Detalle de la prestación de cada maquinaria que compone un módulo. 

Instrucciones para su manejo

Producción diaria: 7.200 a 14.400 litros (Según Modelo)

PRECALENTADOR Y SECADOR DE ACEITE 

Sin Bomba de vacío 

El Precalentador y Secador de aceite vegetal, es un estructura similar al Reactor de Biodiesel, construida en chapa de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8´), de forma cilíndrica, casquete superior y fondo, de forma torisférica, rotomoldeado en chapa de igual espesor que la del tanque. Montada sobre tres patas de chapa de acero plegada, su función es la de acondicionar el aceite a una temperatura predeterminada y extraerle la humedad para que el óleo ingrese en optimas condiciones al proceso de transesterificación para la obtención de Biodiesel. En el casquete superior, en su parte frontal, se localiza el termómetro alojado en caja metálica de 100 mm lo que permite una fácil lectura.

 

En el casquete inferior, se encuentra adosada una brida de una pulgada de espesor, la que cumple la función de porta resistencias eléctricas, la que en número de seis, de 5.000 W cada una, se encargan de calentar el aceite a la temperatura recomendada. También, en dicha brida, se encuentran sujetos los conductos de llenado, aspiración y transferencia del aceite sometido a su adecuación. 

Su capacidad es de 380 litros aproximadamente. Con dimensiones, cuyo alto es de 1.250 mm y un diámetro de 600 mm, volumen suficiente para contener 320 litros de aceite (60 litros componen la cámara de aire), el que se lo calienta a la temperatura deseada (media recomendable 100°C) previo al proceso de transesterificación. Una capa aislante de 25 mm de espesor, recubierta con chapa de acero inoxidable, evita la pérdida de calor. Este nivel de temperatura a la que se somete al óleo, la que en cada Bach debiera ser constante, es la recomendada según investigaciones largamente experimentadas,  a los fines de que el proceso químico de reacción para obtener Biodiesel (el producto final que se procura), sea de la calidad anhelada.

Funcionamiento: desde el Tablero General se gira la perilla correspondiente al encendido de todo el sistema. Al inicio de las operaciones, en un día de labores de producción del Biocombustible, el operario debe simplemente oprimir el botón  “Inicio Ciclo Precalentador de Aceite”  para comenzar las operaciones de la Planta de Biodiesel. Se pondrá en marcha una electro bomba de gran capacidad, y simultáneamente se abrirá una electro válvula neumática de doble efecto montada sobre una válvula esférica de 1 ½´ para dar paso al aceite contenido en el Tanque de almacenamiento a granel. Cuando haya alcanzado alrededor de los 320 litros, un sensor alojado en el interior del recipiente detectará el nivel predeterminado y ordenará desconectar la Electro bomba y cerrar la válvula electro neumática. Acto seguido, desde el Tablero General, en forma automática, se liberará la orden para la conexión de seis (6) resistencias eléctricas de 5.000 W cada una, las que se encargarán de calentar el aceite a la temperatura escogida. Alcanzado los 120°C (medida desde el casquete  superior), éstas se desactivarán automáticamente. 

Cuando el aceite (en su estrato superior) haya alcanzado los 100°C, por el ducto de venteo que nace desde el centro del casquete y baja hasta el piso detrás de la pata trasera del tanque, comenzará a salir vapor de agua el que se prolongará por espacio de varios minutos, en función de que el aceite se seguirá calentando, adquiriendo temperatura de ebullición del agua en las capas inferiores del tanque, por lo que la salida de vapor será más o menos constante. Cuando el termómetro acuse 115/120°C, las resistencias se desconectarán. Abrir la válvula de entrada de aire alojada en el circuito de transferencia de aceite para lograr un burbujeo violento que mezclará todo el aceite contenido en el tanque, unificando la temperatura de éste, e impulsando  la evaporación y expulsión total del agua o humedad que pudiere contener el óleo que se someterá a la transesterificación. Cuando el termómetro haya descendido a 100°C, o cuando ya no se visualice salida de vapor por el tubo de expulsión, cerrar la válvula de aire comprimido.

El aceite calentado y secado, estará listo para ser transferido al Reactor, cuando el operador pulse, desde el Tablero General de Comando, el botón que indique “Trasvase de aceite”. Una electro bomba de gran caudal, tomará el aceite desde el fondo del Tanque de Precalentamiento y lo trasvasará en unos 75 segundos. Dese el Reactor, un sensor magnético indicará que ya se han transferido 300 litros, por lo que ordenará la suspensión de la operación. Detenida la electro bomba, en forma automática, el Tablero General ordenará el nuevo llenado del Precalentador y Secador, con lo que se habrán iniciado todos los pasos descriptos anteriormente.

MINI REACTOR DE METOXIDO 

El Mini Reactor de Metóxido, es propiamente dicho, un pequeño Reactor en el que se lleva a cabo la reacción química del alcohol anhidro (Metanol o Etanol) en presencia de un catalizador; existiendo varios, pero el más recomendado es el Hidróxido de Sodio en escamas, de alta pureza. El resultante de este proceso se denomina Metóxido.

El Mini Reactor es una estructura, en el caso de versión BIOENERGY, construido en un tanque de fondo cónico (60°), de polietileno traslúcido de 6 mm de espesor. En su parte superior se enrosca una tapa del mismo material de 500 mm de diámetro, dándole total hermeticidad al proceso. Dicho recipiente, de aproximadamente 120 litros de capacidad, está montado sobre una estructura metálica sostenida por tres patas. En el centro de la tapa se aloja una válvula esférica de 1-1/2´, rematada con una tolva para la dosificación del Hidróxido de Sodio.

Por gravedad, el operador dejará ingresar el alcohol hacia el Mini Reactor. El volumen se ajustará de acuerdo a la acidez que arroje el análisis previo del aceite. En un aceite normal, el alcohol a utilizar es el 15% de la cantidad de aceite a procesar. Siendo que el reactor de Biodiesel BIOE-300, elabora 300 litros, el volumen de metóxido a manipularse será de 45 litros.

Próximo al Mini Reactor, se encuentra una electro bomba especial de gran caudal. Habiendo incorporado el alcohol, se oprime el botón “Inicio del Mini Reactor”, para  poner en funcionamiento la electro bomba aludida. A través de la Tolva sujeta a la tapa del Mini Reactor, se incorpora el Hidróxido de Sodio, cuya cantidad también se ajustará en función de la acidez del aceite, abriendo luego la llave de paso esférica de 1-1/2¨ a fin de dejar escurrir los gránulos hacia el interior del tanque. Para el caso de un aceite normal, se usarán alrededor de 1400 gramos. Durante 15 minutos la electro bomba aludida recirculará el líquido agitándolo violentamente con lo que se alcanzará una optima reacción a los fines de lograr un metóxido de óptimas condiciones. Un temporizador detendrá la marcha cuando se haya cumplido el tiempo preestablecido. El fluido resultante alcanzará los 50°C / 60°C, lo que indicará una correcta reacción química.

Especial énfasis hay que poner en este proceso, pues del resultado de esta reacción, dependerá la calidad del Biodiesel a obtener. Igual énfasis se deberá observar en la utilización de alcohol e Hidróxido de Sodio. Estos deberán ser de máxima pureza, suministrados por proveedores responsables. 

En el caso de usarse Metilato de Sodio al 30% (líquido), incorporar dentro del Metanol 2 litros de Metilato por cada 100 litros de aceite a procesar. Ejemplo: para procesar 100 litros de aceite utilizaremos: 13 litros de Metanol + 2 litros de Metilato de Sodio. Al igual que en el caso de la preparación del Metóxido, usar el mismo Mini Reactor con su electro bomba. A diferencia del uso de Hidróxido de Sodio que requiere 15 minutos de agitado; en caso del Metilato de Sodio, 3 minutos son suficientes. 

Habiendo incorporado previamente el aceite al Reactor de Biodiesel BIO-300 MAX, desde el Tablero general, oprimiendo el botón “Inicio de Reacción” se ordenará la puesta en marcha de la Bomba emulcionadora y  el Agitador industrial, y simultáneamente se habrá encendido la electro bomba   que trasvasará el Metóxido hacia el Reactor de Biodiesel, la que en menos de un minuto habrá conseguido el objetivo. Vaciado el tanque de metóxido, detendremos la bomba de transferencia. Durante el periodo que dura el trasvase del aceite y Metóxido, el venteo del Reactor queda liberado a fin de permitir el ingreso de ambos líquidos.  

Acto seguido nuevamente, llenar con alcohol al Mini Reactor hasta el nivel deseado. Se seguirán de nuevo los pasos arriba descritos anteriormente. 

A los efectos de evitar la formación de turbulencias en el fondo del tanque durante la succión y traspaso del Metóxido con destino al Reactor, una lamina de delineación apropiada inserta verticalmente en la sección inferior del cono, evita que la bomba absorba aire por la formación de un vórtice de llamativas proporciones, con las consabidas consecuencias y demora en la transferencia del alcohol. 

Dos válvulas de retención de ½´ dan paso al aire que debe incorporarse cuando se trasvase el metóxido, o liberando presión cuando se incorpora el alcohol. También libera la sobre presión que los vapores de la reacción química por el cual se logra el metóxido.  El conducto de liberación está conectado a los ductos de venteo de todo el sistema, que un su extremo se acopla con el condensador de vapores de alcohol a los fines de evitar la contaminación ambiental.

REACTOR DE BIODIESEL BIO-300 MAX 

El Reactor de Biodiesel constituye el “corazón”, el componente fundamental de todo el complejo elaborador del Biocombustible.  En la versión de BIOENERGY BIO-300 MAX su capacidad de producción (Batch) es de 300 litros cada treinta minutos. 

El Reactor de Biodiesel BIO-300 MAX (Transesterificador de ácidos grasos), es una estructura cilíndrica construida  en chapa especial de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8´), sometido a prueba hidráulica de 4 Bar (con Certificación Nacional por Técnicos autorizados). La dimensión del cilindro que lo forma es de 1.250 mm de altura, con un diámetro de 600 mm. La tapa superior lo constituye un domo torisférico rotomoldeado que sujeta una brida porta elementos. En ella se encuentra fijado el Agitador industrial de alto rendimiento, constituido por una turbina dispersora para lograr una violenta agitación del fluido (hélice marina, disco de Cowles o disco cizallador); éstos, como también el eje, construidos en acero inoxidable. La misión fundamental del agitador es la de estabilizar los alcoholes, mantener la homogenización de la mezcla y coadyuvar al proceso de transesterificación mediante el efecto de cizalladura violenta de este mecanismo. Todo este sistema es impulsado por un motor vertical de 2 HP, con linterna porta rodamiento guía, sello mecánico monoresorte apto para soportar una presurización de 2 Kg. / cm2, y brida de fijación con sus correspondientes o´ ring de seguridad. 

La parte inferior del tanque,  una pieza torisférica  metálica similar a la anterior, la que está rematada con un tubo de 120 mm de diámetro  al  que está adosado el conjunto de ductos de aspiración, recirculación  y transferencia, todos ellos necesarios en el reciclaje y trasvase del fluido sometido a proceso. 

Toda esa estructura está anclada a tres patas construidas en chapa de acero plegada de 3,2 mm con una alzada de 810 mm.

El cilindro está revestido con una capa de aislante especial de 25 mm, y luego recubierto con una lámina de chapa de acero inoxidable de 0,8 mm de espesor. Este revestimiento interfiere la pérdida de calor de la solución sujeta al proceso de transesterificación la que se realiza a 90°C. Además le infiere una alta estética al equipamiento, lo que “invita” al operario a mantener pulcras todas las estructuras de la Planta elaboradora.

Funcionamiento

Al Reactor BIO-300 MAX ingresan, en primer lugar, el aceite vegetal  a ser sometido a proceso, ya precalentado a 100°C, el que previamente fue acondicionado en el Precalentador  y Secador de aceite vegetal,  maquinaria que forma parte del conjunto elaborador. La dosificación exacta de los 300 litros lo indicará un sensor magnético de alta precisión alojado dentro del Reactor. Una electro válvula instalada en el circuito de venteo, en forma automática,  liberará el aire contenido dentro del tanque a los fines de dar paso al líquido que se incorpora. Luego, se añade el Metóxido (solución resultante de la reacción del Metanol con el Hidróxido de Sodio). Antes del inicio del trasvase del Metóxido, se pondrán  en marcha la Bomba emulcionadora y el Agitador industrial superior. Ambos elementos de agitación violenta, tienen la finalidad de forzar la estabilización del alcohol dentro el aceite ya incorporado.  Concluida esta etapa de transferencia del Metóxido,  abrir la válvula de presurización para que ingrese aire desde el circuito común de aire comprimido (compresor), el que elevará la presión a 2 Bar en el interior del REACTOR BIO-300 MAX (este proceso se regula mecánicamente). En el circuito de aire, antes del regulador automático de presurización del Reactor, se encuentra instalada una “Válvula de no retorno”, la que impide que el aire viciado con Metanol pudiere retorcer ante una inesperada bajada de presión en el riel común. Si no se lo detuviere, los vapores de alcohol afectarían seriamente los mecanismos de regulación automática. Previamente, en el Tablero principal, se habrá establecido el tiempo que se le dedicará a cada reacción (Sugerida: 15 minutos). Cabe aclarar que el circuito de aire comprimido (Commond rail) es un riel común a todas las maquinarias que componen la Planta de elaboración de Biodiesel. 

Los elementos fundamentales del REACTOR BIOE-300 MAX lo constituye la electro bomba emulcionadora y el Agitador industrial de diseño especial. La electrobomba de accionamiento principal, de 4 HP de potencia, está construida  con materiales de primera calidad para resistir el trabajo tan exigente, caras rotativas de carbones especiales y elastómeros de vitón;  con capacidad de bombeo en el reciclaje estimado en 70.000 litros/hora. Dentro de la estructura del tanque, también dispositivos esenciales, están sujetos los deflectores de flujo cuya función es la de direccionar el fluido cuando el Agitador Industrial (de 2 HP, con disco dispersor tipo Cowles o disco cizallador) está operando en su máximo régimen. Sin este componente, se producirían turbulencias inadecuadas que conspirarían contra la funcionalidad de este proceso, con los consiguientes perjuicios en pos del logro de una alta conversión del aceite en Biodiesel.  

Un Manómetro de fácil lectura (100 mm), adosado en la parte superior del tanque, indica la presión a la que se debe operar. Un termómetro de idénticas características, de cómoda lectura, permite al operario visualizar la temperatura de  la solución sujeta a reacción.  También en el casquete  torisférico  se  encuentra una válvula mecánica de seguridad, la que en caso de un imprevisto (falla en el presostato o en la electro válvula de venteo), dejará escapar el aire cuando la presión interna del Reactor se incremente indebidamente (situación a la que se puede llegar solo por manifiesta  negligencia o perversidad). En el caso de observarse una temperatura inferior a los 90°C durante el inicio del proceso de transesterificación, el operario deberá tomar nota y hacer los ajustes en el Precalentador y Secador de aceite. Logrado el equilibrio, la temperatura se mantendrá invariable en todos los Batch de producción de Biodiesel.

Mientras se desarrolle el proceso químico por el que surgirá el Biodiesel, es probable que dentro del Reactor la presión se eleve por arriba de los niveles indicados (2 Bar / 30 libras), dado que la reacción es exotérmica. Un presóstato adosado al conducto de venteo se encargará de liberar la sobre presión, gases que confluirán en la cañería  general que conduce al Condensador de vapores viciados. Cuando el aceite no fuera chuequeado y fuera de calidad incierta, esta situación quedará muy evidenciada, dado que la presión interna el Reactor se elevará abruptamente; muchas veces, con notoria violencia, lo que indicará la dudosa calidad del óleo. Además en la salida del sistema de venteo se percibirá un olor nauseabundo. La sobre presión será liberada al conducto de venteo por la acción de control del presostato.   Asimismo, automáticamente, presurizará el tanque en caso de que la presión interna descienda por debajo de los 2 Bar (esta situación no debiera presentarse).

Es de destacar, que tanto la estructura del Reactor, como los diversos conductos que lo componen, están sobredimensionados a los fines de brindar seguridad, y además proporcionar sensación de confianza al operario que tenga a cargo el manejo de la maquinaria. Las válvulas utilizadas en todas estas maniobras son de calidad comprobada. Construidas en acero inoxidable, cumplen con todos los requisitos de temperatura, presión y compatibilidad química. Los actuadores neumáticos que las accionan, también se ajustan a los requerimientos de temperatura y presión de trabajo. Adjunto, corren agregados todas las especificaciones que así lo certifican.

NOTA: en el Reactor no existen resistencias para calentar el fluido. El aceite llega al proceso ya precalentado desde el Precalentador y Secador de Aceite. La temperatura de trabajo recomendada es de 90°C. Dado que la elaboración de Biodiesel es una reacción  exotérmica, es probable que el proceso culmine con una temperatura del fluido en 93/94°C, lo que no constituye inconveniente alguno.  No obstante, si el Técnico de Planta tuviere un criterio distinto al indicado,  la temperatura de inicio del proceso puede regularse con suma facilidad en otro rango, pero sin apartarse demasiado de los parámetros recomendados.  

En el frente del Reactor, en el circuito de transferencia del fluido, se halla alojada una exclusa a volante (de bronce, de 1´). Tiene la finalidad de permitir la toma de muestras durante cualquier etapa del proceso de reacción, o para el vaciado de todo el contenido del Reactor, en caso de haberse producido algún error en el procedimiento de elaboración del Biodiesel.  También, en el sistema de succión  adosado en la base del tanque se encuentra instalado un visor (de 1´) de fácil visualización. A través de él se comprobará el vaciado total del Reactor, como así el cambio de coloración y cristalinidad que va adquiriendo el fluido durante el proceso de transesterificación.  

Fin del proceso: 

Cuando se haya cumplido el tiempo establecido para la transesterificación, una señal sonora repiqueteará advirtiendo al Operador de Planta de que el proceso de reacción ha concluido. Deberá abrir la exclusa de traspaso del líquido que fluirá desde el Reactor a uno de los Decantadores, expelido por la presión contenida en el Reactor. La solución pasará desde el Reactor hacia el Decantador elegido. Cumplida esta etapa, todo estará ya dispuesto para iniciar el próximo Batch de reacción. Se incorporará el aceite precalentado y secado; seguido de ello, el Metóxido; y así el mecanismo dará inicio a un nuevo ciclo de producción… y así sucesivamente.

La solución trasvasada a los Tanques suplementarios de decantación deberá permanecer seis (6) horas, a los fines de la separación en dos capas: Glicerol (denso, oscuro): fase inferior; Biodiesel (amarillo claro): fase superior. 

 DECANTADOR DE BIODIESEL – GLICEROL

Los Decantadores o Tanques suplementarios de Decantación, son recipientes de fondo cónico de 750 litros de capacidad, estructura cilíndrica construida  en chapa especial de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8´), sometido a prueba hidráulica de 4 Bar (con Certificación Nacional por Técnicos autorizados). La dimensión del cilindro que lo forma es de 1.500 mm de altura, con un diámetro de 750 mm. La tapa superior lo constituye una estructura torisférica rotomoldeada, construida en chapa de la misma calidad y espesor que la del tanque; y la inferior una pieza cónica (a 45°) de idéntico  material.

Toda esa estructura está anclada a tres patas construidas en chapa de acero plegada de 3,2 mm con una alzada de 500 mm.

El cilindro está revestido con una capa de aislante especial de 20 mm, y luego recubierto con una lámina de chapa de acero inoxidable de 0,8 mm de espesor que le infiere una alta estética al equipamiento, lo que “invita” al operario a mantener limpias todas las estructuras de la Planta elaboradora. Este revestimiento interfiere la pérdida de calor de la solución sujeta al proceso de decantación la que habrá alcanzado los 90°C en el momento de recibir la solución proveniente del Reactor principal, líquido que se irá enfriando paulatinamente hasta alcanzar los 40/50°C a las 6 horas de reposo, tiempo aconsejable para la decantación total; oportunidad en que se procede a la separación de la fase inferior, Glicerol; líquido oscuro y espeso. Acabado éste, se vacía el Biodiesel (de color amarillo claro), conduciéndolos a los depósitos respectivos. 

En cada Decantador caben dos Batch de reacción de Biodiesel. Cuando se haya colmado su capacidad, accionando la válvula de tres vías adosada a una de las patas del Decantador, se dará paso al aire comprimido que presurizará  el recipiente a 2 Bar. Esta acción contribuirá a una óptima precipitación del Propanotriol (Glicerol). Un manómetro de 100 mm posibilita una fácil lectura de la presión adecuada a la que debe llegar en cada uno de los Tanque suplementarios de Decantación. Esta operación dispone de un regulador de presión en toda la red común (Common rail), por lo que no es necesaria una vigilancia especial al sistema. Asimismo al “riel común” ingresa el aire previamente filtrado y seco. Un filtro y trampa de agua de gran capacidad y de calidad comprobada, se encargará de acondicionar el aire comprimido, a los fines de evitar que este ingrese al Decantador cargado con humedad, máxime si se tiene en cuenta el celo que se ha puesto en las operaciones previas en toda la línea de producción. 

Es altamente recomendable trasvasar el Biodiesel a un tanque intermedio (de fondo cónico), de chapa de hierro, plástico o polietileno, donde repose al menos 24 a 48 horas (si es más, mejor). En ese periodo de tiempo, se producirá una precipitación complementaria, compuesta por Glicerol tenue, que si bien no es un inconveniente de importancia, mucho contribuirá a  la calidad del Biocombustible. Luego proceder a filtrarlo y almacenarlo en los tanques de expedición. Si el almacenamiento será  por un periodo prolongado (varios meses), hacerlo a tanque lleno. Con ello evitaremos la oxidación del combustible que pudiere atentar contra su calidad. En grandes depósitos, es conveniente disponer de un tubo de Anhídrido Carbónico o Argón e inyectarle suavemente una cantidad razonable de gas con el auxilio de una manguera de ¼´, haciéndolo desde la parte superior del depósito. Este formará una capa entre el combustible y el aire, preservándolo inalterable por muchos meses.