2 Calentador y Secador de Aceite al vacoa) Toma automtica del aceite vegetal desde el depsito de almacenamiento hasta completar el volumen predeterminado (300 litros)-->b) Encendido de las resistencias elctricas (6 x 5.000 W c/u)-->c) Recirculacin peridica del aceite a fin de homogenizar la temperatura de ste.-->d) Puesta en marcha de bomba de vaco cuando el aceite haya alcanzado los 60C. (opera 5 minutos)-->e) Nueva puesta en marcha de la bomba de vaco cuando la temperatura alcanza los 80C. Funciona hasta que el aceite alcanza los 97C.f) Desconexin de las resistencias cuando el aceite haya alcanzado los 97C.-->g) Transferencia del aceite calentado y secado, hacia el reactor de Biodiesel.-->Nota: el aceite no se transferir hacia el Reactor hasta tanto no se hayan completado todas las funciones arriba descritas.

CALENTADOR Y SECADOR DE ACEITE AL VACOEl Calentador y Secador de aceite vegetal, es un estructura similar al Reactor de Biodiesel, construida en chapa de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8), de forma cilndrica, casquete superior y fondo, de forma torisfrica, rotomoldeado en chapa de igual espesor que la del tanque. Montada sobre tres patas de chapa de acero plegada, su funcin es la de acondicionar el aceite a una temperatura predeterminada y extraerle la humedad para que el leo ingrese en optimas condiciones al proceso de transesterificacin para la obtencin de Biodiesel. En el casquete superior, en su parte frontal, se localizan el termmetro y el vacumentro, ambos alojados en sendas cajas metlicas de 100 mm lo que permite una fcil lectura.En el casquete inferior, se encuentra adosada una brida de una pulgada de espesor, la que cumple la funcin de porta resistencias elctricas, la que en nmero de seis (6), de 5.000 W cada una, se encargan de calentar el aceite a la temperatura recomendada. Tambin, en dicha brida, se encuentran sujetos los conductos de llenado, recirculacin, aspiracin y transferencia del aceite sometido a su adecuacin.Su capacidad es de 380 litros aproximadamente. Con dimensiones, cuyo alto es de 1.250 mm y un dimetro de 600 mm, volumen suficiente para contener 320 litros de aceite (60 litros componen la cmara de aire), el que se lo calienta a la temperatura deseada (recomendable 95/97C) previo al proceso de transesterificacin. Una capa aislante de 25 mm de espesor, recubierta con chapa de acero inoxidable, evita la prdida de calor. Este nivel de temperatura a la que se somete al leo, la que en cada Bach debiera ser constante, es la recomendada segn investigaciones largamente experimentadas, a los fines de que el proceso qumico de reaccin para obtener Biodiesel (el producto final que se procura), sea de la calidad anhelada.Funcionamiento: desde el Tablero central se gira la perilla correspondiente al encendido general. Al inicio de las operaciones, en un da de labores de produccin del Biocombustible, el operario debe simplemente oprimir el botn Inicio Ciclo Calentador de Aceite para comenzar las operaciones de la Planta de Biodiesel. Se pondr en marcha una electro bomba de gran capacidad, y simultneamente se abrirn dos electro vlvulas neumticas de doble efecto (vlvulas de tres vas), una; para dar paso al aceite contenido en el Tanque de almacenamiento a granel, o desde el Precalentador de aceite, la otra; liberando el conducto que llevar el fluido para el llenado del Calentador y Secador. Una vlvula de escape alojada en el casquete liberar el aire para dar paso al lquido que llenar el tanque. Cuando haya alcanzado alrededor de los 320 litros, un sensor alojado en el interior del recipiente detectar el nivel predeterminado y ordenar desconectar la electro bomba. Acto seguido, desde el Tablero central, en forma automtica, se liberar la orden para la conexin de seis (6) resistencias elctricas de 5.000 W cada una, las que se encargarn de calentar el aceite a la temperatura escogida. Alcanzado los 95/97C, stas se desactivarn automticamente.Cuando en la parte inferior del tanque el aceite haya alcanzado los 60C, tambin en forma automtica, se pondrn en marcha dos procesos: el primero: se encender la electro bomba arriba referida y simultneamente se abrirn las electro vlvulas neumticas de doble efecto, una; para dar paso a la toma del aceite desde la base del Precalentador y Secador, la otra; para liberar el conducto que dispersar el aceite en el interior / superior del recipiente, todo ello para recircular el leo a fin de unificar su temperatura (esta accin es intermitente, pudindose graduar a criterio del Tcnico); el segundo: se activar la Bomba de vaco (de 400 litros / minuto) la que se encargar de extraer la humedad del aceite, absorbiendo el vapor de agua desde la toma alojada en el casquete superior del Tanque de Calentamiento y Secado. Logrados los 70C, la Bomba de vaco se detendr. Alcanzados los 80C, nuevamente la Bomba de vaco se pondr en marcha, como as el sistema de recirculacin de aceite. La accin de vaco se detendr cuando el liquido interno haya alcanzado los 95/97C. Si a esa altura de los hechos, no se hubiere alcanzado un vaco cercano al absoluto, la Bomba de vaco continuar actuado hasta lograr su cometido eliminando todo vestigio de vapores de agua. Esta situacin solo puede darse en aceites con elevada humedad (agua emulsionada).La aspiracin de vaco se la toma desde el casquete torisfrico superior, mediante un conducto metlico (cao de hierro de uso mecnico) de , respetando la misma seccin de entrada a la succin de la Bomba de vaco. La bomba de vaco dispone de una vlvula de alivio, la que se utiliza para limitar el nivel de vaco cuando ste, al llegar cerca del absoluto (-1 Bar), hace que la bomba emita un sonido estridente y molesto. Accionar la vlvula hasta que el ruido molesto desaparezca. En caso de que el aceite tuviere elevada acidez, abundante humedad, o vicios ocultos, al alcanzar el interior del tanque un alto nivel de vaco, se observar, adems de la succin de vapor de agua, el fluir abundante y persistente de aceite. Frente a este caso, suspender las operaciones y vaciar el Tanque hacia un depsito para la observacin y el anlisis de aceite viciado. Una materia prima neutra (con acidez ideal) pero con un elevado contenido de humedad, o con gomas en suspensin hace que el aceite hierva y espume en gran medida, burbujas que son captadas por la bomba de vaco. Estaramos eliminando el agua, pero arrastrando tambin aceite. Para evitar tales fugas, debemos bajar el nivel de vaco maniobrando la vlvula atenuadora de vaco que encuentra emplazada en el final del ducto de succin, junto al inicio de la manguera de cristal.A los fines de limitar la absorcin de aceite por parte de la Bomba de vaco producto del elevado burbujeo que se origina cuando el leo acusa algn vicio, dentro del tanque de Precalentamiento, a la altura del arranque de la torisfrica superior, un disco de chapa perforada cubre todo el dimetro del cilindro, el que oficia de rompe pompas. Si el fluido sortea este obstculo, un dispositivo de Sombrero chino invertido, ms un aro deflector, todo estos adosados a la cpula del receptculo, buscarn obstruir el flujo del aceite hacia el circuito de vaco.La Bomba de vaco con sello lquido usada a estos efectos, difiere de las convencionales. Permite no solo la absorcin de vapores, sino que tambin admite espumas y lquidos, lo que la hace ideal para extraer adems del agua, elementos indeseados del aceite que emergen a borbotones, espumas que son captadas y eliminadas. La Bomba de vaco requiere de una fuente de agua limpia (a no ms de 40C) para formar el sello lquido durante su funcionamiento, en cantidad de cuatro litros por minuto. Ese volumen est graduado con una exclusa de paso, y solo el agua circula cuando la Bomba est en funcionamiento. Una electro vlvula que recibe las rdenes del Tablero General es la encargada de la apertura de paso de agua, o del cierre cuando sta se encuentre en reposo. Cuando todas las acciones de calentamiento y vaco hayan culminado, una seal sonora repiquetear indicando el fin del proceso.Al inicio de las operaciones de elaboracin de Biodiesel, el aceite ya apto y precalentado ser transferido hacia el Reactor de Biodiesel, cuando el Operador, desde el Tablero central, oprima el botn Trasvase de aceite. Se pondr en marcha la electro bomba y simultneamente se abrirn las electro vlvulas neumticas de doble efecto cuyas funciones son: la primera; habilita la toma del aceite desde el fondo del Calentador y Secador, la segunda; libera el paso del fluido hacia el Reactor de Biodiesel, la tercera; se abrir una vlvula solenoide alojada en la torre del tanque, para ceder la entrada de aire para compensar el vaco que se produce dentro del recipiente (Calentador) en el momento de la extraccin y transferencia del leo.Alojado en el interior del Reactor de Biodiesel BIO-300 MAX, un sensor magntico de alta fidelidad indicar que se han trasvasado los 300 litros de aceite requeridos, ordenando la detencin de esta operacin de transferencia cerrando las electro vlvulas, y habilitar automticamente el sistema que dar lugar a un nuevo llenado de aceite en el Calentador y Secador, con lo que se iniciar un nuevo proceso de calentamiento y secado del aceite vegetal. En los sucesivos Batch, la maniobra de transferencia y posterior llenado se har automticamente. Cuando la reaccin qumica dentro del Reactor haya culminado su ciclo, y este vace su contenido trasvasando hacia algunos de los Decantadores, desde el Tablero general, la PLC emitir la orden solicitando la nueva provisin del aceite calentado y acondicionado.Dado que la capacidad de succin de la bomba para la transferencia del aceite es de gran caudal, y a los fines de evitar la formacin de vrtices en el interior del Tanque, un barredor de fondo de especial diseo, evita la rotacin solenoidal del fluido, pues sin este dispositivo esencial, la electrobomba estara absorbiendo aire provocando la cavitacin (aspiracin en vaco) de sta , efecto hidrodinmico que podra daarla, a la par de que la remocin del liquido demandara un plazo varias veces superior al estipulado (normalmente: 75 segundos)Las vlvulas de tres vas de 1-1/2 utilizadas en todas estas maniobras son de calidad comprobada. Construidas en acero inoxidable, cumplen con todos los requisitos de temperatura, presin y compatibilidad qumica. Los actuadores neumticos que las accionan, tambin se ajustan a los requerimientos de temperatura y presin de trabajo. Adjunto, corren agregados todas las especificaciones que as lo certifican.A los fines de que el Calentador y Secador de aceite desempee fielmente su objetivo, se hace necesario disponer de una red de aire comprimido fiable. Si la presin de trabajo cayere por debajo de los 4 Bar, un presostato detectar tal deficiencia deteniendo el funcionamiento de toda la Planta de produccin de Biodiesel, activndose una seal sonora alertando de tal situacin. Ello, es para evitar serios inconvenientes que pudieren producirse en caso de que una vlvula no lograra la total apertura por falta de presin de la red de aire comprimido (compresor). De igual manera, el Precalentador y Secador de aceite interrumpir su trabajo en caso de detectarse un voltaje inadecuado (baja o alta tensin), falta de alguna fase, o de secuencia de fase. Los razonamientos de este prrafo son efectivos para resguardar el normal funcionamiento de todas las maquinarias. En sntesis, la Planta de Biodiesel dejar de funcionar en cualquiera de sus etapas de trabajo, en caso de que los sensores detecten cualquiera de las anomalas arriba sealadas. Accionada la alarma sonora, basta con visualizar en el Tablero General el origen de la causa, y proceder a solucionarla.El circuito general de aire est protegido con un filtro trampa de agua de gran capacidad a fin de retener la humedad que inevitablemente contamina al aire comprimido, y que de no impedir su circulacin dentro del los conductos, estara viciando el fluido sometido a reaccin, como as inutilizara los actuadores neumticos que accionan las distintas vlvulas. Adems, como refuerzo, en cada una de las unidades, hay un filtro trampa de agua con un vaso lubricador conteniendo un aceite especial, cuya finalidad, adems de detener los vapores de agua que pudieren haber sorteado el primer filtro, es la de lubricar los mecanismos de los actuadores para garantizar el optimo funcionamiento de estos dispositivos fundamentales dentro del complejo elaborar de Biodiesel.MINI REACTOR DE METOXIDOEl Mini Reactor de Metxido, es propiamente dicho, un pequeo Reactor en el que se lleva a cabo la reaccin qumica del alcohol anhidro (Metanol o Etanol) en presencia de un catalizador; existiendo varios, pero el ms recomendado es el Hidrxido de Sodio en escamas, de alta pureza; o Metilato de Sodio. El resultante de este proceso se denomina Metxido. En caso de usarse Metilato de Sodio, ste sustituir al Hidrxido de Sodio en escamas.El Mini Reactor es una estructura, en el caso de versin BIOENERGY, construido en un tanque de fondo cnico (60), de polietileno traslcido de 6 mm de espesor. En su parte superior se enrosca una tapa del mismo material de 500 mm de dimetro, dndole total hermeticidad al proceso. Dicho recipiente, de aproximadamente 120 litros de capacidad, est montado sobre una estructura metlica sostenida por tres patas. En el centro de la tapa se aloja una vlvula esfrica de 1-1/2, rematada con una tolva para la dosificacin del Hidrxido de Sodio.Por gravedad, o con el auxilio de una pequea electro bomba se incorpora al tanque, la cantidad de alcohol deseada (15 litros de alcohol x cada 100 litros de aceite) hasta alcanzar el nivel predeterminado. El volumen se ajustar de acuerdo a la acidez que arroje el anlisis previo del aceite. En un aceite normal, el alcohol a utilizar es el 15% de la cantidad de aceite a procesar. Siendo que el reactor de Biodiesel BIOE-300, elabora 300 litros, el volumen de metxido a manipularse ser de 45 litros.Prximo al Mini Reactor, se encuentra una electro bomba especial de gran caudal. Habiendo incorporado el alcohol, se oprime el botn Inicio del Mini Reactor, para poner en funcionamiento la electro bomba aludida. A travs de la Tolva sujeta a la tapa del Mini Reactor, se incorpora el Hidrxido de Sodio, cuya cantidad tambin se ajustar en funcin de la acidez del aceite, abriendo luego la llave de paso esfrica de 1-1/2 a fin de dejar escurrir los grnulos hacia el interior del tanque. Para el caso de un aceite normal, se usarn alrededor de 1400 gramos. Durante 15 minutos la electro bomba aludida recircular el lquido agitndolo violentamente con lo que se alcanzar una optima reaccin a los fines de lograr un metxido de ptimas condiciones. Un temporizador detendr la marcha cuando se haya cumplido el tiempo preestablecido. El fluido resultante alcanzar los 50C, lo que indicar una correcta reaccin qumica.Especial nfasis hay que poner en este proceso, pues del resultado de esta reaccin, depender la calidad del Biodiesel a obtener. Igual nfasis se deber observar en la utilizacin de alcohol e Hidrxido de Sodio. Estos debern ser de mxima pureza, suministrados por proveedores responsables.En el caso de usarse Metilato de Sodio al 30% (lquido), incorporar dentro del Metanol 2 litros de Metilato por cada 100 litros de aceite a procesar. Ejemplo: para procesar 100 litros de aceite utilizaremos: 13 litros de Metanol + 2 litros de Metilato de Sodio. Al igual que en el caso de la preparacin del Metxido, usar el mismo Mini Reactor con su electro bomba. A diferencia del uso de Hidrxido de Sodio que requiere 15 minutos de agitado; en caso del Metilato de Sodio, 3 minutos son suficientes.En la versin totalmente automtica de la Planta de Biodiesel, cuando se use Metilato de Sodio, todas las operaciones del Mini Reactor se harn automticamente. Al inicio de las operaciones en un da de trabajo, cuando el operador encienda el Tablero general, se pondr en marcha la electro bomba que incorporar el Metilato. Alcanzado el volumen deseado (6 litros), un sensor de nivel detendr la bomba y automticamente ordenar el encendido de otra electrobomba que incorporar el alcohol (Metanol o Etanol). Cuando la suma de ambos lquidos alcance los 45 litros, la bomba se detendr a raz de una nueva orden dada por el sensor de nivel. Acto seguido, una bomba de gran caudal agitar el fluido durante tres (3) minutos a fin de homogenizar la mezcla.Todas las funciones arriba descriptas estarn controladas por un barral porta mini flotante de doble funcin: a) primer nivel; b) nivel mximo. Dicho barral est fijado perpendicularmente desde el centro de la tapa del tanque del Mini Reactor mediante rosca de 1; con un cabezal porta borneras, desde donde parte el cableado que trasmite las seales (no corriente elctrica). La bomba del Metilato como la del alcohol, en el conducto de ingreso de ambas, cuenta con una vlvula esfrica accionada por un actuador neumtico. stas, siempre estar n cerradas cuando las bombas estn en reposo.Habiendo incorporado previamente el aceite al Reactor de Biodiesel BIO-300 MAX, desde el Tablero general, automticamente se ordenar la puesta en marcha de la Bomba emulcionadora y el Agitador industrial, y al cabo de tres segundos comenzar el trasvase del Metxido al mismo destino, y en menos de un minuto habr conseguido el objetivo. Un Controlador de flujo detectar cuando el contenido de Metxido se haya vaciado deteniendo la bomba de transferencia. Durante el periodo que dura el trasvase del aceite y Metxido, el venteo del Reactor queda liberado a fin de permitir el ingreso de ambos lquidos. Acto seguido nuevamente, y en forma automtica, el Mini Reactor se llenar de alcohol hasta el nivel deseado. Se seguirn nuevamente los pasos arriba descritos.A los efectos de evitar la formacin de turbulencias en el fondo del tanque durante la succin y traspaso del Metxido con destino al Reactor, una lamina de delineacin apropiada inserta verticalmente en la seccin inferior del cono, evita que la bomba absorba aire por la formacin de un vrtice de llamativas proporciones, con las consabidas consecuencias y demora en la transferencia del alcohol.Dos vlvulas de retencin de dan paso al aire que debe incorporarse cuando se trasvase el metxido, o liberando presin cuando se incorpora el alcohol. Tambin libera la sobre presin que los vapores de la reaccin qumica por el cual se logra el metxido. El conducto de liberacin est conectado a los ductos de venteo de todo el sistema, que un su extremo se acopla con el condensador de vapores de alcohol a los fines de evitar la contaminacin ambiental.REACTOR DE BIODIESEL BIO-300 MAXEl Reactor de Biodiesel constituye el corazn, el componente fundamental de todo el complejo elaborador del Biocombustible. En la versin de BIOENERGY BIO-300 MAX su capacidad de produccin (Batch) es de 300 litros cada treinta minutos. En el Modelo BIO-300 JET, la capacidad de elaboracin es de 300 litros cada 20 minutos.El Reactor de Biodiesel BIO-300 MAX (Transesterificador de cidos grasos), es una estructura cilndrica construida en chapa especial de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8), sometido a prueba hidrulica de 4 Bar (con Certificacin Nacional por Tcnicos autorizados). La dimensin del cilindro que lo forma es de 1.250 mm de altura, con un dimetro de 600 mm. La tapa superior lo constituye un domo torisfrico rotomoldeado que sujeta una brida porta elementos. En ella se encuentra fijado el Agitador industrial de alto rendimiento, constituido por una turbina dispersora para una lograr una violenta agitacin del fluido (hlice marina, disco de Cowles o disco cizallador); stos, como tambin el eje, construidos en acero inoxidable. La misin fundamental del agitador es la de estabilizar los alcoholes, mantener la homogenizacin de la mezcla y coadyuvar al proceso de transesterificacin mediante el efecto de cizalladura violenta de este mecanismo. Todo este sistema es impulsado por un motor vertical de 2 HP, con linterna porta rodamiento gua, sello mecnico monoresorte apto para soportar una presurizacin de 2 Kg. / cm2, y brida de fijacin con sus correspondientes o ring de seguridad.La parte inferior del tanque, una pieza torisfrica metlica similar a la anterior, la que est rematada con un tubo de 120 mm de dimetro al que est adosado el conjunto de ductos de aspiracin, recirculacin y transferencia, todos ellos necesarios en el reciclaje y trasvase del fluido sometido a proceso.Toda esa estructura est anclada a tres patas construidas en chapa de acero plegada de 3,2 mm con una alzada de 810 mm.El cilindro est revestido con una capa de aislante especial de 25 mm, y luego recubierto con una lmina de chapa de acero inoxidable de 0,8 mm de espesor. Este revestimiento interfiere la prdida de calor de la solucin sujeta al proceso de transesterificacin la que alcanza los 90C. Adems le infiere una alta esttica al equipamiento, lo que invita al operario a mantener pulcras todas las estructuras de la Planta elaboradora.FuncionamientoAl Reactor BIO-300 MAX ingresan, en primer lugar, el aceite vegetal a ser sometido a proceso, ya precalentado a 95/97C, el que previamente fue acondicionado en el Precalentador y Secador de aceite vegetal, maquinaria que forma parte del conjunto elaborador. La dosificacin exacta de los 300 litros lo indicar un sensor magntico de alta precisin alojado dentro del Reactor. Una electro vlvula instalada en el circuito de venteo, en forma automtica, liberar el aire contenido dentro del tanque a los fines de dar paso al lquido que se incorpora. Luego, automticamente, se aade el Metxido (solucin resultante de la reaccin del Metanol con el Hidrxido de Sodio). Tres segundos antes del inicio del trasvase del Metxido, se pondrn en marcha la Bomba emulcionadora y el Agitador industrial superior. Ambos elementos de agitacin violenta, tienen la finalidad de forzar la estabilizacin del alcohol dentro el aceite ya incorporado. Concluida esta etapa de transferencia del Metxido, los sistemas de agitacin se detendrn brevemente (3 segundos), y en forma automtica se abrir la vlvula de presurizacin para que ingrese aire desde el circuito comn de aire comprimido (compresor), el que elevar la presin a 2 Bar en el interior del REACTOR BIO-300 MAX (este proceso se regula mecnicamente). En el circuito de aire, antes del regulador automtico de presurizacin del Reactor, se encuentra instalada una Vlvula de no retorno, la que impide que el aire viciado con Metanol pudiere retorcer ante una inesperada bajada de presin en el riel comn. Si no se lo detuviere, los vapores de alcohol afectaran seriamente los mecanismos de regulacin automtica. Presurizado el Tanque, nuevamente reiniciarn la marcha, tanto la Bomba emulcionadora como el Agitador Industrial, con lo que se dar paso al proceso qumico de la transesterificacin, o sea la accin de la obtencin del Biodiesel. Previamente, en el Tablero principal, se habr establecido el tiempo que se le dedicar a cada reaccin (Sugerida: 15 minutos). Cabe aclarar que el circuito de aire comprimido (Commond rail) es un riel comn a todas las maquinarias que componen la Planta de elaboracin de Biodiesel.Nota: la transferencia del aceite no se producir hasta tanto el Calentador y Secador no haya cumplimentado sus funciones. Esta situacin solo se presentar en das muy fros. Tampoco el Metxido ser transferido, en caso de que, por alguna razn se hubiere demorado en su preparacin. Desde el Tablero General, solo se emitir la orden de trasvase de estos lquidos (aceite y metxido) hacia el Reactor Principal, cuando ambos estn perfectamente adecuados.Los elementos fundamentales del REACTOR BIOE-300 MAX lo constituye la electro bomba emulcionadora y el Agitador industrial de diseo especial. La electrobomba de accionamiento principal, de 4 HP de potencia, est construida con materiales de primera calidad para resistir el trabajo tan exigente, caras rotativas de carbones especiales y elastmeros de vitn; con capacidad de bombeo en el reciclaje estimado en 70.000 litros/hora. Dentro de la estructura del tanque, tambin dispositivos esenciales, estn sujetos los deflectores de flujo cuya funcin es la de direccionar el fluido cuando el Agitador Industrial (de 2 HP, con disco dispersor tipo Cowles o disco cizallador) est operando en su mximo rgimen. Sin este componente, se produciran vrtices y turbulencias inadecuadas que conspiraran contra la funcionalidad de este proceso, con los consiguientes perjuicios en pos del logro de una alta conversin del aceite en Biodiesel. En un apartado, va ficha tcnica de la electrobomba y del Agitador industrial por la cual se certifica las virtudes de los mismos.Un Manmetro de fcil lectura (100 mm), adosado en la parte superior del tanque, indica la presin a la que se debe operar. Un termmetro de idnticas caractersticas, de cmoda lectura, permite al operario visualizar la temperatura de la solucin sujeta a reaccin. Tambin en el casquete torisfrico se encuentra una vlvula mecnica de seguridad, la que en caso de un imprevisto (falla en el presostato o en la electro vlvula de venteo), dejar escapar el aire cuando la presin interna del Reactor se incremente indebidamente (situacin a la que se puede llegar solo por manifiesta negligencia o perversidad). En el caso de observarse una temperatura inferior a los 90C durante el inicio del proceso de transesterificacin, el operario deber tomar nota y hacer los ajustes en el Precalentador y Secador de aceite. Logrado el equilibrio, la temperatura se mantendr invariable en todos los Batch de produccin de Biodiesel.Mientras se desarrolle el proceso qumico por el que surgir el Biodiesel, es probable que dentro del Reactor la presin se eleve por arriba de los niveles indicados (2 Bar / 30 libras), dado que la reaccin es exotrmica. Un presostato adosado al conducto de venteo se encargar de liberar la sobre presin, gases que confluirn en la caera general que conduce al Condensador de vapores viciados. Cuando el aceite no fuera chuequeado y fuera de calidad incierta, esta situacin quedar muy evidenciada, dado que la presin interna el Reactor se elevar abruptamente; muchas veces, con notoria violencia, lo que indicar la dudosa calidad del leo. Adems en la salida del sistema de venteo se percibir un olor nauseabundo. La sobre presin ser liberada al conducto de venteo por la accin de control del presostato. Asimismo, automticamente, presurizar el tanque en caso de que la presin interna descienda por debajo de los 2 Bar (esta situacin no debiera presentarse).Es de destacar, que tanto la estructura del Reactor, como los diversos conductos que lo componen, estn sobredimensionados a los fines de brindar seguridad, y adems proporcionar sensacin de confianza al operario que tenga a cargo el manejo de la maquinaria. Las vlvulas utilizadas en todas estas maniobras son de calidad comprobada. Construidas en acero inoxidable, cumplen con todos los requisitos de temperatura, presin y compatibilidad qumica. Los actuadores neumticos que las accionan, tambin se ajustan a los requerimientos de temperatura y presin de trabajo. Adjunto, corren agregados todas las especificaciones que as lo certifican.Nota: en el Reactor no existen resistencias para calentar el fluido. El aceite llega al proceso ya precalentado desde el Precalentador y Secador de Aceite al Vaco. La temperatura de trabajo recomendada es de 90C. Dado que la elaboracin de Biodiesel es una reaccin exotrmica, es probable que el proceso culmine con una temperatura del fluido en 93/94C, lo que no constituye inconveniente alguno. No obstante, si el Tcnico de Planta tuviere un criterio distinto al indicado, la temperatura de inicio del proceso puede regularse con suma facilidad en otro rango, pero sin apartarse demasiado de los parmetros recomendados. En el frente del Reactor, en el circuito de transferencia del fluido, se halla alojada una exclusa a volante (de bronce, de 1). Tiene la finalidad de permitir la toma de muestras durante cualquier etapa del proceso de reaccin, o para el vaciado de todo el contenido del Reactor, en caso de haberse producido algn error en el procedimiento de elaboracin del Biodiesel. Tambin, en el sistema de succin adosado en la base del tanque se encuentra instalado un visor (de 1) de fcil visualizacin. A travs de l se comprobar el vaciado total del Reactor, como as el cambio de coloracin y cristalinidad que va adquiriendo el fluido durante el proceso de transesterificacin. Fin del proceso:Dos minutos antes de haberse cumplido el tiempo establecido para la transesterificacin, una seal sonora repiquetear advirtiendo al Operador de Planta de que el proceso de transesterificacin concluir en breve. Deber abrir la exclusa de ingreso del lquido que fluir desde el Reactor a uno de los Decantadores, expelido por la presin contenida en el Reactor. Asimismo, abrir la vlvula de venteo del Decantador escogido a fin de permitir el desalojo del aire del tanque cuando ingrese la solucin que se pretende decantar. A los fines, cuando haya concluido la reaccin qumica, el sonido estridente de una chicharra as lo sealar. Detenido el Agitador Industrial y la Electrobomba emulcionadora, desde el Tablero General se liberar la orden de apertura de la vlvula de 1-1/2 (accionada por un actuador neumtico) alojada en el circuito de traspaso. La solucin pasar desde el Reactor hacia el Decantador elegido. Cumplida esta etapa, un sensor de flujo detectar el final de transferencia, ordenando el cierre de la vlvula. Liberndose nuevas rdenes desde la PLC, todo estar ya dispuesto para iniciar el prximo Batch de reaccin. Automticamente (sin auxilio del Operador) se incorporar el aceite; seguido de ello, el Metxido; y as el mecanismo dar inicio a un nuevo ciclo de produccin y as sucesivamente.La solucin trasvasada a los Tanques suplementarios de decantacin deber permanecer seis (6) horas, a los fines de la separacin en dos capas: Glicerol (denso, oscuro): fase inferior; Biodiesel (amarillo claro): fase superior. En la versin BIO-300 JET, la decantacin ser de 4 horas.DECANTADOR DE BIODIESEL GLICEROLLos Decantadores o Tanques suplementarios de Decantacin, son recipientes de fondo cnico de 750 litros de capacidad, estructura cilndrica construida en chapa especial de acero al carbono, de 3,2 mm de espesor (1/8), sometido a prueba hidrulica de 4 Bar (con Certificacin Nacional por Tcnicos autorizados). La dimensin del cilindro que lo forma es de 1.500 mm de altura, con un dimetro de 750 mm. La tapa superior lo constituye una estructura torisfrica rotomoldeada, construida en chapa de la misma calidad y espesor que la del tanque; y la inferior una pieza cnica (a 45) de idntico material.Toda esa estructura est anclada a tres patas construidas en chapa de acero plegada de 3,2 mm con una alzada de 500 mm.El cilindro est revestido con una capa de aislante especial de 20 mm, y luego recubierto con una lmina de chapa de acero inoxidable de 0,8 mm de espesor que le infiere una alta esttica al equipamiento, lo que invita al operario a mantener limpias todas las estructuras de la Planta elaboradora. Este revestimiento interfiere la prdida de calor de la solucin sujeta al proceso de decantacin la que habr alcanzado los 90C en el momento de recibir la solucin proveniente del Reactor principal, lquido que se ir enfriando paulatinamente hasta alcanzar los 40/50C a las 6 horas de reposo, tiempo aconsejable para la decantacin total; oportunidad en que se procede a la separacin de la fase inferior, Glicerol; lquido oscuro y espeso. Acabado ste, se vaca el Biodiesel (de color amarillo claro), conducindolos a los depsitos respectivos.En cada Decantador caben dos Batch de reaccin de Biodiesel. Cuando se haya colmado su capacidad, accionando la vlvula de tres vas adosada a una de las patas del Decantador, se dar paso al aire comprimido que presurizar el recipiente a 2 Bar. Esta accin contribuir a una ptima precipitacin del Propanotriol (Glicerol). Un manmetro de 100 mm posibilita una fcil lectura de la presin adecuada a la que debe llegar en cada uno de los Tanque suplementarios de Decantacin. Esta operacin dispone de un regulador de presin en toda la red comn (Common rail), por lo que no es necesaria una vigilancia especial al sistema. Asimismo al riel comn ingresa el aire previamente filtrado y seco. Un filtro y trampa de agua de gran capacidad y de calidad comprobada, se encargar de acondicionar el aire comprimido, a los fines de evitar que este ingrese al Decantador cargado con humedad, mxime si se tiene en cuenta el celo que se ha puesto en las operaciones previas en toda la lnea de produccin.Es altamente recomendable trasvasar el Biodiesel a un tanque intermedio (de fondo cnico), de chapa de hierro, plstico o polietileno, donde repose al menos 24 a 48 horas (si es ms, mejor). En ese periodo de tiempo, se producir una precipitacin complementaria, compuesta por Glicerol tenue, que si bien no es un inconveniente de importancia, mucho contribuir a la calidad del Biocombustible. Luego proceder a filtrarlo y almacenarlo en los tanques de expedicin. Si el almacenamiento ser por un periodo prolongado (varios meses), hacerlo a tanque lleno. Con ello evitaremos la oxidacin del combustible que pudiere atentar contra su calidad. En grandes depsitos, es conveniente disponer de un tubo de Anhdrido Carbnico o Argn e inyectarle suavemente una cantidad razonable de gas con el auxilio de una manguera de , hacindolo desde la parte superior del depsito. Este formar una capa entre el combustible y el aire, preservndolo inalterable por muchos meses.

La generacin de calor a travs de resistencias elctricas en equipos

16.12.09 // Utilizados en laboratorios qumicos.Imprimir >>Volver >>

Un importante nmero de equipos utilizados en laboratorios qumicos, recurren a la resistencia elctrica como fuente de energa para la generacin de calor en los mismos; este es el caso de, por ejemplo, estufas elctricas para secado y ensayo de materiales, para cultivos, para germinacin, baos termostticos, planchas calefactoras (hot plates), hornos elctricos muflas, hornos elctricos tubulares, etc.Antes que nada, para entender cmo se produce dicha energa es necesario comprender el concepto de energa, este es "la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo elctrico cualquiera para realizar un trabajo", y de acuerdo al postulado base de la fsica, la energa ni se crea ni se destruye, se transforma", en el caso de la energa elctrica esa transformacin se manifiesta en la obtencin de luz, calor, fro, movimiento (en un motor), o en otro trabajo til que realice cualquier dispositivo conectado a un circuito elctrico cerrado, dicha energa se mide en Joule (que se representa con la letra J).Ya podemos comprender entonces que los equipos para laboratorios qumicos previamente mencionados, poseen elementos, normalmente llamados calefactores, que ante el paso de la electricidad generan una resistencia al paso de la misma, que la transforma en calor, ahora bien, la pregunta que surge inmediatamente es, como lo hace y cuanto calor puede generar dicho elemento?; esto estar directamente relacionado con la potencia del elemento, que no es ms que la velocidad a la que se consume la energa (en nuestro caso, elctrica), pudindose tambin definir la potencia como energa desarrollada o consumida en una unidad de tiempo, expresada en

Se lee: Potencia es igual a la energa dividido por el tiempoSi la unidad de potencia (P) es el watt (W), en honor de Santiago Watt, la energa (E) se expresa en julios (J) y el tiempo (t) lo expresamos en segundos, tenemos que:

Entonces, podemos decir que la potencia se mide en julio (joule) dividido por segundo (J/seg) y se representa con la letra P.Adems, diremos que la unidad de medida de la potencia elctrica P es el watt, y se representa con la letra W.Como unJ/segequivale a1watt(W), por tanto, cuando se consume1 julio (joule)de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo1 wattde energa elctrica.Para entenderlo, hagamos un smil: Si la energa fuese un lquido, la potencia sera los litros por segundo que vierte el depsito que lo contiene.Queda claro entonces que la capacidad del elemento calefactor para generar calor (para nuestro ejemplo) estar directamente relacionado con la potencia que la resistencia elctrica posea.Para calcular la potencia que consume un dispositivo conectado a un circuito elctrico se multiplica el valor de la tensin, envolt (V), aplicada por el valor de laintensidad (I)de la corriente que lo recorre (expresada enampere).Para realizar ese clculo matemtico se utiliza la siguiente frmula:P = VIExpresado en palabras:Potencia (P) es igual a la tensin (V) multiplicada por la Intensidad (I).Como la potencia se expresa en watt (W), sustituimos la P que identifica la potencia por su equivalente, es decir, la W de watt, tenemos tambin que:P = W, por tanto,W = VIExpresado en palabras:Watt (W) es igual a la tensin (V) multiplicada por la Intensidad (I).Si conocemos la potencia en watt de un dispositivo y la tensin o voltaje aplicado (V) y queremos hallar la intensidad de corriente (I) que fluye por un circuito, despejamos la frmula anterior y realizamos la operacin matemtica correspondiente:

Si observamos lafrmula W = V * I veremos que el voltaje y la intensidad de la corriente que fluye por un circuito elctrico son directamente proporcionales a la potencia; es decir, si uno de ellos aumenta o disminuye su valor, la potencia tambin aumenta o disminuye de forma proporcional.Entonces podemos deducir que,1 watt(W) es igual a1 amperede corriente (I) que fluye por un circuito, multiplicado por1 volt(V) de tensin o voltaje aplicado.1 watt = 1 volt 1 amperePodemos entonces plantear un caso para entender cmo funciona la teora en el mundo real,Cul ser la potencia o consumo en watt de una resistencia elctrica conectada a una red de energa elctrica domstica monofsica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la resistencia elctrica es de 0,45 ampere?Sustituyendo los valores en la frmula tenemos:P = VIP = 220 0,45P = 100 wattEs decir, la potencia de consumo de la resistencia ser de 100 W.Si en el mismo ejemplo quisiramos hallar la intensidad de la corriente que fluye por la resistencia y conocemos la potencia y la tensin o voltaje aplicada al circuito, usamos lafrmula

Si realizamos la operacin utilizando los mismos datos del ejemplo anterior, tendremos:

Para hallar la potencia de consumo en watt de un dispositivo, tambin se pueden utilizar cualquiera de las dos frmulas siguientes:

Con la primera, el valor de la potencia se obtiene elevando al cuadrado el valor de la intensidad de corriente en ampere (A) que fluye por el circuito, multiplicando a continuacin ese resultado por el valor de la resistencia en ohm o ohmio()que posee la carga o consumidor conectado al propio circuito.Con la segunda frmula obtenemos el mismo resultado elevando al cuadrado el valor del voltaje de la red elctrica y dividindolo a continuacin por el valor en ohm o ohmio()que posee la resistencia de la carga conectada.Kilowatt/horaUsando el watt y el segundo resultan unidades muy pequeas, por ello, para medir la potencia elctrica se usa otra unidad llamada kilowatt-hora.Esta unidad proviene de despejar energa de la ya conocida ecuacin

Despejando la ecuacin, la energa quedaE = P tEntonces la unidad de energa sera1 julio=1 watt x 1 segundopero1 kilowatt = 1.000 watty1 hora = 3.600 segundos, por lo tanto:1 Kilowatt-hora = 1 KWh = 1.000 watt x 3.600 segundos = 3,6 xjuliosO, tambin:1 KWh = 3.600.000 juliosCuando la corriente circula por el elemento calefactor (resistencia elctrica), los electrones pierden energa al colisionar al interior del conductor, como consecuencia de esto, aumenta la temperatura; es decir, la energa elctrica se disipa en forma de calor. Si el conducto, es muy fino, ste se calienta hasta ponerse incandescente, este efecto fsico que tiene aplicacin en el equipamiento mencionado (estufas, baos termostticos, hornos elctricos, etc.).Queda entonces claro que una de las aplicaciones ms tiles de la energa elctrica es su transformacin en calor. Como el calor es una forma de energa, se mide en julios, pero existe una unidad para medir el calor: la calora. Esta se puede transformar en julios por medio de principio de equivalencia definido por James Joule, que establece1 julio = 0,24 calorasEntonces, para encontrar el calor proporcionado por una corriente elctrica, basta multiplicar la energa en joule por 0,24; es decir, el calor se puede obtener de la siguiente forma:Q = P t x 0,24 calorasSiendo esta frmula la expresin de la ley de Joule cuyo enunciado es el siguiente:El calor desarrollado por una corriente elctrica al circular por un conductor es directamente proporcional al tiempo, a la resistencia del conductor y al cuadrado de la intensidad de la corriente.

La teora en el mundo real1. El lmite para la generacin de calor a travs de un conductor elctrico viene dado por el material conductor de dicha energa, las temperaturas lmites rondan los 1.100 C, temperatura a la cual el elemento ms resistente (marca KANTHAL o ALUCROM por ejemplo), se funde.2. Existe otra cuestin importante que vamos a desarrollar en prximas notas y es la relacin entre la temperatura de trabajo, la potencia del elemento calefactor y el controlador de la temperatura. Es decir si bien se puede calcular y fabricar un elemento calefactor de determinada potencia para alcanzar determinada temperatura, el uso prctico hace que se utilicen elementos controladores que permitan trabajos a diferentes temperaturas, lo que produce que la resistencia encienda/apague segn las rdenes de dicho controlador, y es aqu donde juega un factor difcil de calcular a priori el cual es la inercia trmica del calefactor, que hace que se produzca una diferencia +- al alcanzar la temperatura deseada.