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mayo 31, 2014

Biodiesel a partir de aceites vegetales usados utilizando catalizadores heterogéneos


El pasado 27 de mayo Lisania y Pablo, defendieron con éxito su Trabajo Especial de Grado, obteniendo la aprobación por parte del Jurado integrado por los Profesores Eduardo González, Cintia Chandler y Cateryna Aiello Mazzarri...

Felicidades y Muchos éxitos!!!





Roa Pablo, Valbuena Lisanias. “Producción de biodiesel a partir de aceites vegetales usados utilizando catalizadores heterogéneos"(2014). Laboratorio de Tecnología de Alimentos y Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela. Tutora Académica: Cateryna Aiello Mazzarri. Asesora: Elsy Arenas.


Resumen


Se evaluó la producción de biodiesel a partir de aceites vegetales usados (AVU) mediante transesterificación utilizando cal comercial y oxido de calcio como catalizadores heterogéneos e hidróxido de sodio como catalizador homogéneo. Se realizó un pretratamiento de esterificación ácida utilizando como catalizador HCl 0,3% v/v en presencia de metanol, relación molar AVU/metanol 1:7, 100 rpm, durante 4 h a 60°C  para disminuir el porcentaje de acidez de los AVU.  El grado de acidez disminuyó de 9,83% (19,580±0,454 mg KOH/g AVU) hasta 0,75% con una conversión de ácidos grasos libres a ésteres metílicos del 96,17%. La transesterificación de los AVU tratados se realizó a 60°C variando la concentración de catalizador (4, 6, 8, 10 % para Ca(OH)2 y CaO y 0,5; 1; 1,5; 2 % para NaOH), la relación molar AVU/metanol (1:6, 1:8, 1:10, 1:12) y  el tiempo reacción (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 h). Las condiciones que permitieron obtener la mayor concentración de ésteres metílicos fueron a) concentración de Ca(OH)2 de 6%, relación molar AVU/metanol de 1:8, agitación de 500 rpm y tiempo de reacción de 8 h, b) concentración de CaO de 4% relación molar AVU/metanol de 1:8, agitación de 500 rpm y tiempo de reacción de 8 h, y c) concentración de NaOH de 0,5%, relación molar AVU/metanol de 1:8, agitación de 500 rpm y tiempo de reacción de 2 h. El análisis del biodiesel producido por cromatografía de gases indico que consiste de una mezcla de ésteres de ácidos grasos con 57% del ácido linoléico, 20% del ácido oleico, 14% del ácido palmítico,  6% acido esteárico  y un 3% del ácido elaidico. Las propiedades del biodiesel obtenido, índice ácido, densidad y  viscosidad cinemática cumplen con lo requerido por la Norma ASTM D6751, mientras que el contenido de humedad y cenizas es superior requiriendo mayor purificación.  


Abstract


Biodiesel production from used vegetable oils (WVO) by transesterification using commercial lime and calcium oxide as heterogeneous catalysts and sodium hydroxide as a homogeneous catalyst was evaluated. Acid esterification pretreatment was carried out using HCl as a catalyst 0.3% v v in the presence of methanol, molar ratio AVU / methanol 1:7, 100 rpm, for 4 hours at 60 °C for decreasing the AVU acidity percentage. The acidity decreased from 9.83% (19,580 ± 0,454 mg KOH/g AVU) to 0.75% with a conversion of free fatty acids to methyl esters of 96.17%. Transesterification of treated AVU was performed at 60 °C by varying the concentration of catalyst (Ca(OH)2 and CaO: 4, 6, 8, 10%, NaOH: 0.5, 1, 1.5, 2%), molar ratio AVU/methanol (1:6, 1:8, 1:10, 1:12) and the reaction time (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 h). The conditions that allowed to obtain the highest concentration of methyl esters were a) concentration of Ca(OH)2 of 6%, molar ratio AVU/methanol of 1:8, and reaction time of 8 h, b) concentration CaO of 4%, molar ratio AVU/methanol 1:8, and reaction time of 8 h, c) concentration NaOH of 0.5%, molar ratio AVU/methanol of 1:8, and reaction time of 2 h. The analysis of the produced biodiesel by gas chromatography indicated that consists of a mixture of fatty acid esters with 57% of linoleic acid, 20% oleic acid, 14% palmitic acid, stearic acid 6% and 3% of the elaidic acid. Biodiesel properties obtained, acid index, density and kinematic viscosity meet the requirements of ASTM D6751, while the moisture and ash content is greater requiring further purification.

mayo 24, 2014

Biodiesel de la borra de café.




El pasado 23 de mayo  Yenmilet defendió su Trabajo especial de grado para optar al Título de Licenciada en Química, con excelentes comentarios por parte del Jurado Profesoras Cintia Chandler, Lauris Urribarrí y Cateryna Aiello Mazzarri.

Felicidades y muchos éxitos!!!




Salazar Betancourt, Yenmilet. Producción de Biodiesel por esterificación ácida y transesterificación alcalina de ácidos grasos extraídos de borra de café. Laboratorio de Tecnología de Alimentos y Fermentaciones Industriales. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia. 2014. Tutora: Dra. cateryna Aiello Mazzarri, Co-tutor: Dr. Fredy Ysambertt



Resumen



En el presente trabajo se describe el proceso de producción de Biodiesel por esterificación y transestetrificación de las grasas extraídas de borra de café. Al caracterizar las grasas se encontró que contenían un elevado porcentaje de ácidos grasos libres (32,0%) por lo que se sometieron a un tratamiento de esterificación con ácido sulfúrico (H2SO4) como catalizador, las reacciones se llevaron a cabo en matraces a  60°C  y 100rpm, variando la concentración de catalizador, la relación molar grasas/alcohol (G:AOH) y el tiempo de reacción, resultando como mejores condiciones 0,7%, 1:6 y 120 min respectivamente, obteniéndose un 94,92% de conversión de las grasas. De esta forma se garantizó la reducción de los niveles de acidez de las grasas por debajo de 1%  para dar pie a la reacción de transesterificación con Hidróxido de potasio, con concentraciones de 1,5 %p/v de catalizador, relación molar G:AOH 1:15 y tiempo de reacción de 30minutos. Se obtuvieron concentraciones de esteres metílicos de ácidos linoléico 72,3491, palmítico 53,2380, oleico 9,3869 y de ácido esteárico 10,9359, todos en g/L. La caracterización de la borra se realizó siguiendo lo establecido en las normas COVENIN, presentando un porcentaje de cenizas de 1,41% y grasas totales de 13,87%. Cabe destacar que los rendimientos de esteres metílicos son aceptables y  los estudios de cromatografía de gases confirman su presencia.
Biodiesel Production by acid esterification and alkaline transesterification of fatty acids extracts of spent coffee grounds. 

Abstract


The present work describes the production process of biodiesel by esterification and transestetrificación of fats extracted from coffee grounds. To characterize fats found to contain a high percentage of free fatty acids (32,0%), so it is subjected to an esterification treatment with sulfuric acid (H2SO4) as a catalyst, reactions were carried out in flasks at 60 ° C and 100rpm varying the concentration of catalyst, the molar ratio fat / alcohol and the reaction time, as best conditions resulting 0,7%, 1:6 and 120 min respectively, giving a 94,92% conversion of fats. Thus ensured reducing acidity levels of fats lower than 1% to give rise to transesterification reaction with potassium hydroxide (KOH), with concentrations of 1,5% w / v catalyst, molar ratio 1:15 of fat / alcohol and reaction time of 30mins. Concentrations were obtained from linoleic acid methyl esters 72,35, palmitic 53,24, oleic 9,39 and stearic 10,94, all in g / L, and the gas chromatographic studies confirm its presence. The characterization of both the coffee grounds, like the biodiesel obtained was performed according to their physical properties following the provisions of the Standards of the American Society for Testing and Materials (ASTM).


mayo 18, 2014

Biodiesel de Aceites Vegetales Usados





Silmary y Yarlin defendieron su Trabajo Especial de Grado el pasado jueves, 15 de mayo,, obteniendo de parte del Jurado, Profesores Zulay Mármol, Eduardo González y Cateryna Aiello Mazzarri la calificación de Excelente. Felicitaciones y muchos éxitos!!!








Gelves M., Yarlin D.; Lobo S., Silmary A. “Producción De Biodiesel mediante Transesterificación Alcalina de Aceites Vegetales Usados”, Trabajo Especial de Grado, Universidad del Zulia, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química, Maracaibo Estado Zulia, Venezuela 2014. Tutora: Dra. Cateryna Aiello Mazzarri.


 Resumen 


El objetivo de esta investigación fue evaluar la producción de biodiesel mediante transesterificación alcalina de aceites vegetales usados (AVU), utilizando KOH y NaOH como catalizadores en presencia de metanol. Los aceites vegetales usados presentaron un valor de acidez de 7.48 mg KOH/g aceite, indicando la presencia de ácidos grasos libres, los cuales pueden interferir en la reacción de transesterificación, por lo que se sometieron a un tratamiento de esterificación ácida usando HCL como catalizador en presencia de metanol logrando reducir la acidez hasta 0.56 mg KOH/g de aceite. El proceso de transesterificación de los AVU tratados se evaluó a 60 °C, variando la concentración de catalizador, la relación molar AVU/metanol, la velocidad de agitación y el tiempo de reacción. Al final de cada experiencia el biodiesel se purifico mediante un lavado con agua acidulada al 1.30 % v/v de ácido acético y fue analizado por cromatografía de gases. Las mejores condiciones para la reacción de transesterificación de los AVU tratados por esterificación ácida (0.28 % de acidez) utilizando KOH como catalizador a 60 °C fueron concentración de catalizador de 1.50 % m/maceite, relación molar AVU/metanol de 1:3, tiempo de reacción de 120 min y agitación 100 rpm, alcanzando una concentración total máxima de esteres metílicos de 719.36 g/L. Mientras que utilizando NaOH como catalizador a 60 °C fueron concentración de catalizador 1 % m/maceite, relación molar AVU/metanol 1:6, tiempo de reacción 30 min y 100 rpm de agitación, alcanzando una concentración total máxima de 662.50 g/L. Para los dos catalizadores utilizados, KOH y NaOH, tanto para la relación 1:3 como para 1:6 el perfil de esteres metílicos está compuesto por 49 % de linoleato, 26 % de oleato, 19 % de palmitato y 6 % de estearato de metilo.

Abstract
The objective of this research was to evaluate the production of biodiesel by alkaline transesterification of wasted vegetable oils (WVO) using KOH and NaOH as catalysts in the presence of methanol. The WVO had an acid value of 7.48 mg KOH/g oil indicating the presence of free fatty acids (FFA), which may interfere with the transesterification reaction, so that they were treated by acid esterification using HCl as a catalyst in the presence of methanol, reducing the acidity to 0.56 mg KOH/g WVO. The transesterification of the treated WVO was evaluated at 60 °C by varying the concentration of catalyst, the molar ratio WVO/methanol, the agitation speed, and the reaction time. At the end of each experiment the obtained biodiesel was purified by washing with acidified water at 1.30 % v/v acetic acid, and was analyzed by gas chromatography. The best conditions for the transesterification reaction of the treated WVO (0.28 % acidity ) using KOH as the catalyst at 60 °C were catalyst concentration of 1.50 % m/moil, molar ratio WVO/methanol of 1:3, reaction time of 120 min, and agitation of 100 rpm, reaching a maximum total concentration of methyl esters of 719.36 g/L. While using NaOH as catalyst at 60 °C were catalyst concentration of 1 % m/moil, molar ratio WVO/methanol of 1:6, reaction time of 30 min, and agitation of 100 rpm, resulting in a maximum total concentration of 662.50 g/L. For both catalysts used, KOH and NaOH, and molar ratio WVO/methanol of 1:3 and 1:6 the methyl esters profile comprises 49 % of methyl linoleate, 26 % of methyl oleate, 19 % of methyl palmitate, and 6 % methyl stearate.

marzo 17, 2013

TRABAJO DE ASCENSO: ELSY ARENAS


A principios de este mes realizamos la evaluación del Trabajo de Ascenso de la Lic Elsy Arenas, quien es nuestra Auxiliar Docente en el Laboratorio de Química Orgánica.

Elsy presento el trabajo PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITES VEGETALES USADOS ante el Consejo de la Facultad de Ingeniería en cumplimiento de los requisitos señalados el Artículo 17 del Reglamento del Personal Docente y de Investigación de la Universidad del Zulia para optar a la categoría de Auxiliar Docente III

Para Elsy  FELICITACIONES !!!




Arenas Dávila, Elsy. “PRODUCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITES VEGETALES USADOS”. Trabajo de Ascenso. Laboratorio de Tecnología de Alimentos y Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela.


En esta investigación se utilizó un proceso catalizado en dos etapas para producir biodiesel a partir de aceites vegetales usados (AVU) como materia prima para la producción de biodiesel. El contenido de ácidos grasos libres presente en los AVU le confiere valores de acidez mayores al 10,2% y mayor viscosidad 41,3 mm/s2. En la primera etapa, los ácidos grasos libres  fueron esterificados con metanol utilizando ácido clorhídrico como catalizador. En la segunda etapa los triglicéridos (TGs) presentes en los AVU fueron transesterificados con metanol catalizando con KOH. Luego del proceso catalizado en dos etapas, se analizó el biodiesel con respecto al valor de acidez, viscosidad, densidad, punto de inflamación y por cromatografía de gases (Perfil de Ácidos grasos). Con el fin de determinar las mejores condiciones de la reacción de esterificación, se realizaron una serie de experiencias, usando relaciones molares aceite/metanol de 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, relaciones volumétricas HCl/AVU de 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 y 0.8, temperaturas de reacción de ambiente (35,2 promedio), 60°C y tiempos de reacción entre 0,5 h y 10 h. Los resultados muestran que las mejores condiciones para esta etapa son la relación molar metanol/aceite de 1:7 y la concentración de catalizador de 0,3 a 4 horas, agitación 100 rpm y 60 °C, obteniéndose un porcentaje de conversión de AGL de 98,61%. Los triglicéridos restantes fueron transesterificados con una relación molar metanol/aceite de 6:1, concentración de catalizador KOH del 1% y 60°C, obteniéndose los mejores resultados para 1 h, alcanzando concentraciones de esteres de: palmitato de metilo 13,81 g/L, linoleato de metilo 55,89 g/L, oleato de metilo 21,49 g/L, elaidato de metilo 2,56 g/L y estearato de metilo 4,25 g/L.
Palabras clave: Biodiesel, Esterificación, Transesterificación, Aceites vegetales usados (AVU), Ácidos grasos libres, Esteres metílicos, Cromatografía de gases. 

octubre 28, 2012

AIDIN URRIBARRI

La pasada semana, Aidin Urribarri, defendió su Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Químico. Aidin realizó su trabajo pajo mi tutoria y con la Asesoría del Ingeniero Albert Zabala, quien ese mismo día defendió su Trabajo de Grado de la Maestría en Ingeniería Química.

El jurado estuvo  integrado por las Profesoras Karelen Araujo, Cintia Chandler y Cateryna Aiello Mazzarri. Recibió por su trabajo y presentación la Calificación de EXCELENTE !!

Aidin se quedara con nosotros un tiempo trabajando como Asistente de investigación en un Programa CONDES que tenemos en el Laboratorio de Fermentaciones Industriales y continuará con sus estudios de Maestría.

Felicitaciones AIDIN!!!!



“Producción de Biodiesel a Partir de Residuos de Café Molido" (2012). Laboratorio de Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela. Tutora Académica:  Dra. Cateryna Aiello Mazzarri. Tutor Industrial: Albert Rafael Zabala Marín.

El objetivo de este trabajo fue evaluar la producción de biodiesel a partir de residuos del café molido y usado, borra de café, mediante un proceso de transesterificación, utilizando KOH como catalizador en presencia de metanol. El hexano resulto mejor solvente extractor  ya que su polaridad asegura la obtención de grasas más puras, permitiendo extraer 13,51 ± 0,25% de grasas, con una acidez  de 31,1 ± 0.4%, lo que hace de la borra de café una fuente renovable y económica de triglicéridos, que como desecho, no compite con otras fuentes de grasas alimentarias.  El proceso de extracción de grasas no afecta la cantidad de nitrógeno, azúcares y minerales presentes en la borra de café indicando que el residuo puede ser empleado para la obtención de otros biocombustibles o bien ser utilizado como fertilizante orgánico para las plantas. El perfil de ésteres metílicos de ácidos grasos, obtenidos después de la reacción de transesterificación, indico que las grasas y el biodiesel de la borra de café están compuestas por acido palmítico (41,60 ± 0,57%), linoléico (41,11 ± 0,51%),  oleico  (12,06 ± 0,57%) y esteárico (5,18 ± 0,21%). Las grasas de la borra de café presentan gran potencial para la producción de biodiesel mediante un proceso de transesterificación utilizando una relación molar grasas/alcohol de 1:6, KOH como catalizador básico al 1.5%, temperatura de 70°C y agitación de 400 rpm, obteniendo la mayor conversión a ésteres metílicos a los 60 min de reacción, con concentraciones de ésteres del acido palmítico de 7,638 ± 0,009 g/L, oleico 1,784 ± 0,006g/L y esteárico 0,259 ± 0,004g/L. 

Palabras claves: borra de café, extracción,  transesterificación,  biocombustible, biodiesel, aceites.




Urribarrí Mejías Aidín. “Biodiesel production from waste coffee grounds” (2012). Laboratorio de Fermentaciones Industriales. Escuela de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela. Advisors: Dr. Cateryna Aiello Mazzarri and Ing. Albert Rafael Zabala Marín.

The main objective of this work was to evaluate the biodiesel production from coffee spent grounds by a transesterification process with KOH as a catalyst with methanol. Hexane results as the better extraction solvent due its polarity assure more purity in the extracted oil. The oil extracted was 13,51 ± 0,25% with 31,1 ± 0.4% acidity, making the coffee grounds a good alternative source of triglycerides. The extraction process does not affect the content of nitrogen, sugars and minerals initially in the coffee grounds, so this residue could be uses as a substrate for biofuels production or as fertilizer for crops.  The fatty acid metil esters profile indicates that the produced biodiesel and the extracted oil composition have 41,60 ± 0,57% of palmitic, 41,11 ± 0,51% of  linoleic,  12,06 ± 0,57% of oleic, and 5,18 ± 0,21% of stearic. The extracted oil from coffee spent grounds has a great potential for biodiesel production by a tranesterification process using 1% KOH, 1:6 molar ratio oil/methanol, and 400 rpm, at 70°C during 60 min. At this conditions, the produced biodiesel have concentrations of de 7,638 ± 0,009 g/L, 1,784 ± 0,006g/L, and  0,259 ± 0,004g/L, for palmitic, oleic and stearic fatty acid metil ester, respectively.

KEYWORDS: coffee spent grounds, extraction, transesterification, biodiesel 

ALBERT ZABALA



Albert Zabala defendió el pasado 25 de octubre su Trabajo de Grado para optar al Grado de Magister en Ingeniería Química de Maestría  Además de mi, el Jurado evaluador estuvo Integrado por la Profesora Cintia Chandler y el Profesor Eduardo González. Realizó una excelente presentación y defensa de su trabajo. 

Albert estuvo trabajando, durante los últimos 4 años, como Asistente de Investigación en uno de los proyectos del Laboratorio de Fermentaciones financiado por FONACIT para la producción de biocombustibles.   
Felicitaciones  Albert  y muchos éxitos !!!

Zabala Marín, Albert Rafael. Producción de biodiesel de residuos de café utilizando diferentes catalizadores (2012). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado, Maracaibo, Venezuela p.88. Tutora: Dra. Cateryna Aiello Mazzarri.
 El objetivo de esta investigación fue evaluar la producción de biodiesel por transesterificación de las grasas presentes en residuos de café molido (borra o bagazo de café) utilizando diferentes catalizadores. Las reacciones se llevaron a cabo a nivel de fiolas a  60°C  y  100 rpm, variando la concentración de catalizador, la relación molar grasas/alcohol (G:AOH) y el tiempo de reacción. Al caracterizar las grasas se encontró que contenían un elevado porcentaje de ácidos grasos libres (32,0%) por lo que se sometieron a un tratamiento de esterificación, utilizando ácido clorhídrico (HCl) y ácido fosfórico (H3PO4) como catalizadores, para reducir el porcentaje de acidez por debajo del 1%. Se encontró que el HCl es el catalizador más eficiente para la conversión de los ácidos grasos libres en esteres metílicos. A las mejores condiciones para la reacción, concentración de catalizador 0,8%v/v, relación molar G:AOH 1:3 y tiempo de reacción de 120 minutos se alcanzó una  conversión de 97,23%. Para la reacción de transesterificación se utilizaron como catalizadores hidróxido de potasio (KOH) e hidróxido de sodio (NaOH), encontrándose que las concentraciones más adecuadas fueron 1,5 y 1,0%p/v respectivamente. A estas concentraciones, con relación molar G:AOH 1:15 y tiempo de reacción de 30 minutos se obtuvieron concentraciones de esteres metílicos de ácido linoléico de 267,36  y 205,20g/L, de ácido palmítico de 195,23 y 149,74 g/L, de ácido oleico 31,08 y 23,62 g/L y de ácido esteárico 26,63 y 20,15 g/L, para KOH y NaOH, respectivamente. Las propiedades del biodiesel obtenido se encuentran en los rangos establecidos por las normas ASTM D6751 y EN 14214.

Palabras Clave: Borra o bagazo de café, ácidos grasos libres, esterificación, transesterificación, catalizador, relación molar grasas/alcohol (G:AOH), esteres metílicos, biodiesel.



Zabala Marín, Albert Rafael. Coffee grounds biodiesel production using different catalysts (2012). Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado, Maracaibo, Venezuela p.88. Advisor: Dr. Cateryna Aiello Mazzarri.
  
The aim of this work was to evaluate the biodiesel production from spent coffee grounds using different catalyst on the transesterification reaction. The reactions were carried out on 125 mL flasks at 60°C and 100 rpm, varying the amounts of catalyst, oil/alcohol molar ratio (G:AOH), and reaction time, to get the maximum yield. The extracted oil from spent coffee grounds had a high level of free fatty acids (FFAs), so an esterification treatment was applied to reduce the acidity below 1%. HCL and H3PO4 were used as catalyst. HCl was the more efficient catalyst, obtaining a conversion of 97.23% when using 0.8%HCl, 1:3 of G:AOH during 120 min, at 60°C. The transesterification process was performed varying the catalyst concentration (KOH and NaOH) at G:AOH of 1:3 and reaction time of 30 minutes.  The most suitable catalyst concentrations were 1.5 and 1.0% for KOH and NaOH, respectively, founding the maximum amount of FAMES, linoleic (267,36  and 205,20g/L), palmitic (195,23 y 149,74 g/L), oleic (31,08 y 23,62 g/L), and stearic (26,63 y 20,15 g/L). The biodiesel properties were found to be according to ASTM D 6751 and EN 14214 standards with the required limits. This study indicates that the oil extracted from coffee spent grounds is an alternative source for biodiesel production.

 Key words: Spent coffee grounds, free fatty acids (FFAs), esterification, transesterification, catalyst, oil/alcohol molar ratio (G:AOH), FAMES, biodiesel.

marzo 10, 2012

Convierten aceite comestible usado y borra de café en biodiesel



En la Escuela de Ingeniería Química han estandarizado métodos para obtener biocombustibles a partir de fuentes naturales renovables

Gusmán Daboín Balza

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Química están dispuestos a recibir el aceite usado por los comerciantes para su procesamiento.
Foto: Silvia Salas
En una Maracaibo donde reinan las frituras, los aceites vegetales usados hasta 5 veces en ventas de empanadas y pastelitos reciben un tratamiento en la Escuela de Ingeniería Química de laUniversidad del Zulia para sertransformados en biodiesel, un biocombustible de nueva generación.

La borra de café, la cascarilla de cacao y los desechos alimenticios generados en los comedores universitarios también tienen gran potencial para producir cantidades considerables de este compuesto.

Los laboratorios de Tecnología de Alimentos y de Fermentaciones Industriales de la Facultad de Ingeniería se plantearon el objetivo de producir biodiesel para que las biorefinerías de etanol sean sustentables.

“Si se usan los biocombustibles no se consume la energía eléctrica destinada a las comunidades,  porque para mover las máquinas hace falta energía eléctrica o energía producida por combustibles. El biodiesel junto con la quema de algunos desechos puede generar energía dentro de la biorefinería”, explica Cateryna Aiello Mazzarri, jefa del Departamento de Ingeniería Bioquímica de LUZ. 

Este biocombustible se puede obtener de material vegetal o animal que contenga grasa, la cual mediante un proceso químico de esterificación o transesterificación genera ésteres metílicos que se transforman luego en biodiesel. 

Detalla Aiello Mazzarri que el biodiesel está constituido por una mezcla de ésteres metílicos, similares al diesel obtenido del petróleo, y se puede obtener de grasas que se desechan y que en su mayoría no se disponen de forma correcta y crean una gran carga ecológica.

Apoyo de los comerciantes

Una vida llena de química
Cateryna Aiello Mazzarri es ingeniera química egresada de LUZ, con Maestría en Ingeniería Química (LUZ) y Doctorado en Ingeniería Química de Texas A&M University. Como profesora de la Universidad del Zulia desde hace 23 años, ha dictado clases de pregrado y posgrado. Actualmente, se desempeña como jefa del Departamento de Ingeniería Bioquímica de la Escuela de Ingeniería Química de la Facultad de  Ingeniería y coordinadora del Programa de Doctorado en Ingeniería. Sus investigaciones se enfocan en la utilización de desechos agroindustriales, municipales y de alimentos para la producción de productos químicos, biocombustibles y alimentos para animales.

Integra un grupo de investigación con Alexis Ferrer, de la Facultad Experimental de Ciencias, con quien viene trabajando desde hace más de 15 años. Han formado un equipo multidisciplinario integrado por profesores, auxiliares docentes, estudiantes de pregrado, maestría y doctorado.
Foto: Silvia Salas
Borra de café, cascarilla de cacao, aceites vegetales usados en las frituras y desechos alimenticios generados en el comedor son las materias primas empleadas por estos laboratorios para la obtención de biodiesel.

Afirma la investigadora que las ventas de empanadas y pastelitos pueden constituir un problema de salud pública, porque muchos de estos establecimientos, por lo general, usan un mismo lote de aceite comestible para freír  la mayor cantidad de veces posible, con el fin de abaratar los costos de producción.

“Existen indicadores, como el porcentaje de acidez, que permiten conocer las veces que ha sido utilizado el aceite, y en un muestreo aleatorio que hicimos en Maracaibo encontramos algunas muestras con una acidez elevada”, asevera.

Según Aiello Mazzarri, muchos establecimientos cumplen con las regulaciones para la utilización de aceites, pero existen otros que lo vacían en el vertedero normal, se va por los desagües y un litro de aceite puede contaminar hasta 1.000 litros de agua potable.

En trabajos de tesis, los estudiantes han aplicado entrevistas a diferentes vendedores para conocer la cantidad de aceite que genera; reconocieron que compran ese aceite porque es más barato que en los supermercados. Luego de usarlo lo dejan para que el aseo urbano lo recoja, lo botan por los drenajes mezclados con jabón o lo lanzan al suelo.

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería Químicaestán dispuestos a recibir todo ese aceite usado porque a partir de él se obtiene biodiesel en más del 90%, además de un pequeño porcentaje de glicerina y previenen la contaminación del suelo y el agua.

Han conseguido el apoyo de algunos comerciantes de la ciudad que donan los residuos para el análisis. La borra de café, proveniente de panaderías y cafés, tiene entre un 13 y 19% de grasa, la cual se extrae con solventes para originar el biocombustible. 

Asimismo, se favorecen de “La ruta del cacao”, un proyecto que administra la Facultad de Agronomía y genera una importante cantidad de cascarillas de cacao, compuestas en más del 20% por grasas. 

“Estamos terminando todas las variables y analizando el biodiesel que obtuvimos, con la ayuda del Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnológicas y el Instituto de Investigaciones Petroleras de LUZ, para compararlo con las normas mundiales, pero ya sabemos que la composición de ésteres cumple con las normas ASTM necesarias”, informa Aiello Mazzarri. 

Actualmente elaboran un inventario de los desechos generados en el comedor universitario, pues también contienen grasas, azúcares y otros nutrientes que pueden ser utilizados para obtener, además de biodiesel, otros compuestos de utilidad y alto valor agregado como enzimas y polímeros, por medio de la fermentación de esa comida desechada.

Una planta piloto

Luego de los análisis de laboratorio, esperan tener el apoyo para construir una pequeña planta piloto que produzca una cantidad suficiente de biodiesel y probar un motor junto con los investigadores de la Escuela de Ingeniería Mecánica.

Para Cateryna Aiello Mazzarri, sería un gran logro que la Universidad pudiera abastecer una parte de su flota vehicular con biodiesel. Mientras tanto, siguen extrayendo grasas de todos los desechos alimenticios y de los aceites vegetales para solucionar un problema de contaminación y contribuir con el planeta.




Convierten aceite comestible usado y borra de café en biodiesel - LUZ Agencia de noticias

diciembre 27, 2010

Biodiesel a partir de la Borra del Café





La borra del café constituye un residuo urbano de importancia, tanto por las cantidades en que es generado como por su composición: contiene entre 10 y 20 % de lípidos, que pueden ser aprovechados para su transformación a biodiesel.


Recientemente, investigadores de la Universidad de Nevada demostraron que es posible generar biodiesel de calidad a partir del aceite contenido en los granos de café usados.


El proceso de aprovechamiento de los residuos de café diseñado por los investigadores comienza con una primera etapa de extracción de los aceites contenidos en los granos del café. La extracción de los aceites se realiza mediante un sencillo proceso de disolución a temperatura ambiente utilizando disolventes químicos (hexano/éter). Luego,se separan  los aceites de los disolventes mediante evaporación, lo cual permite la recuperación de los disolventes para posteriores extracciones. Mediante este sencillo proceso, los autores del trabajo consiguen extraer hasta el 15% de los aceites contenidos en el café. Los aceites extraídos del café mediante este método son de mejor calidad (principalmente triglicéridos) que los obtenidos de otras fuentes alternativas de aprovechamiento de residuos tales como los aceites vegetales usados y las grasas animales. Los aceites procedentes del café se transforman mediante el proceso convencional de transesterificación, con un rendimiento del 100%, en un biodiesel de elevada calidad (51.4% ésteres saturados y 48.6% ésteres insaturados) y estabilidad que puede ser utilizado industrialmente como alternativa al biodiesel tradicional. 

Un estudiante de la carrera de Agronomía de la Univ. de Buenos Aires tomó este avance como un disparador para sus trabajos, aunque aplicó una técnica diferente para la obtención del biodiesel.

"Ellos emplearon la transesterificación alcalina tradicional, que se realiza sobre el aceite. Este procedimiento implica dos etapas: la extracción del aceite con un solvente orgánico y la transesterificación posterior para obtener biodiesel. En cambio, nosotros realizamos una transesterificación in situ, directamente sobre el residuo de café, que permite un menor consumo de solvente y de energía calórica", explicó.

Los resultados preliminares indican que la transesterificación in situ del residuo del café resulta en un rendimiento de un 99% de FAME (fatty acids methyl esters). Este valor indica una alta eficiencia en la conversión de triglicéridos a ésteres metílicos de ácidos grasos, en concordancia con el interés actual de desarrollar tecnologías de procesos que permitan reducir el uso de compuestos químicos y disminuir el gasto energético de producción y la contaminación ambiental.

Un punto adicional del proyecto consistirá en determinar la utilidad del residuo del producto ya transesterificado como mejorador de la fertilidad física del suelo o bien como fuente de materia orgánica, entre otros aspectos.



Más información

N. Kondamudi, S. K. Mohapatra, M. Misra, “Spent coffee grounds as a versatile source of green energy”. Journal of Agricultural and Food Chemistry, (DOI:10.1021/jf802487s)

noviembre 29, 2010

Café para producir Biodiesel



Una investigación de la FAUBA, que será presentada en las XVII Jornadas de Jóvenes Investigadores de la AUGM, propone usar la borra del café para obtener combustible mediante una transesterificación in situ


publicado el 15. Octubre 2009 en AGRONOMÍA INFORMA blog de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (FAUBA)



Mariano Paz está orgulloso. Su trabajo sobre la utilización de la borra del café para la producción de biodiesel es uno de los dos seleccionados para representar a la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA) en las XVII Jornadas de Jóvenes Investigadores de la Asociación de Universidades Grupo Montevideo (AUGM), a realizarse del 27 al 29 de octubre en la Universidad Nacional de Entre Ríos (sede Concordia). Los trabajos participarán, a la vez, junto con otras 33 investigaciones de la UBA, elegidas por el comité entre más de 60 informes presentados.
Mariano Paz es ayudante de segunda de la Cátedra de Química de Biomoléculas de la FAUBA. Además del interés particular por la bioenergía, su proyecto surgió de la orientación inicial que recibió del Ing. Jorge Hilbert, coordinador de Bioenergía de INTA, y contó con la dirección de la Dra. Elena Mongelli, jefa de trabajos prácticos de la Cátedra de Química de Biomoléculas de la FAUBA. 
 
Según sus conclusiones, la borra del café constituye un residuo urbano de importancia, tanto por las cantidades en que es generado como por su composición: contiene entre 10 y 20 % de lípidos, que pueden ser aprovechados para su transformación a biodiesel.
Recientemente, investigadores de la Universidad de Nevada demostraron que es posible generar biodiesel de calidad a partir del aceite contenido en los granos de café usados. Paz tomó este avance como un disparador para sus trabajos, aunque aplicó una técnica diferente para la obtención del biodiesel.
“Ellos emplearon la transesterificación alcalina tradicional, que se realiza sobre el aceite. Este procedimiento implica dos etapas: la extracción del aceite con un solvente orgánico y la transesterificación posterior para obtener biodiesel. En cambio, nosotros realizamos una transesterificación in situ, directamente sobre el residuo de café, que permite un menor consumo de solvente y de energía calórica”, explicó.
Los resultados preliminares indican que la transesterificación in situ del residuo del café resulta en un rendimiento de un 99% de FAME (fatty acids methyl esters). Este valor indica una alta eficiencia en la conversión de triglicéridos a ésteres metílicos de ácidos grasos, en concordancia con el interés actual de desarrollar tecnologías de procesos que permitan reducir el uso de compuestos químicos y disminuir el gasto energético de producción y la contaminación ambiental.
Mediante este estudio, Paz aspira a constituir en la FAUBA un proyecto similar al plan BIO de la Provincia de Buenos Aires, en el que reutilizan aceites comestibles para la producción de biodiésel.
“El biodiésel podría obtenerse del residuo de café provisto por diversas industrias y alimentar en primera instancia a los tractores de la Facultad, poniendo en práctica un ejemplo de sustentabilidad aplicada, por medio de la implementación de una planta piloto para la obtención de este biocombustible”, afirmó.
“La FAUBA sería la primera facultad en dar movilidad a sus transportes con energía renovable, visto la próxima entrada en vigencia de la inminente Ley Nacional 26.093, que obliga a reemplazar un 5% del gasoil con biodiesel para el 2010”, se entusiasmó.
Un punto adicional del proyecto consistirá en determinar la utilidad del residuo del producto ya transesterificado como mejorador de la fertilidad física del suelo o bien como fuente de materia orgánica, entre otros aspectos.
De esta forma, el trabajo plantea la utilización integral de un residuo: su aprovechamiento como fuente de biocombustible, mediante un procedimiento con menor uso de compuestos químicos y energía, y el estudio de la posibilidad de reutilización de los residuos que resulten de dicho proceso para la agricultura peri urbana y orgánica.

Juan Manuel Repetto
Departamento de Comunicación Institucional
Secretaría de Desarrollo y Relaciones Institucionales