Producción de biodiésel a partir de aceite usado de frituras, utilizando etanol en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo principal evaluar la producción de biodiésel a partir de aceite usado de frituras, utilizando etanol como reactivo en sustitución de metanol, en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. Para ello, se caracterizó el aceite usado de frituras mediante pruebas fisicoquímicas para validarlo como materia prima. Se produjeron lotes de biodiésel utilizando etanol y metanol para comparar sus propiedades y rendimientos, además se implementó un diseño central compuesto de 20 puntos experimentales en el programa Design Expert para optimizar la reacción, considerando variables clave como la relación molar, la concentración de catalizador y el tiempo de reacción. Los resultados del modelo cuadrático propuesto mostraron un rendimiento promedio del 89.7 % con etanol, con propiedades que cumplen la norma ASTM D6751. Se identificó que el uso de etanol presenta desafíos operativos relacionados con la formación de emulsiones y la separación de fases, pero ofrece ventajas al ser un alcohol completamente renovable. Finalmente, se proponen mejoras al proceso, como la implementación de un sistema de recuperación de etanol, el uso de catalizadores heterogéneos y la evaluación de aceites más degradados para aumentar la sostenibilidad del proceso.

The main objective of this research was to evaluate the production of biodiesel from used frying oil using ethanol as a substitute for methanol in the Unit Operations Laboratory at Universidad del Valle de Guatemala. The frying oil was characterized through physicochemical tests to validate its suitability as a raw material, and experimental batches of biodiesel were produced using ethanol and methanol to compare their properties and yields. A central composite design consisting of 20 experimental points was employed to optimize the reaction, considering key variables such as molar ratio, catalyst concentration, and reaction time. The proposed quadratic model predicted an average yield of 89.7 % with ethanol, obtaining biodiesel that meets the ASTM D6751 standard. The results indicate that the use of ethanol poses operational challenges related to emulsion formation and phase separation, but it offers advantages as a fully renewable alcohol. Finally, improvements to the process are proposed, such as the implementation of an ethanol recovery system, the use of heterogeneous catalysts, and the evaluation of more degraded oils to enhance sustainability and efficiency of the process.