1
Características generales del biodiesel fabricado con sebo
vacuno
Características generales del biodiesel fabricado con sebo
vacuno
14 de noviembre del 2007
XII Congreso Latinoamericanode Grasas y Aceites
XII Congreso Latinoamericanode Grasas y Aceites
Dra. Maria Antonia Grompone
Combustible para motores, compuesto de ésteres mono alquílicos de ácidos grasos
de cadena larga, derivados de aceitesvegetales o grasas animales.
Combustible para motores, compuesto de ésteres mono alquílicos de ácidos grasos
de cadena larga, derivados de aceitesvegetales o grasas animales.
BIODIESEL(B100)BIODIESEL(B100)
REACCIÓN QUÍMICAREACCIÓN QUÍMICA
aceite o grasa + alcohol
ésteres alquílicos: BIODIESEL
producto secundario: glicerol
catalizador aceite vegetal
grasa animal
cualquier alcohol
metanol
etanol
MATERIAS PRIMAS
materias primasmaterias primas
índice de yodo
número de cetano
estabilidad oxidativa
propiedades en frío
viscosidad
calor de combustión
temperatura de ignición
temperatura de ebullición
Composición del sebo vacunoComposición del sebo vacuno
2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2
Por
cent
aje
máximo
promedio
mínimo
URUGUAY: composición del sebo vacuno
saturados
0
10
20
30
40
50
60
16:0 18:0 18:1 PF (ºC) título (ºC) índice yodo
URUGUAY
estándar
Composición del sebo vacuno uruguayo: comparación con valores estándares.
URUGUAY: composición del sebo vacuno y del sebo ovino.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
16:0 18:0 18:1 título (ºC) PF (ºC)
sebo vacuno
sebo ovino Propiedades térmicas del sebo vacuno
Propiedades térmicas del sebo vacuno
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-60 -40 -20 0 20 40 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Termograma de un sebo vacuno
muestra totalmente
sólida
muestra totalmente
líquida
fusión parcial
-0,45
-0,40
-0,35
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura (ºC)
Pote
ncia
(mW
/mg)
Aceite de Maiz Aceite de Soja
Grasa Vacuna
Termogramas de sebo vacuno, aceite de soya y aceite de maíz
3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-10 0 10 20 30 40
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
sebo
maíz
girasol
soja
Contenido de sólidos de diferentes materiales grasos
Biodiesel de sebo vacunoBiodiesel de sebo vacuno
Biodiesel desebo vacuno
propiedades térmicas
viscosidad
estabilidad oxidativa
Propiedades térmicas del biodiesel de sebo vacuno
Propiedades térmicas del biodiesel de sebo vacuno
Biodieselde sebovacuno
metanol
etanol
otros alcoholes
mezclascon
gasoil
mezclascon
biodieselde soya
Ésteres metílicos desebo vacuno
Ésteres metílicos desebo vacuno
4
Termogramas de enfriamiento y de calentamiento de los ésteres metílicos del sebo vacuno.
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Enfriamiento
Calentamiento
25ºC
15ºC
punto nube
fusión completa
0
2
4
6
8
10
12
14
soya girasol babassu maní palma sebo
Clo
ud P
oint
(ºC
)
Punto nube para los ésteres metílicos de diferentes aceites vegetales y del sebo.
Comportamiento del biodiesel al frío Comportamiento del biodiesel al frío
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-70 -50 -30 -10 10 30 50 70
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Sebo Vacuno Ésteres Metílicos de Sebo Vacuno
Termogramas del sebo vacuno y de sus ésteres metílicos.
1º pico(15%)
-1215OOO-28LOO
2333614%
199 - 19
31 - 3757 - 64
punto de fusión (ºC)
SSL2º pico(35%)
SOOSSO
3º pico(50%)
SSStermogramatriglicéridos
Composición en triglicéridos del sebo vacuno.
5
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-60 -40 -20 0 20 40 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Termograma de sebo vacuno (triglicéridos)
OOOOOL15%
SOOSSL35%
SSSSSO50%
85%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20 30 40temperatura (ºC)
% s
ólid
os
sebo vacuno
Contenido de sólidos del sebo vacuno
85%
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-60 -40 -20 0 20 40 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Termograma de sebo vacuno (triglicéridos)
OOOOOL15%
SOOSSL35%
SSSSSO50%
50%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20 30 40temperatura (ºC)
% s
ólid
os
sebo vacuno
Contenido de sólidos del sebo vacuno
50%
-35.0
-19.9
39.1
30.0
19.0
PF (ºC)
18:2
1º pico(40%)
insaturados (MeI)
18:1
18:0
16:02º pico(60%)
saturados (MeS)
14:0
termogramaéster metílico
Composición en ésteres metílicos del biodieselde sebo vacuno.
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-60 -40 -20 0 20 40 60Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Termograma de los ésteres metílicos del sebo vacuno.
MeI40%
MeS60%
60%
6
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20 30 40temperatura (ºC)
% s
ólid
os
metilato sebo
Contenido de sólidos de los ésteres metílicos del sebo vacuno.
60%
-40
-20
0
20
40
60
80
MeI OOO +OOL
SOO +SSL
MeS SSO +SSS
Tem
pera
tura
(ºC
)
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-70 -20 30
Temperatura (ºC)
Pote
ncia
(mW
/mg)
Sebo Vacuno Ésteres Metílicos
112
2
3
34
4
5
5
Relación entre la composición y los picos de los termogramas.
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-70 -50 -30 -10 10 30 50 70
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Sebo Vacuno Ésteres Metílicos de Sebo Vacuno
Termogramas del sebo vacuno y de sus ésteres metílicos.
SSS + SSO
SOO + SSL
OOO
MeI
MeS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20 30 40
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
sebo vacuno
metilato sebo
gasoil
Contenido de sólidos del gasoil, del sebo vacuno y de sus ésteres metílicos.
Mezclas de ésteres metílicos de sebo vacuno con gasoil
Mezclas de ésteres metílicos de sebo vacuno con gasoil
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-20 -10 0 10 20
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
B100
B60
B40
B10
gasoil
Contenido de sólidos de mezclas de biodiesel de sebo y gasoil
7
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-20 -10 0 10 20
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
B100
B10
gasoil
Contenido de sólidos de mezcla de 10% de biodiesel de sebo y 90% de gasoil (B10).
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
B100 B60 B40 B10 gasoil
tem
pera
tura
(ºC
)
Temperaturas correspondientes a 6% de sólidos.
Ésteres metílicos de sebo vacuno y de aceite de soyaÉsteres metílicos de sebo vacuno y de aceite de soya
-0,80
-0,70
-0,60
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Ésteres Metílicos de Sebo Vacuno
Ésteres Metílicos de Aceite de Soja
Termogramas de los ésteres metílicos de sebo vacuno y de aceite de soya.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
metilato sebo
gasoil
metilato soya
Contenido de sólidos del gasoil y de los ésteres metílicos de sebo vacuno y de aceite de soya.
Mezcla de ésteres metílicos de sebo vacuno y de aceite
de soya
Mezcla de ésteres metílicos de sebo vacuno y de aceite
de soya
8
Mezclas de ésteres metílicos de sebo vacuno con ésteres metílicos de aceite de soja.
-0,60
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-50 -30 -10 10 30 50 70Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
Mezcla 10% Mezcla 40% Mezcla 60% Ésteres metílicos grasa Vacuna Mezcla 20%
0
10
20
30
40
50
60
70
-10 0 10 20
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
Gasoil
Mezcla 10%
Mezcla 20%
Mezcla 40%
Mezcla 60%
Mezclas de ésteres metílicos de sebo vacuno con ésteres metílicos de aceite de soja (%).
-5
0
5
10
15
20
sebo 10% soya 20% soya 40% soya 60% soya gasoil soya
tem
pera
tura
(ºC
)
Temperaturas correspondientes a 6% de sólidos.
Esteres metílicos y ésteres etílicos de
sebo vacuno
Esteres metílicos y ésteres etílicos de
sebo vacuno
-0,50
-0,45
-0,40
-0,35
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-40 -20 0 20 40 60 80Temperatura (ºC)
Pote
ncia
(mW
/mg)
ésteres metílicos
ésteres etílicos
Termogramas de los ésteres metílicos y etílicos de sebo vacuno
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
-30 -20 -10 0 10 20 30 40
Temperatura (ºC)
% s
ólid
os Ésteres etílicos
Esteres metílicos
Contenido de sólidos de los ésteres metílicos y etílicos de sebo vacuno
9
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-20 -10 0 10 20 30
temperatura (ºC)
% s
ólid
os
metílicos
etílicos
Contenido de sólidos de los ésteres metílicos y etílicos de sebo vacuno
Comportamiento a 4ºC
Biodiesel(etanol y aceite girasol)
Biodiesel(etanol y sebo)
Fotos: B. Irigaray
Comportamiento a 30ºC
Biodiesel(etanol y aceite girasol)
Biodiesel(etanol y sebo)
Fotos: B. Irigaray
30ºC15ºC
4ºC
Fotos: B. Irigaray
Biodiesel fabricado con grasa vacuna y etanol
Ésteres de sebo vacunoy diferentes alcoholesÉsteres de sebo vacunoy diferentes alcoholes
El biodiesel obtenido a partir de sebo vacuno y metanol o etanol presenta un contenido muy elevado de sólidos a las temperaturas del
invierno uruguayo (intervalo entre –5 y 0 ºC).
10
1-propanol = alcohol n-propílico
2-propanol = alcohol iso-propílico
1-butanol = alcohol n-butílico
2-butanol = alcohol iso-butílico-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
metílicos
etílicos
n-propílicos
n-butílicos
isopropílicos
isobutílicos
Sebo vacuno: ésteres de diferentes alcoholes
T endset
16.51-butanol
18.01-propanol
10.52-butanol
12.52-propanol
20.0etanol
23.0metanol
T endset (ºC)ésteres de seboEl efecto sobre la temperatura “endset”
(equivalente al punto nube) depende del alcohol utilizado, siendo mayor la reducción
según el siguiente orden:
metanol
etanol
n-propanol
n-butanol
2-propanol
2-butanol
-0,50
-0,45
-0,40
-0,35
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g) ésteres metílicos
ésteres isopropílicos
ésteres isobutílicos
ésteres metílicos girasol
ésteres metílicos soja
Sebo vacuno: ésteres de diferentes alcoholes (comparados con los ésteres metílicos de girasol y de soya).
-0,50
-0,45
-0,40
-0,35
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
0,05
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
Temperatura (ºC)
Pot
enci
a (m
W/m
g)
ésteres metílicos
ésteres isopropílicos
ésteres isobutílicos
Sebo vacuno: ésteres de diferentes alcoholes
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-30 -20 -10 0 10 20
% sólidos
tem
pera
tura
(ºC
)
metílico
isopropílico
gasoil
Contenido de sólidos del gasoil y de los ésteres metílicos e isopropílicos del sebo vacuno.
Viscosidad del biodiesel de sebo vacuno
Viscosidad del biodiesel de sebo vacuno
Viscosidad (cP) de los ésteres metílicos y etílicos del sebo vacuno.
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Temperatura (ºC)
Visc
osid
ad (c
P)
Ésteres metílicos
Ésteres etílicos
Gasoil
Viscosidad cinemática (mm2/s)de los ésteres metílicos y etílicos del sebo vacuno.
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Temperatura (ºC)
Visc
osid
ad c
inem
átic
a (m
m2/
s
Ésteres metílicos
Ésteres etílicos
Gasoil
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Temperatura (ºC)
Vis
cosi
dad
cine
mát
ica
(mm
2/s)
Ésteres metílicos Ésteres etílicos Ésteres 1-propílicos Ésteres 2-propílicosÉsteres 1-butílicos Ésteres 2-butílicos Gasoil
Viscosidad cinemática (mm2/s)de diferentes ésteres del sebo vacuno.
Estabilidad oxidativa del biodiesel de sebo vacuno
Estabilidad oxidativa del biodiesel de sebo vacuno
12
0 50 100 150 200velocidad relativa
18:1
18:2
18:3
20:4
Velocidad relativa de auto-oxidación de los ésteres (metílicos o etílicos) a 37ºC.
Cuanto más insaturado, más rápido se oxida al aire.
Índice de estabilidad del aceite (OSI)
conductímetro
Agua deionizadaACEITE
TermostatoAire comprimido
aire
aire conácidos volátiles señal
Celda de conductividad
De acuerdo con su composición, los materiales grasos presentan diferentes
estabilidades oxidativas (tiempos de inducción).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
soya C soya A soya D soya B soya E palma(37ºC)
palma(51ºC)
soya/palma(41ºC)
hora
s
Tiempos OSI (horas) a 110ºC para el aceite de soya y para diferentes fracciones del aceite de palma.
6 h
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
aceite 1 aceite 2 Hidrog 1 Hidrog 4 Hidrog 2 sust. Cacao Hidrog 5 Hidrog 3
OS
I (ho
ras)
Tiempos OSI (horas) a 110ºC para diferentes aceites hidrogenados.
6 h
La estabilidad oxidativa es considerablemente mayor para un aceite que para los ácidos grasos
provenientes de él.
13
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 10 20 30 40 50
Tiempo (hs.)
Con
duct
ivid
ad
Ácido oleico
Ácido oleico con TBHQ
Aceite alto oleico
Tiempos OSI (horas) a 110ºC para el ácido oleico y para el aceite de girasol de alto oleico
La estabilidad oxidativa es considerablemente mayor para un
aceite que para el biodiesel fabricado con él.
Tiempos OSI (horas) a 110ºC para un sebo vacuno y un aceite de soya y para sus ésteres metílicos.
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Tiempo (hs.)
Con
duct
ivid
ad
Aceite de soja
Biodiesel de aceite de soja
Sebo
Biodiesel de sebo
La estabilidad oxidativa del biodieseldepende de las características de su
reacción (aunque siempre es menor que la del material graso de partida).
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
tiem
po O
SI (h
) a 1
10ºC
biodiesel A biodiesel B biodiesel C aceite
Tiempo OSI a 110ºC de un aceite de girasol y de sus ésteres metílicos (preparados en diferentes condiciones).
El sebo vacuno presenta diferentes tiempos de inducción de acuerdo con su
calidad.
14
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
Tiem
po (h
s.)
Tiempo OSI (110ºC) 1,20 1,70 1,55 1,45 1,40 1,40 16,85 16,85 0,65 0,65
A1 A2 A7 A8 A5 A6 B2 B1 A4 A3
Tiempos OSI (horas) a 110ºC de cinco muestras diferentes de sebo vacuno (hechas por duplicado).
6 h
En consecuencia, la estabilidad oxidativa del biodiesel de sebo vacuno
es muy variable.