mezcla dentro del reactor en vez de en el depósito de almacenamiento, encajamos una tubería de PVC en el desagüe (fotografía). La longitud (altura) de la tubería está calculada para que su extremo quede por encima del nivel que alcanzará la capa de subproductos durante la sedimentación. Este tubo de extensión permite bombear el biodiésel al depósito de lavado sin que se mezcle con la capa inferior. Después quitamos la extensión para drenar los subproductos.

El tanque de almacenamiento tiene dos desagües, uno con una extensión fija, como la descrita en el párrafo anterior, para bombear el biodiésel a los tanques de lavado, y otro para drenar los subproductos. Parte del biodiésel se queda con los subproductos. Déjalo reposar, recoge el biodiésel de arriba y júntalo con el siguiente lote en el depósito de lavado.

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Los tanques solo tenían el desagüe del fondo y dos aberturas en la tapa. Tuvimos que hacer varios agujeros para el indicador de temperatura, el calentador eléctrico, y los tubos. Pusimos remaches donde era posible, para sujetar la válvula de entrada de metóxido y los cierres de palanca, sellando con silicona por dentro y por fuera. En el resto de los casos tuvimos que soldar.

Si no tienes herramientas para hacer agujeros del tamaño apropiado, pon la pieza sobre la superficie para marcar un círculo, y haz con cuidado agujeros de 2 mm por el borde interior del círculo, muy cerca unos de otros. Termina de cortar lo que queda entre los agujeros, quita el círculo de metal que sobra, y lima el borde hasta que encaje la pieza. Luego suéldala. Solo para asegurarnos, nosotros cubrimos las soldaduras con una buena capa de masilla epóxica, resistente a los productos químicos, y encima pusimos una capa de silicona

Dentro del reactor

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En el sentido de las agujas del reloj, empezando arriba a la derecha: calentador de inmersión de 1,5 kw, salida hacia la bomba, indicador de temperatura. Todo sellado con silicona.

El fondo del reactor tiene una buena forma, redondeado con una depresión en el centro para que el desagüe quede en el punto más bajo (mira la fotografía). Pero el extremo de la tubería de desagüe sobresalía del fondo estropeando el efecto. Lo rellenamos con resina de poliéster hasta que estuvo nivelado. Quedó muy bien.

Si no tienes herramientas para hacer agujeros del tamaño apropiado, pon la pieza sobre la superficie para marcar un círculo, y haz con cuidado agujeros de 2 mm por el borde interior del círculo, muy cerca unos de otros. Termina de cortar lo que queda entre los agujeros, quita el círculo de metal que sobra, y lima el borde hasta que encaje la pieza. Luego suéldala. Solo para asegurarnos, nosotros cubrimos las soldaduras con una buena capa de masilla epóxica, resistente a los productos químicos, y encima pusimos una capa de silicona.

La tapa del reactor

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Tubo de extensión en el depósito de almacenamiento. Primera fotografía: se puede ver el desagüe con tubo de extensión a la derecha, y el desagüe normal a la izquierda.

Segunda fotografía: las dos salidas. El desagüe con extensión (derecha) tiene dos válvulas. La de abajo es para drenar cualquier residuo que pueda haber antes de bombear el biodiésel al depósito de lavado por la otra válvula. A la izquierda está la salida de subproductos (el desagüe sin extensión).

Válvula de entrada de metóxido. La entrada, con 4 mm de diámetro interior, encaja perfectamente con el tubo procedente del bidón de metóxido. Entra lentamente: tarda entre 4 y 6 minutos en cada etapa con el método ácido-base (4,8 litros más 7,2 litros), o aproximadamente diez minutos con el método de una etapa (12 litros).

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Entrada al reactor desde la bomba. Cuando la mezcla vuelve al reactor no forma un chorro cayendo violentamente, lo que causaría salpicaduras y agitación innecesaria. Toda la agitación debe ocurrir dentro de la bomba, no en el reactor. Pusimos un rociador de cuatro pulgadas tomado de una regadera china en la cara inferior de la tapa. Tiene 150 agujeros de 2 mm, de donde sale una lluvia que cubre toda la superficie. Funciona muy bien.

La tapa tiene una abertura donde antes había un medidor de nivel. Nosotros lo reemplazamos por una boquilla roscada donde encajan tres tapones diferentes: el primero es un tapón normal; el segundo, en la fotografía, está atravesado y sujeto con masilla epóxica y silicona a un tubo de ventilación que conduce al exterior del edificio. El tercero tiene un embudo para introducir el ácido en el método ácido-base.

Cara superior de la tapa: arriba a la izquierda se ve la entrada al reactor desde la bomba, a la derecha la válvula del metóxido, tapón del depósito en medio, y abajo a la derecha uno de los cierres de palanca.

Nos parece importante la altura del tubo de succión de la bomba respecto al fondo del reactor. En nuestro reactor esa salida está por encima del nivel que alcanza la capa de subproductos. El nivel varía dependiendo del proceso y de las características del aceite. No hay mucha agitación en el reactor, casi todo es circulación. La agitación se produce dentro de la bomba, que bomba succiona el aceite de la salida inferior del reactor, pero no con violencia. Como resultado un montón de glicerina se deposita en el fondo durante el proceso, lo que es bueno. Pensamos que casi la mitad, antes de que el proceso termine. También se va al fondo parte del exceso de metanol, que se disuelve en la glicerina.

El método ácido-base tiene un paso opcional que consiste en drenar parte de la glicerina durante la etapa alcalina. el proceso funciona bien sin este paso. Es solo un truco para mejorar el rendimiento si tu reactor tiene un desagüe en el fondo.

"El proceso ácido-base se desarrolla con la mínima cantidad necesaria de alcohol. Aunque parezca que quitando una pequeña parte del alcohol con los subproductos se perjudica la reacción, la gran cantidad de glicerina que se extrae desplaza el equilibrio de la reacción hacia el lado de los productos."

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Precinto de silicona entre el interior de la tapa y el borde del reactor. Aplica una cantidad generosa de silicona y deja que seque entre 6 y 8 horas (dependiendo de la meteorología) hasta que deje de estar pegajosa al tacto, pero que todavía esté blanda. Encaja la tapa cuidadosamente y pon encima algo pesado asegurándote de que el peso está repartido por igual a lo largo del borde. La silicona toma la forma del borde sin pegarse a la tapa.

La muestra de la izquierda fue recogida de lo alto del reactor un par de minutos antes de desconectar la bomba al final del proceso. Inmediatamente después de la reacción el lote completo es bombeado al depósito de almacenamiento, saliendo del reactor por el desagüe del fondo. Lo primero que sale son los subproductos que sedimentaron durante la reacción. Cuando se bombea al depósito de almacenamiento, todo vuelve a mezclarse (luego se deja reposar). La muestra de la derecha es del mismo lote, recogida de lo alto del tanque de almacenamiento inmediatamente después de la transferencia. Tiene el doble de glicerina que la primera muestra.

Se ha comprobado. La cantidad de glicerina que se deposita en el fondo es más que suficiente para compensar la pérdida de metanol, con resultados muy satisfactorios.

Esto podría ser una consideración importante al decidir la altura del tubo de succión de la bomba respecto al fondo del reactor.

Como ya se dijo antes, la mitad de los subproductos sedimenta durante el proceso. De hecho sedimenta mucha más cantidad, pero una parte es recirculada continuamente (junto con su contenido de metanol). Nosotros quisimos tener en cuenta todo esto antes de construir el reactor. Suponiendo una producción cercana al 100% (que es la que conseguimos con el método ácido-base), y 20% de metanol respecto a la cantidad de aceite, la cantidad de subproducto será casi del 20%. Por tanto si la profundidad del aceite en el reactor es, digamos, 100 unidades, la profundidad total de los subproductos que se depositarán en el fondo será de 20 unidades, más o menos. Decidimos fijar el extremo del tubo de succión de la bomba a 30 unidades del fondo. Está calculado a ojo; no sabíamos con cuanta fuerza succionaría la bomba ni muchas otras cosas, pero por suerte parece que las dimensiones son correctas. Funciona bien.

La resistencia eléctrica está a la misma altura.

Sin embargo puede que estas medidas no sirvan en todos los casos. Sirven para nuestra bomba, con la forma y tamaño de nuestro reactor. Es un tanque de 90 litros, tiene 44,5 cm (17,5") de diámetro y 58,4 cm (23") de longitud. Procesa lotes de 60 litros.

El depósito de precalentamientoEs otro depósito de queroseno de 90 litros (izquierda abajo), con tapa desmontable (derecha abajo). El indicador de temperatura procede de una máquina de secado de arroz averiada y simplemente encaja en una abertura de la tapa, sin ninguna modificación. Tiene un desagüe con válvula en el fondo. Derecha: le cortamos el fondo y el mango a una sartén, le dimos la vuelta y la atornillamos al fondo del depósito para evitar que la llama del quemador se escape por los lados.

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El depósito más pequeño de la derecha, de acero inoxidable, es para calentar y dejar en reposo SVO (también usamos SVO).

Tenemos dos quemadores para precalentar el aceite. Funciona bien con biodiésel puro (derecha). Es eficiente y económica; quema 60-70 ml por hora, sin humos ni olores. Tarda poco más de una hora en calentar 60 litros de aceite

Calentador "Turk", capaz de quemar los subproductos (glicerina) del proceso de la fabricación de biodiésel. Alcanza mucha temperatura, pero tiene inconvenientes. Está hecho con un extintor de 10 cm de diámetro cortado por la mitad, una jarra de acero inoxidable (la mecha), y una lata de curry. El depósito de combustible procede de una estufa de queroseno, la "jaula de ardilla" es de un calentador de agua. Tarda menos de una hora en calentar 60 litros de aceite quemando 700 ml de subproductos. La salida del depósito de combustible tiene una válvula que mantiene un nivel constante de combustible en una cavidad que hay debajo; comunicado con un tubo de cobre de 1/4", el mismo nivel se mantiene en el quemador.

Manejo del reactor

1. Comprueba el contenido de agua del aceite (sólo para el aceite usado) y sécalo si es necesario. Mide el PH del aceite (consulta también valoración mejorada).

2. Prepara el metóxido. Nosotros compramos el metanol en recipientes de 18 litros y lo transferimos al bidón donde mezclamos el metóxido con una bomba de aire de acuario. Una vez transferido, añade la lejía y continúa según el método sencillo para preparar metóxido. Nosotros usamos KOH (hidróxido de potasio), que se disuelve perfectamente en media hora. El NaOH (hidróxido de sodio) tarda más en disolverse.

3. Pon 60 litros de aceite usado en el depósito de pre-calentamiento. Nosotros lo hacemos manualmente con un cubo de acero de 20 litros (del mismo tipo que el cubo con el que hicimos nuestro reactor de 20 litros). Tiene una marca aproximadamente a 10 cm del borde superior, marcando el nivel de 15 litros, de forma que hay que llenarlo cuatro veces para juntar 60 litros. Pasamos el aceite al cubo a través de un colador de 0,5 mm, y del cubo al depósito de pre-calentamiento.

4. Calienta el aceite hasta la temperatura de proceso.

7. Comprueba qué temperatura marca el indicador. Coloca la tapa en su sitio sujetándola bien con los ocho cierres de palanca.

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5. Comprueba que todas las válvulas están en la posición correcta (todas cerradas menos la de salida de la bomba) y que el tubo de salida de la bomba está conectado al reactor formando un circuito cerrado, y no al tanque de almacenamiento.6. Traspasa el aceite caliente al reactor. Puede hacerse bombeando, pero nos dimos cuenta de que nuestra bomba no bombea bien el aceite, por eso lo traspasamos manualmente con el cubo de acero. Es una manera rápida y sencilla.

8. Ponle al bidón del metóxido el tapón de transferencia, y el tapón con tubo para la bomba de aire, y ponlo sobre el reactor. Conecta el tubo de salida a la válvula de entrada de metóxido del reactor; abre la válvula. Conecta la bomba de aire al tubo de aire. encaja el tubo de ventilación que lleva al exterior a la segunda abertura de la tapa del reactor.

Transferencia de metóxido

9. Pon en marcha la bomba para que empiece a mezclar.

10. Pon en marcha la bomba de aire.

11. Vigila el indicador de temperatura mientras se transfiere el metóxido. Si la temperatura desciende por debajo de la temperatura de proceso enciende el calentador eléctrico. Podría incluirse un termostato, pero no hace falta, el control manual es sencillo. Ten cuidado de no dejar el calentador encendido sin vigilancia.

12. Cuando todo el metóxido esté en el reactor desconecta la bomba de aire. Sustituye el tubo de ventilación por un tapón. Deja abierta la válvula de entrada de metóxido: la mayor parte del metanol evaporado se condensa en el reactor y vuelve a caer en la mezcla. El resto puede ascender hasta el recipiente del metóxido, donde se condensa y puede ser reutilizado.

13. Puedes comprobar el progreso de la reacción gracias al tubo de PVC transparente. Acerca una linterna al tubo para ver mejor.

14. Continúa el proceso según el método que hayas elegido.

15. Cuando acabe la reacción desconecta la bomba. Cambia la válvula de salida de la posición de mezcla a la posición de transferencia. Cierra la válvula que hay entre la salida del reactor y la bomba. Abre la válvula de drenaje (la que está en la T) y la válvula correspondiente a la entrada de la bomba. Asegúrate de que la manguera de trasferencia está bien sujeta a la entrada de la tapa del depósito de almacenamiento. Comprueba que las válvulas de drenaje del depósito de almacenamiento están cerradas. Bombea la mezcla de biodiésel y subproductos al tanque de almacenamiento.

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A la izquierda se ve el tubo por donde pasa el metóxido: sube desde el fondo del bidón, sale por la tapadera y se curva hacia la izquierda. Inclina el bidón apoyándolo sobre un bloque de madera, como en la segunda fotografía de esta página, para que el punto más bajo sea aquél donde está el extremo del tubo. A la derecha está el tubo proveniente de la bomba de aire. Este tubo encaja en un segmento de tubo de cobre que atraviesa la tapadera y se adentra en el bidón medio centímetro. La bomba introduce aire por el tubo de la derecha, forzando al metóxido a salir por el de la izquierda, cuyo extremo llega al fondo del bidón. El otro extremo lleva el metóxido hasta la válvula de entrada del reactor.

16. Deja que repose entre 12 y 24 horas.

17. Conecta el tubo de salida de la bomba a uno de los tanques de lavado para bombear el biodiésel del tanque de almacenamiento al de lavado. Primero drena un par de cientos de mililitros por la válvula inferior de la salida de biodiésel del tanque de almacenamiento. Abre la válvula de transferencia, bombea al depósito de lavado, y vuelve a cerrarla. Abre la válvula del desagüe de glicerina para que caiga en un cubo. Deja que la glicerina repose, y aspira con un sifón los pocos litros de biodiésel que haya arriba para lavarlos con el siguiente lote.

18. Lava el biodiésel del modo habitual y sécalo. Ya está listo.

Estas instrucciones pueden adaptarse fácilmente al método ácido-base. La abertura extra de la tapa es para introducir el ácido.

http://www.youtube.com/watch?v=0wPg_xsfI0A

http://www.youtube.com/watch?v=2sSxZKoCCQ4&NR=1

http://www.youtube.com/watch?v=FMuplvNfA_w&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=gGrXflwC-DM&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=t5ldu_OO3Kk&NR=1

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