Implementación de un banco de pruebas para la producción sostenible de Biodiésel a partir de Jatropha Curcas en el Corregimiento San Miguel del Tigre, Antioquia, Colombia | Implementation of a Test Bench for the Sustainable Production of Biodiesel from Jatropha Curcas in the San Miguel del Tigre District, Antioquia, Colombia.

El proyecto abarco la construcción de un banco de pruebas para ejecutar el proceso de transesterificación, un paso elemental para lograr la producción de Biodiésel de segunda generación a partir del uso de la planta Jatropha Curcas. El cumplimiento de la investigación comprendió en primer lugar la caracterización del proceso para la producción de biocombustible, lo que implicó la evaluación de la calidad del aceite obtenido de la planta Jatropha Curcas. Seguidamente para adquirir información acerca de las propiedades del aceite y su idoneidad para la producción de Biodiésel de segunda generación, se realizó un diseño experimental a partir de la medición ANOVA, se determinaron los porcentajes de mezcla (12.5% de alcohol etanol anhidro y 1% de catalizador metilato de sodio) para comprender las características del aceite y su aplicabilidad en el proceso de transesterificación. Finalmente, se determinaron las condiciones de temperatura y tiempo de reacción para estandarizar la generación de Biodiésel según las regulaciones vigentes, en este caso, la norma ASTM D6751. Mediante la ejecución del algoritmo de predicción realizado en Google Colab, se logró determinar de una manera eficiente los parámetros requeridos de velocidad y temperatura del interior del reactor para la elaboración de las pruebas del Biodiésel en la planta piloto. Los resultados derivados son comparados y seleccionados con base al cumplimiento de los criterios definidos por la norma ASTM D6751. Esto permite realizar una operación adecuada sin tener que recurrir a ensayos de prueba y error, de igual forma hubo incremento del 5.6 % de la densidad volumétrica del Biodiésel cumpliendo con el estándar de 900 kg/m^3, cumpliendo la norma ASTM D6751. Se encontró que el mejor rendimiento de producción del banco de pruebas es a una temperatura de 60°C y una velocidad de 1100 rpm.

Introducción 1. Planteamiento y justificación del problema de investigación 1.1 Diesel y biodiesel: Situación actual 1.2 Jatropha Curcas: Una vista del contexto colombiano 2. Objetivos 2.1 Objetivo general 2.2 Objetivos específicos 3. Marco conceptual y teórico 3.1 Jatropha Curcas para la producción de biodiesel 3.2 Proceso de producción de biodiesel 3.2.1 Extracción de aceite 3.2.2 Refinación del aceite 3.2.3 Síntesis de biodiesel 3.2.4 Plantas de producción para Jatropha Curcas. 4. Estado del arte 5. Metodología 6. Desarrollo 6.1 Caracterización del proceso de la síntesis del biodiesel para la Jatropha Curcas 6.2 Producción de biodiésel mediante la semilla Jatropha Curcas 6.3 Cálculos de los equipos necesarios para el banco de pruebas 6.4 Diseño en software 3D y construcción del banco de pruebas 6.5 Recolección de aceite de Jatropha Curcas 6.6 Diseño de experimentos 6.7 Mediciones del diseño de experimentos y toma muestras del biodiesel producido 6.8 Análisis de resultados: Ejecución y resultados del ANOVA 6.9 Validación de los resultados 7. Conclusiones 8. Recomendaciones Referencias bibliográficas Anexos

Maestría

The project presented included the construction of a test bench to execute the transesterification process, an elementary step to achieve the production of second generation Biodiéselfrom the use of the Jatropha Curcas plant. The completion of the research first included the characterization of the process required for the production of biofuel, which involved the evaluation of the quality of the oil obtained from the Jatropha Curcas plant. Next, to acquire information about the properties of the oil and its suitability for the production of second-generation Biodiésel, an experimental design was carried out based on the ANOVA measurement, the mixture percentages were determined (12.5% anhydrous ethanol alcohol and 1% sodium methylate catalyst) to understand the characteristics of the oil and its applicability in the transesterification process. Finally, the temperature and reaction time conditions were determined to standardize the generation of Biodiésel according to current regulations, in this case, the ASTM D6751 standard. By executing the prediction algorithm carried out in Google Colab, it was possible to efficiently determine the required parameters of speed and temperature inside the reactor for the preparation of the Biodiesel tests in the pilot plant. The derived results are compared and selected based on compliance with the criteria defined by ASTM D6751. This allows for proper operation without having to resort to trial and error tests. Likewise, there was an increase of 5.6% in the volumetric density of Biodiesel, complying with the standard of 900 kg/m^3, complying with the ASTM D6751 standard. The best production performance of the test bench was found to be at a temperature of 60°C and a speed of 1100 rpm.

Modalidad Presencial