Glicerina cruda como coproducto del biodiésel
La corriente de glicerol crudo obtenida tras la separación de fases no es glicerol puro, y comprender su composición y las implicaciones de esta es el punto de partida para cualquier programa de purificación, dado que el perfil de contaminantes varía según la calidad de la materia prima, el tipo de catalizador y la configuración del proceso.
Composición de la corriente de glicerol crudo
La concentración de glicerol en el coproducto crudo varía según el sistema de producción y recuperación empleado. Junto al glicerol, contiene agua, metanol, ésteres metílicos, glicéridos sin reaccionar, compuestos generadores de color y olor, dímeros y otros compuestos menores, así como sales asociadas al sistema de catalizador y a la neutralización. La carga específica de sales depende del catalizador y del ácido neutralizante utilizados, las sales de potasio y las que contienen azufre se reconocen como factores que reducen el valor comercial del glicerol crudo. El exceso de jabón formado cuando los ácidos grasos libres reaccionan con el catalizador alcalino también puede estar presente en los productos de reacción y puede dificultar el procesamiento del biodiésel, incluida la separación del glicerol y el lavado con agua.
Descripción general de la secuencia de purificación
La purificación separa el glicerol de los componentes volátiles, el material graso, los sólidos, las sales y las impurezas generadoras de color. La guía de producción describe la filtración o centrifugación, la evaporación, la destilación al vacío y el tratamiento con carbón activado como posibles etapas de una secuencia de refinación. Los distintos contaminantes requieren diferentes mecanismos de separación. El calentamiento puede reducir la viscosidad, aunque la estabilidad térmica y las limitaciones reales del equipo siguen siendo relevantes. La secuencia seleccionada y la escala económica dependen del coproducto entrante y del rendimiento requerido, un ejemplo histórico de capacidad de planta no constituye un umbral de inversión de aplicación universal.
Función de la neutralización y la gestión de sales
Cuando se emplea neutralización ácida en una ruta de producción alcalina, se generan sales que afectan a la purificación posterior. La elección del ácido neutralizante determina qué sal se forma, y diferentes sales presentan distintas propiedades en cuanto a su retención en la fase del glicerol, la facilidad de eliminación y el impacto sobre el potencial de comercialización aguas abajo. Los operadores deben evaluar tanto el costo del agente neutralizante como el efecto de la sal resultante sobre la purificación y el valor del glicerol. Las sales de potasio y las que contienen azufre, en particular, se reconocen como factores que reducen la calidad del glicerol crudo.
Recuperación de metanol y su importancia
El metanol y los catalizadores alcalinos son más solubles en la fase polar del glicerol que en la fase de ésteres, por lo que la mayor parte se elimina cuando el glicerol se separa del biodiésel, aunque una fracción significativa puede permanecer en la fase de ésteres y también debe recuperarse. La recuperación de metanol de ambas corrientes es importante para el control de los costos operativos y para reducir el impacto ambiental. El metanol es considerablemente más fácil de recuperar que el etanol, ya que no forma un azeótropo con el agua, lo que de otro modo encarecería su purificación durante la recuperación. El metanol es altamente inflamable y puede absorberse con facilidad por exposición, una exposición excesiva puede causar ceguera y otros efectos graves para la salud, por lo que la manipulación y la recuperación de metanol requieren los controles de riesgos adecuados.
Calidad y valor en contexto
El valor del coproducto depende de su composición, el mercado de destino y el costo necesario para cumplir los requisitos del comprador. El metanol, el agua, las sales, el jabón y los materiales generadores de color pueden afectar a las opciones de mejora del producto. Un precio histórico por libra o un porcentaje único de glicerol no determinan el valor de mercado ni la rentabilidad actuales. La eliminación de estas impurezas tampoco establece automáticamente la idoneidad farmacéutica o alimentaria del producto. Esos usos requieren sus propias especificaciones aplicables y su correspondiente verificación. Este artículo explica los principios de refinación del coproducto del biodiésel, no un proceso validado para la producción de un ingrediente farmacéutico regulado.
Destilación metanol-agua
A presión atmosférica (101.325 kPa absolutos), el metanol y el agua no forman un azeótropo, a diferencia del etanol y el agua. La destilación fraccionada puede enriquecer el metanol sin un límite de pureza azeotrópico. La pureza sigue dependiendo del diseño y la operación de la columna, deben utilizarse datos validados de equilibrio líquido-vapor a la presión real.