4.9 Deshidratacion y desmetanolizado
Ya casi estamos llegando. Este es el penúltimo paso para terminar. El siguiente y ultimo es el envasado. Y ambos son facilitos.
Se supone que ya hemos lavado el BD como se expone en 4.8
Uno de los estándares que debe cumplir un buen BD es la ausencia de agua y metanol. El agua puede favorecer que surgan microorganismos en el almacenaje, recordemos que este combustible es "bio". Y el metanol es un disolvente y debe ser removido.
En este paso de deshidratación y desmetanolizado vamos a extraer del BD cualquier resto de agua y metanol. La verdad, es que metanol debe quedar ya muy poquito por no decir nada, después de 3-4 lavados que han durado varios dias. En cuanto al agua, de ésa si habrá un poco, pues aunque tras el último lavado hemos tirado el agua por la valvula del desagüe del tanque de lavado, siempre queda una ínfima cantidad en suspensión en el BD. No importa que el agua sea mas pesada que el BD y tienda a ir al fondo del tanque por gravedad. Siempre hay una pequeña cantidad de agua que no se posa o tardaría semanas o meses en posarse. Y luego está el hecho de que hay un tráfico constante de humedad desde la atmósfera hacia el BD (o viceversa) en función de la humedad relativa de la atmósfera.
Vamos a someter el BD a un "calentón" breve para, por un lado sacar todo vestigio de agua, y por otro lado, impedir que entre agua atmosférica (vapor de agua) al BD. No es necesario calentar excesivamente el BD. Hay quien lo somete hasta a 130ºC. No es necesario tal derroche, además de que si nos pasamos con la temperatura el BD puede descomponerse, y eso sin contar con los vapores que se originan.
Será suficiente con calentar lentamente hasta llevar a unos 60ºC, y en ese momento, retirar la fuente de calor y dejar enfriar lentamente.
Para este fin, el tanque de lavado, al igual que los otros dos tanques, también tiene una resistencia eléctrica de 2Kw sumergible embutida para calentar el BD. Esta resistencia tampoco va directamente a 220V sino que le intercalo un regulador electrónico para 4Kw que se vende en las tiendas de electrónica como kit. No me gusta poner las resistencias a 220 V de modo fijo. Prefiero poder regular la tensión que les envío, y de esa manera tengo mas control.
Lo primero de todo y muy importante: La tapadera del tanque de lavado tiene que permanecer en todo momento abierta durante esta fase de deshidratado para que se evapore todo lo evaporable: Metanol y, sobre todo, agua.
Para iniciar esta fase (deshidratado y desmetanolizado) pongo en marcha la resistencia calefactora, a unos 170 voltios. El BD comienza a calentarse. Ocurre que el BD, cuando se calienta, como todo fluido, tiende a ascender, de manera que observareis que el tanque toma la máxima temperatura a altura de la superficie del BD. A medida que con la simple mano "tomais la temperarura" en distintas partes del tanque vereis que conforme bajais, la temperatura también baja. Y se da un hecho que no es nada bueno: En la parte mas baja del tanque el BD no se calienta en absoluto. Es decir, por debajo de la resistencia eléctrica el BD no se calienta.
Podría decirse que la solución está en poner la resistencia en la parte más baja del tanque, pero ello no es posible. La resistencia tiene casi medio metro de larga, y se recuerda que el fondo del tanque es cónico, no plano. Asi que por muy baja que se ponga la resistencia no podrá llegarse al fondo mismo del tanque.
La solución es poner la piedra aireadora de los lavados con el método de la burbuja. Por supuesto sin poner nada de agua al tanque. La función de la piedra aireadora no es ahora el lavar el BD, sino el crear una pequeña corriente vertical ascendente de BD de manera que ahora el calor se reparte uniformemente por todo el tanque. La bomba del aireador la pondremos al mínimo: Bastará con que veamos salir burbujas en la superficie.
Esto anterior es muy importante. Si no lo hacemos tendremos dos problemas:
1. El BD de la parte baja del reactor no se deshidratará, pues permanecerá frio por muy caliente que esté la parte superior del tanque. Increíble pero cierto. Hay que verlo para creerlo: ¿cómo es posible que un tanque metálico (y por tanto, conductor del calor) está "que quema" en su parte superior, y helado en su parte inferior? Pues así son las cosas...
2. La resistencia comunica el calor al BD que está en contacto con ella, al elevar su temperatura se genera una corriente vertical convectiva, pero si esa corriente es lenta el BD puede verse momentáneamente sometido a una temperatura excesiva, y puede ver mermada su calidad. Es por esto que recomiendo airear el BD con la piedra de los lavados y también por esta misma razón pongo la resistencia -con el regulador- a 170V y no a 220V
Cuando el tanque ha adquirido una temperatura de unos 60ºC, (lo que puede llevar mas de cuatro horas) entonces dejo de enviar tensión a la resistencia (la desconecto) y también apago la bomba aireadora y extraigo la piedra aireadora del tanque. Dejo todo quieto hasta la mañana siguiente.
El tanque se queda toda la noche destapado evaporando el agua poco a poco. Sus 60ºC impiden que entre agua atmosférica. Los 150 litros de BD y el propio tanque tardan mucho en enfriarse porque aunque 60ºC no son muchos grados, la cantidad de materia puesta en juego es importante. A la mañana siguiente, podemos encontrarnos con que el BD sólo ha bajado 15ºC su temperatura y estar a 45ºC.
Ya tenemos el BD totalmente terminado y listo para ponerlo en el depósito de nuestro coche o en la caldera de nuestra calefacción a gasoil. El próximo paso es el envasado. En realidad el envasado consta de dos pasos simultáneos: El propio envasado y un filtrado previo.
Estas dos acciones, el deshidratado y el envasado son dos acciones que se deben hacer inmediatamente, una detrás de la otra. Si no podemos deshidratar hoy, pues deshidratamos mañana...o pasado. Pero si deshidratamos hoy, tenemos que envasar mañana. La razón: Si después de deshidratado dejamos el BD en el tanque, volverá a captar humedad de la atmósfera y no habremos hecho nada. Otra cosa: La fase de los lavados según se describe en el punto anterior 4.8 se puede hacer con lluvias o tiempo húmedo, pero el deshidratado es mejor hacerlo en un día seco y soleado por razones obvias.
Ya casi estamos llegando. Este es el penúltimo paso para terminar. El siguiente y ultimo es el envasado. Y ambos son facilitos.
Se supone que ya hemos lavado el BD como se expone en 4.8
Uno de los estándares que debe cumplir un buen BD es la ausencia de agua y metanol. El agua puede favorecer que surgan microorganismos en el almacenaje, recordemos que este combustible es "bio". Y el metanol es un disolvente y debe ser removido.
En este paso de deshidratación y desmetanolizado vamos a extraer del BD cualquier resto de agua y metanol. La verdad, es que metanol debe quedar ya muy poquito por no decir nada, después de 3-4 lavados que han durado varios dias. En cuanto al agua, de ésa si habrá un poco, pues aunque tras el último lavado hemos tirado el agua por la valvula del desagüe del tanque de lavado, siempre queda una ínfima cantidad en suspensión en el BD. No importa que el agua sea mas pesada que el BD y tienda a ir al fondo del tanque por gravedad. Siempre hay una pequeña cantidad de agua que no se posa o tardaría semanas o meses en posarse. Y luego está el hecho de que hay un tráfico constante de humedad desde la atmósfera hacia el BD (o viceversa) en función de la humedad relativa de la atmósfera.
Vamos a someter el BD a un "calentón" breve para, por un lado sacar todo vestigio de agua, y por otro lado, impedir que entre agua atmosférica (vapor de agua) al BD. No es necesario calentar excesivamente el BD. Hay quien lo somete hasta a 130ºC. No es necesario tal derroche, además de que si nos pasamos con la temperatura el BD puede descomponerse, y eso sin contar con los vapores que se originan.
Será suficiente con calentar lentamente hasta llevar a unos 60ºC, y en ese momento, retirar la fuente de calor y dejar enfriar lentamente.
Para este fin, el tanque de lavado, al igual que los otros dos tanques, también tiene una resistencia eléctrica de 2Kw sumergible embutida para calentar el BD. Esta resistencia tampoco va directamente a 220V sino que le intercalo un regulador electrónico para 4Kw que se vende en las tiendas de electrónica como kit. No me gusta poner las resistencias a 220 V de modo fijo. Prefiero poder regular la tensión que les envío, y de esa manera tengo mas control.
Lo primero de todo y muy importante: La tapadera del tanque de lavado tiene que permanecer en todo momento abierta durante esta fase de deshidratado para que se evapore todo lo evaporable: Metanol y, sobre todo, agua.
Para iniciar esta fase (deshidratado y desmetanolizado) pongo en marcha la resistencia calefactora, a unos 170 voltios. El BD comienza a calentarse. Ocurre que el BD, cuando se calienta, como todo fluido, tiende a ascender, de manera que observareis que el tanque toma la máxima temperatura a altura de la superficie del BD. A medida que con la simple mano "tomais la temperarura" en distintas partes del tanque vereis que conforme bajais, la temperatura también baja. Y se da un hecho que no es nada bueno: En la parte mas baja del tanque el BD no se calienta en absoluto. Es decir, por debajo de la resistencia eléctrica el BD no se calienta.
Podría decirse que la solución está en poner la resistencia en la parte más baja del tanque, pero ello no es posible. La resistencia tiene casi medio metro de larga, y se recuerda que el fondo del tanque es cónico, no plano. Asi que por muy baja que se ponga la resistencia no podrá llegarse al fondo mismo del tanque.
La solución es poner la piedra aireadora de los lavados con el método de la burbuja. Por supuesto sin poner nada de agua al tanque. La función de la piedra aireadora no es ahora el lavar el BD, sino el crear una pequeña corriente vertical ascendente de BD de manera que ahora el calor se reparte uniformemente por todo el tanque. La bomba del aireador la pondremos al mínimo: Bastará con que veamos salir burbujas en la superficie.
Esto anterior es muy importante. Si no lo hacemos tendremos dos problemas:
1. El BD de la parte baja del reactor no se deshidratará, pues permanecerá frio por muy caliente que esté la parte superior del tanque. Increíble pero cierto. Hay que verlo para creerlo: ¿cómo es posible que un tanque metálico (y por tanto, conductor del calor) está "que quema" en su parte superior, y helado en su parte inferior? Pues así son las cosas...
2. La resistencia comunica el calor al BD que está en contacto con ella, al elevar su temperatura se genera una corriente vertical convectiva, pero si esa corriente es lenta el BD puede verse momentáneamente sometido a una temperatura excesiva, y puede ver mermada su calidad. Es por esto que recomiendo airear el BD con la piedra de los lavados y también por esta misma razón pongo la resistencia -con el regulador- a 170V y no a 220V
Cuando el tanque ha adquirido una temperatura de unos 60ºC, (lo que puede llevar mas de cuatro horas) entonces dejo de enviar tensión a la resistencia (la desconecto) y también apago la bomba aireadora y extraigo la piedra aireadora del tanque. Dejo todo quieto hasta la mañana siguiente.
El tanque se queda toda la noche destapado evaporando el agua poco a poco. Sus 60ºC impiden que entre agua atmosférica. Los 150 litros de BD y el propio tanque tardan mucho en enfriarse porque aunque 60ºC no son muchos grados, la cantidad de materia puesta en juego es importante. A la mañana siguiente, podemos encontrarnos con que el BD sólo ha bajado 15ºC su temperatura y estar a 45ºC.
Ya tenemos el BD totalmente terminado y listo para ponerlo en el depósito de nuestro coche o en la caldera de nuestra calefacción a gasoil. El próximo paso es el envasado. En realidad el envasado consta de dos pasos simultáneos: El propio envasado y un filtrado previo.
Estas dos acciones, el deshidratado y el envasado son dos acciones que se deben hacer inmediatamente, una detrás de la otra. Si no podemos deshidratar hoy, pues deshidratamos mañana...o pasado. Pero si deshidratamos hoy, tenemos que envasar mañana. La razón: Si después de deshidratado dejamos el BD en el tanque, volverá a captar humedad de la atmósfera y no habremos hecho nada. Otra cosa: La fase de los lavados según se describe en el punto anterior 4.8 se puede hacer con lluvias o tiempo húmedo, pero el deshidratado es mejor hacerlo en un día seco y soleado por razones obvias.
MUCHAS GRACIAS, ME HA AYUDADO MUCHO. QUISIERA SABER SI TIENES UN DOC EN PDF QUE ME PUEDAS ENVIAR.
ResponderEliminarCARLOS VAQUERO
correo, jarodv@hotmail.com
Hola Jose me surge una pregunta, para la Deshidratación y Desmetanolizado se podria usar el sistema que lleva el reactor (una bomba que haga circular el BD) y no el sistema del aire, la pregunta es porque quizás intente tener la misma bomba conectada tanto al reactor como al centro de lavado. Un saludo.
ResponderEliminarHola Jose, puedes usar perfectamente esa bomba del reactor (en lugar de la del aire) para hacer circular el BioD y que se caliente por igual.
EliminarHola Jose.
ResponderEliminarMuy bueno tu blog.
Solo quiero comentarte un par de cosas:
¿no te preocupa poner las resistencias a funcionar al mismo tiempo que el aireador por ejemplo durante el secado?
Lo digo porque en la superficie de las resistencias es probable que el biodiesel alcance mas de 130ºC eso lo puedes comprobar encendiendo la resistencia sumergida en el biodiesel cerca de la superficie, veras como aparecen burbujitas (estas son de vapores de biodiesel) con la resistencia podrías inflamar el biodiesel pero esto no ocurre porque necesita oxigeno para producirse la combustión. si juntas calor con biodiésel y aireación podría producirse una pequeña "detonación" es cuestión de suerte (probabilidad)
Durante la trans si la salida de la bomba no esta sumergida también estas mezclando algunas burbujas. pero en el caso de tu reactor no hay peligro puesto que es hermético y tu abres la llave para eliminar la presión generada. Lo que está ocurriendo es que los vapores del metanol(muy abundantes) desplazan el aire que pueda quedar dentro del reactor. por eso en esta fase no hay riesgo.
Yo por seguridad los lavados los hago en frío pero si los hiciera en caliente me aseguraría de que la resistencia siempre estuviera sumergida en la capa de agua.
En cuanto al secado, si que es cierto que con 60ºC el metanol se te evapora pero el agua no, como no pases de 100 esto no ocurrirá, si que es cierto que el agua es menos soluble en el bio caliente pero esto como mucho producirá una niebla que precipitará y se acumulará en forma de gotitas.
Podrías aprovechar uno de los motores de nevera para crear una depresión dentro del tanque para la temperatura de evaporación del agua... pero habría que tener en cuanta un par de factores más.
yo personalmente lo que hago es mantener durante un tiempo el biodiesel con aireación, con esto simplemente elimino las micro gotas que puedan quedar en suspensión, no me preocupo del agua que pueda quedar disuelta en el bio.
¿qué cambios aprecias en tu biodiesel antes y después del secado?
Espero que estos comentarios no los interpretes como críticas, sinceramente tu blog me parece de los mejores sobre fabricación de biodiesel y con el todos podemos aprender mucho por eso me gustaría conocer tu opinión sobre estos temas.
Por cierto tienes una planta de producción estupenda, todo en inox 316, depósitos cónicos y válvulas... que envidia(sana)
Muy buen trabajo.
Hola Raul, intentaré contestar a todo:
ResponderEliminarNo hay problema en poner las resistencias a funcionar al mismo tiempo que el aireador, primero, porque no las pongo a plena potencia, les he puesto un regulador a cada una y es raro que las haga funcionar a más del 70%. Es cierto que el BioD que está justo en contacto con la resistencia puede alcanzar una temperatura más alta que el resto del biodiesel, para evitar eso está precisamente la aireación (o cualquier médio mecánico para mover el BioD).
Aún así, hay que diferenciar entre la temperatura de inflamación (flash point, que es lo mismo) y la temperatura de autoignición (que es de la que tú hablas).
La primera temperatura en un BioD bien hecho es de al menos 130ºC, pero la temperatura de autoignición es mucho más alta, de más de 300ºC, temperatura que de ninguna manera se va a alcanzar si la resistencia está completamente sumergida.
Es fundamental que la resistencia esté completamente sumergida, de lo contrario, se corre el riesgo de romper dicha resistencia al hacerla funcionar en vacío, sin nada que calentar.
En relación al secado o evaporación de agua, a 60ºC no va a hervir, no va a entrar en ebullición, pero sí se va a evaporar aunque para ello hagan falta varias horas. Un ejemplo son las salinas, donde la temperatura no alcanza ni de lejos los 100ºC y bien que se evapora el agua, precipitandose la Sal en el fondo. Nuevamente, recomiendo no abusar de la resistencias ni someter el BioD a demasiado calor. Debemos secar el BioD usando tiempo y paciencia, no achuchones de temperatura.
Me preguntas que cambios noto cuando el BioD está seco. Y te digo: un cambio muy evidente. Antes de deshidratarlo, el BioD aparece turbio, y después de seco aparece con gran transparencia. Esa es la diferencia que se apreciará a simple vista envasando una muestra de BioD en un frasco limpio de cristal.
Espero haberte despejado las dudas. Gracias por participar en esta aventura, y las dudas o cuestiones siempre serán bien recibidas.
Un saludo.
Hola Jose.
EliminarGracias por tu respuesta.
Entiendo el símil con las salinas, pero tienes que reconocer que en las salinas maximizan la superficie de intercambio, haciéndolas poco profundas y muy extensas.
Te preguntaba que cambios apreciabas después del secado porque me parecía sorprendente que consiguieras clarificarlo en tan poco tiempo por ese método, porque en mi zona es imposible, soy de Galicia y supongo que por la alta humedad relativa que tenemos (ronda el 70-80%) cuando experimenté con distintos métodos para secarlo me tardaba una eternidad , casi una semana.
Aunque el método que probé era ligeramente diferente. Partía de biodiesel caliente después de hacer los lavados en caliente, apagaba la resistencia, dejaba decantar, retiraba el agua y lo dejaba reposar durante días hasta que aparecía completamente claro. Ten en cuenta que mis depósitos los tengo forrados de aislante térmico (fibra de vidrio) y el enfriamiento era bastante lento. Supongo que lo que me fallaba era la alta humedad relativa de mi zona.
Como tardaba muchísimo cambié de método y ahora le conecto el aireador, con eso aumento la superficie de contacto entre el bio y el aire y consigo que se evapore mucho mas rápido.
Por cierto, nunca pensaste en ponerle algún aislante térmico a los depósitos? Te ahorrarías algunos euros en corriente y sobretodo tiempo en los calentamientos.
La fibra de vidrio es económica y muy fácil de instalar.
Gracias por todo y una vez más, enhorabuena, un excelente trabajo.
Un saludo
Hola Raul,
EliminarEntiendo que con una climatología como la que dices tener, el proceso de secado sea tan problemático. Pero créeme que por aquí, bastan unas pocas horas para dejar el biodiesel mas seco que el cascabillo.
Muchas veces me pregunto si sería posible hacer BioD en forma artesanal en sitios con climas fríos y/o húmedos.
En mi caso, y a pesar de vivir en un sitio con clima semidesértico, me abstengo de hacer bioD en los meses "frios" y solo lo hago en verano, sus altas temperaturas y reducida humedad ayudan mucho.
Alguna vez he sopesado la opción de poner algún aislante térmico para los depósitos, pero decidí no hacerlo. Una vez más, cada uno cuenta la feria según le va en ella: Con temperaturas diurnas que superan fácilmente los 40ºC, poca energía se va a escapar de los tanques. Otra cosa sería que la temperatura ambiente fuese, por ejemplo, de 16ºC, entonces si sería conveniente poner ese aislante.
Hay que tener en cuenta un hecho a la hora de poner un forro aislante a los depósitos: El biodiesel no arde en condiciones normales, pero si impregnamos cualquier tejido con BioD, aunque dijo tejido sea ignífugo, el riesgo de ignición aumenta mucho.
Hola Jose he leido bastante acerca de fabricacion de BD en varios medios, incluso he leído acerca del método de síntesis con lipasas de pan que son todo ventajas aparentemente, apenas gasta agua, no tiene productos de desecho y la conversión es casi total; pero no es nada fácil conseguir lo necesario para hacerlo rentable como producto casero.Sin embargo encuentro muy bien realizado tu sistema y aunque tengo mis dudas en la parte económica que al material inox se refiere, que por cierto me tienes que decir como te has hecho con ese equipo muy logrado me quito el sombrero.
ResponderEliminarHola Bartolomé, pues sí, hay otros sistemas para hacer BioD que están fuera del alcance de "tecnología" doméstica, como por ejemplo el método que dices, con lipasas, o con enzimas, y también está el método de condiciones supercríticas, presiones y temperaturas muy elevadas que hacen innecesario el uso de catalizador.
EliminarEl equipo lo diseñé a la medida de mis posibilidades y teniendo en cuenta mis limitaciones de espacio (me gustaría que, en lugar de hacer lotes de 150 litros haberlos hecho de 500)
Este equipo te lo pueden hacer en una empresa de trabajos industriales en metales, te lo harán sin ningun problema, pero depende del sitio donde vivas tendrás que visitar varias empresas y pedir presupuesto. El precio varia bastante de un sitio a otro.
Yo tuve la suerte de dar con un sitio que tienen muchos medios para trabajar el acero, son serios y el personal muy preparado.
Hola Jose, saludos desde México, quisiera preguntarte si hay algun riesgo de corrosión o deterioro de la resistencia para calentar al momento de las trans y posteriormente, en la fase de deshidratación?, pregunto porque la que se adecua al tamaño de mi reactor es de cobre y no de inox, y creo haber visto por ahi que el cobre no es recomendable usarlo para fabricar bioD. Que me sugieres tu?, tengo el problema de la corriente, solo tengo a la mano 110v y las de inox que consigo son de 220v pero no tengo acceso a ese voltaje, crees que haya algun problema si uso la resistencia de cobre? es de media pulgada de diametro el "tubo" de la misma. Saludos.
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