Evaluación técnica y económica de la producción de bioqueroseno obtenido de diferentes tipos de aceites

Abstract

Se realizó una evaluación técnica y económica de la producción de bioqueroseno, obtenido a partir de aceite usado de cocina y aceite de coco. Para lograr esto se transesterificó 1000 ± 0.5 mL de aceite usado de cocina y 1000 ± 0.5 mL de aceite de coco. Se montó un sistema de destilación al vacío a 125 torr para destilar los ésteres metílicos resultantes de la transesterificación de ambos aceites. Posteriormente, se caracterizaron los bioquerosenos obtenidos y se prepararon mezclas al 5 %, 10 % y 20 % (v/v) de estos bioquerosenos con queroseno de petróleo. Finalmente se llevó a cabo un análisis de cadena de suministro enfocándose en la logística y los costos mediante una simulación de un año. Se utilizaron los siguientes materiales: un reactor de acero inoxidable de 2 L con resistencias eléctricas de 700 W, un agitador eléctrico y un contenedor de agua para recirculación en el reactor. Para la destilación al vacío, se utilizó un kit de destilación equipado con un adaptador de vacío, un vacuómetro, un sistema de vacío y un contenedor de agua para la condensación. Las condiciones de operación en la destilación al vacío fueron 125 torr y 252 °C para el punto de ebullición. El poder calorífico del bioqueroseno obtenido de aceite usado de cocina fue de 36,088.67 ± 5.72 kJ/kg mientras que el bioqueroseno obtenido de aceite de coco fue de 35,990.00 ± 48.91 kJ/kg con densidades de 888.60 ± 0.001 y 866.05 ± 0.001 kg/𝑚3 , respectivamente. Los bioquerosenos presentaron colores amarillo y blanco transparente, respectivamente. En las mezclas realizadas la que presentó un poder calorífico arriba del mínimo requerido fue la mezcla del 5 % (v/v) del bioqueroseno obtenido de aceite usado de cocina. Las demás mezclas no cumplieron con el requisito mínimo que era de 42,800.00 kJ/kg según la norma ASTM D4529. Para el análisis de cadena de suministro no se encontró diferencias significativas en la obtención de la materia prima dado que ambos tienen ciertas complicaciones en su obtención y para el análisis de costos realizado se obtuvo que al producir bioqueroseno obtenido de aceite usado de cocina, este es rentable con un margen neto del 24.13% el cual es viable económicamente al ser comparado con un margen de mercado rentable que oscila entre el 20 % y el 25 %. Finalmente, se ha determinado que el bioqueroseno obtenido de aceite usado de cocina fisicoquímicamente y por la simulación realizada en el análisis de la cadena de suministros es la materia prima recomendable para producir bioqueroseno usando el método de destilación al vacío.

A technical and economic evaluation of the production of biokerosene obtained from used cooking oil and coconut oil was carried out. To achieve this, 1000 ± 0.5 mL of used cooking oil and 1000 ± 0.5 mL of coconut oil were transesterified. A vacuum distillation system was set up at 125 torr to distill the methyl esters resulting from the transesterification of both oils. Subsequently, the biokerosenes obtained were characterized and 5 %, 10 % and 20 % (v/v) blends of these biokerosenes were prepared with petroleum kerosene. Finally, a supply chain analysis focusing on logistics and costs was carried out through a one-year simulation. The following materials were used: a 2 L stainless steel reactor with 700 W electrical heating elements, an electric agitator and a water container for recirculation in the reactor. For vacuum distillation, a distillation kit equipped with a vacuum adapter, a vacuum gauge, a vacuum system and a water container for condensation was used. The operating conditions in vacuum distillation were 125 torr and 252 °C for boiling point. The calorific value of biokerosene obtained from used cooking oil was 36,088.67 ± 5.72 kJ/kg while biokerosene obtained from coconut oil was 35,990.00 ± 48.91 kJ/kg with densities of 890 ± 0.001 and 870 ± 0.001 kg/m^3, respectively. The biokerosenes presented yellow and transparent white colors, respectively. Among the mixtures, the one that presented a calorific value above the minimum required was the 5 % (v/v) mixture of biokerosene obtained from used cooking oil. The other blends did not meet the minimum requirement of 42,800.00 kJ/kg according to ASTM D4529. For the analysis of the supply chain, no significant differences were found in obtaining the raw material, given that both have certain complications in obtaining it, and for the cost analysis carried out, it was obtained that when producing biokerosene obtained from used cooking oil, it is profitable with a net margin of 24.13 %, which is economically viable when compared to a profitable market margin that ranges between 20 % and 25 %. Finally, it has been determined that the biokerosene obtained from used cooking oil physicochemically and by the simulation carried out in the analysis of the supply chain is the recommended raw material to produce biokerosene using the vacuum distillation method.