SUBPRODUCTOS

El principal subproducto del proceso del biodiesel es la glicerina. Los otros subproductos que se obtienen de la reacción y el refinamiento del biodiesel son: el agua con jabón, el metanol y los ácidos grasos libres (AGL). A continuación se explican las posibles aplicaciones de cada subproducto.

Glicerina

La glicerina (glicerol o glicol) es la cadena de 3 alcoholes más simple. Esta aparece cuando los triglicéridos de los aceites vegetales se rompen en ácidos grasos libres y la molécula de la glicerina. Los ácidos grasos reaccionan con el metanol para formar el biodiesel. La glicerina es un líquido muy viscoso y de densidad alta (1,26 Kg/l). El nombre proviene de la palabra griega glykys que significa “dulce”.

La cantidad de glicerina que se forma en la reacción depende de la cantidad de AGL que tiene el aceite que se usa en el proceso. Esta varía entre un 10% y 30% de la cantidad de dicho aceite utilizado.

Separar la glicerina del biodiesel

Dado que el biodiesel tiene una menor densidad que la glicerina, siempre va a quedar encima de esta. El separado de la glicerina se puede hacer fácilmente drenando esta por la parte inferior tanque después de dejar el tiempo suficiente para que se sedimente, normalmente 8 horas. En un proceso continuo la glicerina sería separada por centrifugación, basado en la diferencia de densidades.

Purificación de la glicerina

La glicerina en estado puro es incolora, inodora y sabe dulce. Evite probar el gusto de la glicerina proveniente del biodiesel debido a que nunca es pura, especialmente cuando la glicerina viene del aceite de Jatropha[1], con relativamente alto contenido en AGL. En resumen, puede contener metanol o etanol,  lejía (hidróxido de potasio o hidróxido de sodio), agua, residuos de jabón, biodiesel, AGL y triglicéridos, digliceridos o monogliceridos sin reaccionar. La mayoría de estos residuos están disueltos en el metanol y pueden ser separados de la glicerina por filtración, una vez que el metanol está  destilado. Algunos tienen que ser neutralizados con ácidos y separados por gravedad.

Para conseguir una glicerina 100% pura, ésta debe ser destilada. No obstante, es un proceso muy costoso ya que el punto de ebullición de la glicerina es 290°C. Este coste normalmente no es rentable a menos que se haga a escala industrial.

Aplicaciones prácticas de la glicerina del biodiesel

Las aplicaciones de la glicerina pura se centran en la industria química y farmacéutica. La glicerina cruda es mejor aplicarla para usos más prácticos, descritos a continuación.

Jabón

El jabón puede producirse por la saponificación de las grasas o con los ácidos grasos y un álcali. El producto final se debe usar con agua para conseguir su efecto limpiador. La glicerina contiene AGL que pueden convertirse en jabón. La presencia de la glicerina hace que el jabón sea más suave e hidrate le piel. Durante el proceso de saponificación, se debe usar el mismo álcali que se usó en el proceso de transesterificación. El hidróxido de sodio (NaOH) dará al jabón una consistencia sólida, mientras que el hidróxido de potasio (KOH) lo hace líquido. Antes de usar el jabón de la glicerina, el alcohol (metanol o etanol) debe destilarse completamente, sobretodo en el caso del metanol, ya que es altamente tóxico y es un combustible con un punto de inflamabilidad muy bajo, lo que lo hace muy susceptible de ser inhalado por accidente. Entonces, dependiendo de la cantidad de AGL, se determinará la cantidad de álcali a usar (normalmente entre 40 y 80 gramos por litro de glicerina). La cantidad de agua a añadir es normalmente de un 40% de la cantidad de glicerina. Más agua hará el jabón más líquido. Más cantidad de álcali hará que sea un jabón más corrosivo. Primeramente se disolverá el álcali en el agua. Hay que tener cuidado porque el hidróxido de sodio (NaOH) y el hidróxido de potasio (KOH) son substancias corrosivas. Después se añade la disolución a la glicerina y se mezcla durante 20 minutos. Se deja reposar durante 3 semanas agitándolo diariamente. En el caso de estar usando glicerina purificada, se pueden añadir colorantes y aromas. Se pueden usar cantidades industriales del jabón de glicerina cruda en sectores como el lavado de coches o trabajos mecánicos.

Estiércol orgánico

La glicerina está reivindicada como un excelente fertilizante. Pero ¿es eso verdad? La composición química de la glicerina depende indirectamente de la calidad del aceite y de la cantidad de químicos añadidos en el proceso de transesterificación. Los residuos de alcohol, si son de metanol, deben ser destilados antes de usar la glicerina como fertilizante orgánico para prevenir problemas en la salud humana. Sin embargo, el metanol es biodegradable, y se supone que se evapora rápidamente en el suelo y el agua. Dicho producto muestra gran movilidad en el suelo y se degrada del ambiente por la reacción que tiene con los radicales hidroxilos foto químicamente, y que tienen una vida media de 17.8 días. Puede ser peligroso para la vida acuática en altas concentraciones. También son biodegradables los AGL y la glicerina pura. El potasio (K) es uno de los principales elementos para el crecimiento de las plantas, y el sodio (Na) se necesita para el control de la humedad en las células, en una menor cantidad. Dado que la composición de los nutrientes debe estar en equilibrio con las necesidades de la planta, la glicerina del biodiesel sólo puede servir como fertilizante adicional. Además, productos más valiosos económicamente se pueden producir de la glicerina, lo que hace que no sea tan interesante su uso como fertilizante.

Biogás 

La glicerina también puede ser usada como componente  adicional en la producción de biogás. El biogás es producido por digestión anaeróbica. Junto con el estiércol fresco de ganado, está demostrado que la glicerina es un ingrediente digerible en composiciones tales como 5% de glicerina, 35% de estiércol de ganado y 60% de agua. Es necesaria más investigación para optimizar este proceso de digestión. Cuidado con añadir pasto dado que se digiere muy lentamente y puede taponar el reactor.

Combustible

La manera más fácil de librarse de la bio-glicerina es  quemándola. Sin embargo, no hay dispositivos eficientes para la quema directa de la glicerina cruda. La alta viscosidad hace que sea una sustancia difícil de utilizar en sprays  y mechas. Mezclado con serrín (16MJ/Kg) se pueden formar briquetas, pero se necesitan hornos especiales, dado que una temperatura de combustión baja provoca la emisión  de gases tóxicos como la acroleína.

A mayor escala, los generadores Calor y Potencia Combinada (CHP en inglés) se pueden considerar para la generación de electricidad. De todas maneras, un vehículo adaptado para aceite vegetal puro (PPO en inglés) podría ser capaz de funcionar con glicerina pura en combinación con PPO o (bio) diesel. Se debe tener cuidado porque la glicerina sin refinar contiene cenizas y no puede ser utilizada en motores. En grandes motores diesel, como los marinos, o en generadores de  vapor, sí que podría usarse la glicerina para producir electricidad y vapor.