Producción continua de biodiesel por extracción reactiva en un reactor de película líquida operado en contracorriente. (2010)
Con los acuerdos del Protocolo de Kyoto el país se comprometió a adelantar programas de crecimiento económico a través de un modelo ambientalmente sostenible (mecanismo de desarrollo limpio). En este sentido, la promulgación de leyes que promueven el uso de recursos agrícolas y sus derivados como sustitutos para los combustibles fósiles (leyes 693 de 2001 y 939 de 2004), los decretos que las reglamentan y los planes de desarrollo hacia el futuro (2019 Visión Colombia II Centenario, Presidencia de la República - DNP y Documento CONPES 3510), son señales claras del interés y la urgencia que existe sobre el desarrollo de proyectos dedicados a esta materia. Considerando los principios del diseño ""ambientalmente consciente"", y los fundamentos de la ""ingeniería verde"", es clara la necesidad de intensificar los procesos productivos a través de la conversión de operaciones por lotes a continuas, el uso de sistemas de mezcla eficientes, el manejo de micro-reactores, el uso de unidades multi-funcionales (reacción y separación simultánea), etc. (García-Serna, 2007). A escala industrial, los procesos para la producción de biodiésel, continuos o por lotes, utilizan exceso de metanol y por consiguiente incrementan el consumo de energía en la etapa de recuperación del alcohol. La mayoría de estos procesos usan un exceso del 100% en peso respecto al estequiométrico, relación molar metanol a aceite 6:1, y, teniendo en cuenta que el calor de vaporización del metanol es 1.1 MJ/kg a 64 °C (www.nist.gov/chemicalwebbook), por cada tonelada de producto se requieren por lo menos 125 MJ solo para evaporarlo. Otro aspecto que debe considerarse es la importancia de encaminar el desarrollo de los procesos hacia operaciones continuas, que presentan ventajas significativas con respecto a los procesos por lotes: mayor productividad, consistencia en la calidad del producto final y disminución en los costos fijos, entre otras (He, 2006); sin embargo, los procesos continuos para la producción de biodiésel empiezan a ser una alternativa atractiva desde el punto de vista económico cuando las escalas de producción son mayores a 4 millones de litros por año (Van Gerpen, 2005). De acuerdo con lo anterior, este proyecto de investigación científica y tecnológica busca desarrollar una tecnología aplicada a los procesos de metanólisis del aceite de palma, mediante el modelamiento, diseño, construcción y evaluación de un sistema de proceso en el que se pueda estudiar la extracción reactiva como alternativa para la producción continua de biodiesel, en un reactor líquido-líquido operado en contracorriente empleando catalizadores alcalinos homogéneos. Para el desarrollo del proyecto se requiere modelar el proceso, diseñar y construir a escala de banco una unidad de reacción y separación simultánea, estimar las condiciones más adecuadas para los ensayos experimentales, y, finalmente, evaluar el desempeño del equipo en la metanólisis de aceite de palma. Como complemento, se hará la evaluación económica preliminar del proceso. El sistema de reacción que se diseñe y construya permitirá un estricto control de la temperatura, la presión y la relación de alimentación de materias primas, aceite y metanol, y la medición del consumo energético del proceso global.