Dra. Alma Corona Cruz

Reactor tubular con mezclado esttico: una alternativa para la produccin de biodiesel Felipe Al Santamara Ricci Karla Andrea Cervera Chin i!uel Rodr!uez "oveloAsesor:Dr. Ser!io #az Rodr!uezarzo de $%&'ndice1(niversidad Autnoma de )ucatnFacultad de *n!eniera +umica,aller de *nvesti!acin Cient-icaResumen 3Introduccin 3Antecedentes 4Biodiesel 4La reaccin de transesterificacin 5Tipo de catlisis y concentracin 5Proporcin alcool aceite !Temperatura y tiempo de me"clado !Proceso de me"clado !#iptesis$%&'eti(os $)ateriales y m*todos $Ap*ndice +,Bi&lio-raf.a+42R/A0T%RT1B1LAR0%2)/30LA4%/5T6TI0%7 12AALT/R2ATI8A PARA LA PR%4100I92 4/ BI%4I/5/LResumenEn el presente protocolo de investigacin se presenta la informacin sobre el diseo y laconstruccin de un reactor tubular, cuyo elemento principal es la adicin de elementos deforma helicoidal cuya funcin es ayudar almezclado de dos lquidos inmiscibles (metanoly aceite) creando turbulencias en elfluo para incrementar la conversin lograda en lareaccin de transesterificacin para la produccin de biodiesel! "e dise un e#perimentomonitorear el avance de la reaccin y su conversin mediante el ndice de refraccin paracomparar la efectividad del reactor con y sin los elementos de mezclado! $ntroduccin %no de los grandes problemas de la humanidad es su dependencia hacia loscombustibles fsiles, ya que provocan un fuerte deterioro ambiental adem&s de diversosproblemas econmicos! El reto actual consiste en lograr que las energas alternativas yrenovables vayan sustituyendo paulatinamente a esos combustibles! 'a principal ventaade las energas renovables es que, al ser obtenidas de procesos sustentables, reducen eln(mero de contaminantes a la atmosfera, adem&s de que proporcionan una alternativa aluso de combustibles cl&sicos en lugares donde el acceso a estos es difcil o muy caro!%na de las energas alternativas es el biodiesel! )oy en da se conoce perfectamente la reaccin de transesterificacin para la produccindel biodiesel, sin embargo el estudio de este proceso tiene como dificultad la transferenciade masa entre dos lquidos inmiscibles! En una reaccin qumica el paso limitante siempreser&aquel demenor velocidad, demaneraquedependiendode*stapuedeser laecuacin cin*tica o la de transferencia de masa la que ria la velocidad del proceso! "i sedeseaquelaecuacincin*ticamarqueel paso, debee#istirunabuenadifusinenelsistema! El usodemezcladores est&ticos enreactores tubulares meorael mezcladodelosreactivoslocual setraduceenunameorconversindereaccin, meorandodeestamanera la efectividad del proceso! +arios estudios han comprobado que en la reaccin de transesterificacin del aceite entanques agitados se da en dos fases,-) 'a etapa de difusin o de transferencia de masa!.) 'a de la reaccin qumica!/ependiendodelavelocidaddeagitacinydelaefectividaddel mezcladolaprimeraetapa puede considerarse como instant&nea! "i el mezclado es pobre, se obtendr& unabaa conversin ya que las mol*culas tendr&n una baa frecuencia de colisin! Es3fundamental entoncespropiciar unbuenmezcladoentreel metanol yel aceiteenlareaccin de transesterificacin para la produccin de biodiesel0 este mezclado usualmentesedapor unelementodemezcladoconunmovimientoconstantecomoel usodesistemas de agitacin, propelas o impulsores! 1omando en cuenta esto, la produccin de2iodiesel sehaasociadoconlossistemasdemezcladodondesenecesitaenergaadicional, es decir como antes se mencion, de sistemas de agitacin, lo que se traduceen alta potencia y mayores costes de produccin0sin embargo,recientes estudios hanpropuesto que se puede tener el mismo *#ito para la transesterificacin del aceite a partirde un elemento de mezclado est&tico, es decir sin ning(n sistema de agitacin! %na delasopcionespararemplazaralosreactoresdetanqueagitadoesel usodereactorestubulares con agitadores est&ticos en vez de los reactores de tanque agitado, los cualeshan probado necesitar mucha menos potencia por 3g de biodiesel producido!Es importante contribuir al conocimiento del funcionamiento de la reaccin en este tipo desistemas, por lo que en el siguiente trabao se nos enfocamos a comparar el rendimientodelareaccindetransesterificacinparael mismosistema(reactortubular)conysinmezcladores est&ticos! 4ntecedentesEl biodieselEl biodiesel es un combustible el cual es obtenido a partir de aceites vegetales, que puedeser utilizado para motores de di*sel0 la crisis del petrleo en las (ltimas d*cadasacompaadadelaincertidumbresobreloquepodaacontecer conlosrecursosnorenovables, especialmente sobre los derivados del petrleo, propiciaron que sura la ideade los biocombustibles! +arios aceites han sido probados para biodiesel! 5eneralmente,estos aceites, han sido aquellos que abundan en el pas de la investigacin ()el6ani et al!.778)!"eg(n el tipo de materia prima usada, tenemos los siguientes tipos de 2iodiesel (/oradoet al! .779), R:E, Rape :ethyl Ester (;ster :etlico de 4ceite de roduccin de biodiesel con aceitede $atropha curcas, .7-7, Rene6able and sustainable energy revie6s,K (.7-7),-77H--K! :ay,!