Producción de biodiesel a partir de tres tipos de semilla de Ricinus Communis (Higuerilla) mediante proceso químico y enzimático y utilización del residuo de la extracción del aceite como biocombustible
Este trabajo presenta la investigación de tipo cuantitativo experimental referente a la producción de biodiesel a partir de tres diferentes semillas de Ricinus communis que se obtienen en Colombia, utilizadas para el proceso de transesterificación de tipo químico y un proceso biológico usando la enz...
- Autores:
-
Peralta González, Daniela Andrea
Romero Pérez, Leidy Paola
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/1502
- Palabra clave:
- Energy engineering
Biodiesel production
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Biodiesel production from three types of ricinus communis (castor) seed by chemical and enzymatic process and use of the residue from oil extraction as biofuel |
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Este trabajo presenta la investigación de tipo cuantitativo experimental referente a la producción de biodiesel a partir de tres diferentes semillas de Ricinus communis que se obtienen en Colombia, utilizadas para el proceso de transesterificación de tipo químico y un proceso biológico usando la enzima lipasa. Se realizó la caracterización física de las semillas que se utilizaron y se realizó una caracterización química del aceite obtenido en donde se analizaron los parámetros de densidad, acidez, viscosidad, y triglicéridos. Después se obtuvo el biodiesel por medio de dos formas diferentes, la primera reacción de transesterificación se obtuvo usando aceite con metanol y el hidróxido de potasio como catalizador; la segunda reacción de transesterificación que se realizó se obtuvo mediante el aceite de ricino con metanol y la enzima lipasa, conjunto a esto, se hicieron pruebas para usar la enzima lipasa a partir del hongo Aspergillus Níger. Se caracterizaron los biodiesel obtenidos, y se les hizo pruebas de densidad, humedad, índice de acidez, porcentaje de fósforo y cromatografía. Todos los resultados de la caracterización fueron comparados con las especificaciones técnicas estipuladas en la Norma Técnica Colombiana NTC 5444 y la ASTM D6751 para biocombustibles. |
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Peralta González, Daniela Andrea, Romero Pérez, Leidy Paola (2019). Producción de biodiesel a partir de tres tipos de semilla de ricinus communis (higuerilla) mediante proceso químico y enzimático y utilización del residuo de la extracción del aceite como biocombustible. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1] A. Dufey, “Producción y comercio de biocombustibles y desarrollo sustentable: los grandes temas,” Inst. Inernacional para el Medio Ambienre y Desarro. Londres, p. 69, 2006. [2] J. Stratta, “Biocombustibles : los aceites vegetales como constituyentes principales del biodiesel,” Bols. Comer. Rosario, pp. 1–15, 2000 [3] R. Cabrales, J. Marrugo, and J. Abril, Rendimientos en semilla y calidad de los aceites del cultivo de higuerilla (Ricinus communis L) en el valle del Sinú, departamento de Córdoba. 2014. [4] J. Coca, O. Hernández, R. Berrio, S. Martínez, E. Díaz, and J. C. 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Se realizó la caracterización física de las semillas que se utilizaron y se realizó una caracterización química del aceite obtenido en donde se analizaron los parámetros de densidad, acidez, viscosidad, y triglicéridos. Después se obtuvo el biodiesel por medio de dos formas diferentes, la primera reacción de transesterificación se obtuvo usando aceite con metanol y el hidróxido de potasio como catalizador; la segunda reacción de transesterificación que se realizó se obtuvo mediante el aceite de ricino con metanol y la enzima lipasa, conjunto a esto, se hicieron pruebas para usar la enzima lipasa a partir del hongo Aspergillus Níger. Se caracterizaron los biodiesel obtenidos, y se les hizo pruebas de densidad, humedad, índice de acidez, porcentaje de fósforo y cromatografía. Todos los resultados de la caracterización fueron comparados con las especificaciones técnicas estipuladas en la Norma Técnica Colombiana NTC 5444 y la ASTM D6751 para biocombustibles.INDICE DE TABLAS ............................................................................................. VII INDICE DE FIGURAS ............................................................................................ IX INDICE DE ANEXOS ............................................................................................. XI 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1 2. OBJETIVOS ...................................................................................................... 3 2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................ 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................... 3 3. ANTECEDENTES ............................................................................................. 4 4. FUNDAMENTO TEÓRICO ............................................................................... 9 4.1 RICINUS COMMUNIS (Higuerilla) .............................................................. 9 Origen .................................................................................................. 9 Características culturales ..................................................................... 9 Descripción de la planta ..................................................................... 10 Usos de la higuerilla ........................................................................... 12 Toxicidad ............................................................................................ 13 4.2 ACEITE DE RICINO ................................................................................. 13 de ricino ..................................... 14 4.3 METODOS DE EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE RICINO ........................ 15 Extracción por solventes (método químico) ....................................... 15 Extracción por prensado en frio (método físico) ................................. 16 4.4 BIODIESEL ............................................................................................... 16 Ventajas ............................................................................................. 17 Desventajas ....................................................................................... 18 Proceso de transesterificación ........................................................... 18 Variables para tener en cuenta .......................................................... 19 Alcohol ............................................................................................... 19 Métodos catalíticos de producción de biodiesel ................................. 19 Lipasa ................................................................................................. 21 Aspergillus ................................................................................. 23 4.5 BIODIESEL EN COLOMBIA ..................................................................... 24 Normativa para biodiesel en Colombia ............................................... 26 4.6 BIOCOMBUSTIBLES SOLIDOS ............................................................... 27 Ventajas ............................................................................................. 28 d para pellets ................................................................... 29 5. DESARROLLO DEL PROYECTO Y RESULTADOS ...................................... 31 5.1 FASE 1: CARACTERIZACION DE LAS SEMILLAS ................................. 34 C ......................................................................... 34 Determinación de Humedad ............................................................... 35 Determinación de dureza por abrasión (DPA) .................................... 36 Determinación de densidad por peso hectolitrito (DPHL) ................... 38 Número de semillas por kilogramo ..................................................... 38 5.2 EXTRACCIÓN DEL ACEITE .................................................................... 40 5.3 FASE 2: CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE ........................................... 41 Determinación del volumen ................................................................ 41 Determinación de la densidad ............................................................ 41 Índice de Acidez ................................................................................. 42 Viscosidad .......................................................................................... 43 5.4 PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR EL MÉTODO QUÍMICO ................ 44 5.5 PRODUCCIÓN DE BIODIESEL POR EL MÉTODO ENZIMÁTICO .......... 46 5.6 LAVADO DEL BIODIESEL ....................................................................... 49 5.7 FASE 3: CARACTERIZACIÓN DEL BIODIESEL ..................................... 49 Rendimiento de la reacción de transesterificación ............................. 50 Determinación del volumen ................................................................ 50 Determinación de la densidad ............................................................ 50 Determinación del índice de acidez.................................................... 51 Determinación de Humedad ............................................................... 52 Determinación de Triglicéridos ........................................................... 52 Determinación del Fósforo total ......................................................... 54 Cromatografía de gases ..................................................................... 54 5.8 FASE 4: CARACTERIZACIÓN DEL RESIDUO ........................................ 60 Determinación de la Humedad ........................................................... 60 Determinación de Fósforo (P) ............................................................ 60 Determinación de Azufre (S) .............................................................. 61 Determinación de Nitrógeno (N) ......................................................... 62 Proceso de peletización ..................................................................... 63 Medición de la Longitud y Diámetro de los pellets ............................. 65 Densidad de los pellets ...................................................................... 65 Determinación de ceniza de los pellets .............................................. 66 Determinación de solidos volátiles ..................................................... 68 Determinación de contenido de Carbono ........................................... 69 5.9 FASE 5: PRODUCCIÓN DE LIPASA A PARTIR DEL HONGO ASPERGILLUS NIGER ...................................................................................... 70 6. CONCLUSIONES ........................................................................................... 75 7. RECOMENDACIONES ................................................................................... 77 8. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 78 9. ANEXOS ......................................................................................................... 82PregradoThis paper presents the research of experimental quantitative type concerning the production of biodiesel from three different seeds of Ricinus communis that are obtained in Colombia, used for the process of chemical transesterification and a biological process using the enzyme lipase. We performed the physical characterization of the seeds that were used and we performed a chemical characterization of the oil obtained where we analyzed the parameters of density, acidity, viscosity, and triglycerides. After obtaining biodiesel by means of two different forms, the first transesterification reaction was obtained using oil with methanol and potassium hydroxide as catalyst; the second transesterification reaction that was performed was obtained by castor oil with methanol and the enzyme lipase, together with this, tests were made to use the enzyme lipase from the fungus Aspergillus Niger. The obtained biodiesel was characterized and tested for density, humidity, acidity index, phosphorus percentage and chromatography. All characterization results were compared with the technical specifications stipulated in the Colombian Technical Standard NTC 5444 and the ASTM D6751 for biofuels.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaProducción de biodiesel a partir de tres tipos de semilla de Ricinus Communis (Higuerilla) mediante proceso químico y enzimático y utilización del residuo de la extracción del aceite como biocombustibleBiodiesel production from three types of ricinus communis (castor) seed by chemical and enzymatic process and use of the residue from oil extraction as biofuelIngeniero en EnergíaBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPEnergy engineeringBiodiesel productionBiofuelInvestigationsAnalysisFossil fuelsLipaseTransesterificationIngeniería en energíaProducción de biodieselBiocombustibleInvestigacionesAnálisisCombustibles fósilesHiguerillaLipasaTransesterificaciónPeralta González, Daniela Andrea, Romero Pérez, Leidy Paola (2019). Producción de biodiesel a partir de tres tipos de semilla de ricinus communis (higuerilla) mediante proceso químico y enzimático y utilización del residuo de la extracción del aceite como biocombustible. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1] A. Dufey, “Producción y comercio de biocombustibles y desarrollo sustentable: los grandes temas,” Inst. Inernacional para el Medio Ambienre y Desarro. Londres, p. 69, 2006.[2] J. Stratta, “Biocombustibles : los aceites vegetales como constituyentes principales del biodiesel,” Bols. Comer. Rosario, pp. 1–15, 2000[3] R. Cabrales, J. Marrugo, and J. Abril, Rendimientos en semilla y calidad de los aceites del cultivo de higuerilla (Ricinus communis L) en el valle del Sinú, departamento de Córdoba. 2014.[4] J. Coca, O. Hernández, R. Berrio, S. Martínez, E. Díaz, and J. C. Dustet, “Producción y caracterización de las lipasas de Aspergillus niger y A. fumigatus,” 2001.[4] J. Coca, O. Hernández, R. Berrio, S. Martínez, E. 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