El biodiésel puede utilizarse como sustituto de los combustibles derivados del petróleo. La característica más destacada del «biodiésel» es su renovabilidad, ya que se trata de un sustituto del diésel de combustión limpia que está creando puestos de trabajo. Este recurso nunca se agotará y mejora el medio ambiente. La EPA ha reconocido los beneficios medioambientales del biodiésel al clasificarlo como biocombustible avanzado, lo que lo convierte en el único combustible a escala comercial producido en todo el país que cumple los criterios avanzados de la agencia.
Biodiésel de materia prima
El biodiésel se refiere al éster metílico o éster etílico de ácidos grasos formado a partir de aceite vegetal (como aceite de colza, aceite de soja, aceite de cacahuete, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón, etc.), aceite animal (como aceite de pescado, manteca de cerdo, mantequilla, aceite de oveja, etc.), aceite residual o aceite microbiano y metanol o etanol mediante conversión en éster. El biodiésel es una «energía verde» típica, con un buen rendimiento medioambiental, un buen rendimiento de arranque del motor, un buen rendimiento del combustible, una amplia fuente de materias primas, renovable y otras características. El desarrollo del biodiésel tiene una gran importancia estratégica para el desarrollo económico sostenible, la promoción de la sustitución energética, la reducción de la presión medioambiental y el control de la contaminación atmosférica urbana.
El biodiésel se puede producir a partir de aceite vegetal y aceite animal, pero en la actualidad se utilizan como materias primas los ácidos grasos, el aceite de lavado, el aceite residual urbano y los residuos refinados. No solo el aceite de cocina residual producido por la industria de la restauración, sino también el aceite de colza, el aceite de soja, el aceite de maíz, el aceite de semilla de algodón, el aceite de cacahuete, el aceite de girasol, el aceite de palma y el aceite de coco tienen, en realidad, la posibilidad de «transformarse» en gasóleo.El biodiésel es un tipo de energía renovable y limpia, que consiste en un éster metílico de ácidos grasos obtenido tras la esterificación y transesterificación de aceites animales y vegetales y alcoholes de cadena corta, como el metanol.
El biodiésel es una «energía verde» típica, con un buen rendimiento medioambiental, un buen rendimiento de arranque del motor, un buen rendimiento del combustible, una amplia fuente de materias primas, renovable y otras características. En los últimos años, numerosos estudios han confirmado que, tanto si se trata de un motor diésel pequeño y ligero como de un motor diésel grande y pesado o de un tractor, los hidrocarburos se reducen entre un 55 % y un 60 % tras la combustión de biodiésel, las partículas se reducen entre un 20 % y un 50 %, el CO se reduce en más de un 45 % y los hidrocarburos aromáticos policíclicos se reducen entre un 75 % y un 85 %. El biodiésel se refiere al éster metílico o éster etílico de ácidos grasos formado a partir de aceite vegetal (como aceite de colza, aceite de soja, aceite de cacahuete, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón, etc.), aceite animal (como aceite de pescado, manteca de cerdo, mantequilla, aceite de oveja, etc.), aceite residual o aceite microbiano y metanol o etanol mediante conversión en éster. Los aceites vegetales y las grasas animales con un determinado símbolo estructural de glicéridos de ácidos grasos (es decir, triglicéridos) se utilizan a menudo como materias primas para el biodiésel.
Comparación de parámetros entre el biodiésel y el diésel mineral
| Characteristic | Biodiesel | Mineral Diesel |
|---|---|---|
| 20°C density(g/ml) | 0.88 | 0.83 |
| 40°C dynamic viscosity(m㎡/S) | 1.9-6 | 2-4 |
| Flash point(OC in P and M closed cups) | Not less than 130 | 60 |
| Calorific value(MJ/I) | 32 | 35 |
| Combustion efficiency(diesel=100%) | 104 | 100 |
| Sulfur Content(W%) | ＜0.05 | ＜0.2 |
| Oxygen content(V%) | 10 | 0 |
| Burning 1kg of fuel by stoichiometry minimum air consumption(KG) | 12.5 | 14.5 |
| Water hazard level | 1 | 2 |
| Biodegradation rate after three weeks(%) | 98 | 70 |
| Flammability(cetane number) | Not less than 49 | Minimun 46 |
Ventajas del Biodiésel
Buen desempeño de ignición: El número de cetano es un índice de calidad para medir el rendimiento del combustible en motores de ignición por compresión. El número de cetano del biodiésel es superior a 45 (45 para diésel petroquímico), y su desempeño de ignición es mejor que el del diésel petroquímico.
Combustión más completa: El contenido de oxígeno del biodiésel es mayor que el del diésel petroquímico, hasta un 11%. La cantidad de oxígeno requerida en el proceso de combustión es menor que la del diésel petroquímico, y la combustión es más completa que la del diésel petroquímico.
Amplia aplicabilidad: Además de ser un combustible alternativo para motores diésel como los de autobuses y camiones, el biodiésel también puede utilizarse como combustible alternativo en motores diésel no terrestres, como en transporte marítimo, equipos hidroeléctricos, equipos de minería geológica y plantas de generación de energía.
Buena versatilidad: No es necesario cambiar el motor diésel; se puede añadir directamente para su uso, sin necesidad de equipos adicionales de combustible, almacenamiento o transporte, ni de capacitación técnica especial del personal (normalmente, otros combustibles alternativos pueden requerir modificaciones en el motor antes de usarlos).
Seguro y confiable: El punto de inflamación del biodiésel es más alto que el del diésel petroquímico, lo que favorece el almacenamiento, transporte y uso seguro.
Ahorro de energía y reducción del consumo: El biodiésel es un combustible en sí mismo, y puede mezclarse con diésel petroquímico en cierta proporción para reducir el consumo de combustible y mejorar el rendimiento del motor.
Excelente perfil ambiental: El bajo contenido de azufre en el biodiésel hace que la emisión de SO2 y sulfuro sea baja, pudiéndose reducir en aproximadamente un 30% (70% si se utiliza un catalizador); el daño al organismo humano es bajo.
Protege los equipos de potencia: La viscosidad cinemática del biodiésel es ligeramente superior a la del diésel. Sin afectar la atomización del combustible, forma más fácilmente una película de aceite en la pared interna del cilindro, mejorando la lubricidad de las piezas móviles y reduciendo el desgaste de las mismas.
Perspectivas de desarrollo del biodiésel
La producción de biodiésel se está promoviendo con vigor para reducir las importaciones de petróleo. Se están recaudando fondos para desarrollar energía a partir de biomasa, requiriendo que el uso de la energía de biomasa se triplique para 2010, y el biodiésel también se incluye como una de las energías de biomasa. La situación del desarrollo internacional del biodiésel es optimista, y existen tres formas principales de producir biodiésel: primero, el uso de aceite comestible para producir biodiésel; segundo, el uso de fermentación de bagazo para producir diésel; tercero, el uso de «microalgas de ingeniería» para producir diésel.
Principios del biodiésel
Para mejorar la eficiencia de producción de diésel, es más beneficioso mejorar la eficiencia de producción utilizando tecnología de inmovilización de enzimas y añadiendo metanol en el proceso de reacción. Esta enzima inmovilizada (lipasa) proviene de Candida antarctica, la cual junto con el soporte se convierte en una columna de reacción para la producción de diésel a una temperatura controlada de 30℃ y con una tasa de conversión del 95%. Esta lipasa se puede usar de manera continua por 100 días sin pérdida de actividad. Después de que el líquido de reacción pasa varias veces por la columna de reacción, el reactivo se deja reposar y se separa la glicerina, que puede usarse directamente como biodiésel.
Además de la producción de biodiésel mediante aceite vegetal enzimático, también hay resultados de investigación que utilizan bagazo como materia prima para producir diésel de alta calidad, se dice que 1 tonelada de energía de bagazo equivale a 1 barril de petróleo (31,5 galones por barril, 3,7853 litros por galón).