Obtención de una base biolubricante a partir de aceites transesterificados de las grasas animales (sebos) provenientes de la industria bovina

dc.contributor.advisor Avellaneda Vargas, Freddy Augusto
dc.contributor.advisor Orozco Monroy, Héctor Joaquín
dc.contributor.author Camargo Vila, Carlos Alfredo
dc.contributor.evaluator Albarracín Arias, Jorge Alberto
dc.contributor.evaluator López Giraldo, Luis Javier
dc.date.accessioned 2022-04-13T17:29:40Z
dc.date.available 2022-04-13T17:29:40Z
dc.date.created 2022-03-30
dc.date.issued 2022-03-30
dc.description.abstract La búsqueda actual de nuevas materias primas que sean renovables en el área de los biocombustibles ha hecho que varios subproductos de la agricultura industrial tomen mayor importancia. Tal es el caso de las grasas animales como el sebo bovino, el cual fue utilizado en esta investigación como materia prima para la obtención de una base biolubricante con el fin de generar una alternativa de elaboración de biolubricantes, así como el de proveer de mayor valor agregado y utilidad a un residuo agroindustrial. Se llevó a cabo un acondicionamiento del sebo bovino crudo (previamente analizado) en el que se logró disminuir su índice de acidez desde 3,98mgKOH/g sebo crudo hasta un valor de 0,51 mgKOH/g sebo esterificado, mejorando su calidad para su posterior utilización en la obtención de biodiésel. Se obtuvo un biodiésel con un %FAME > 90% (cantidad de metil ésteres) con rendimientos mayores al 94% (gramos de biodiésel bovino/gramos de sebo bovino esterificado), lo que lo hace una materia prima apta para la obtención de biolubricantes. Finalmente, mediante el método de transesterificación inversa se hizo reaccionar el biodiésel bovino obtenido en la etapa anterior con un poliol (trimetilolpropano -TMP-) con el objetivo de obtener una base biolubricante, para esto se implementó un diseño factorial central compuesto teniendo en cuenta la relación molar TMP: Biodiésel bovino, % de catalizador p/p (CH3NaO) y tiempo de reacción. Se clasificaron las muestras obtenidas según su viscosidad e índice de viscosidad seleccionando la muestra con alto rendimiento (g biolubrocante/g biodiésel bovino), bajo porcentaje de catalizador y mayor reproducibilidad, el cual fue la base elaborada con una relación molar 4 moles de TMP:1 mol de biodiésel bovino, 0,41% p/p de catalizador y 180 minutos de tiempo de reacción con un rendimiento del 88,53%. Se debe resaltar que se obtuvo una sustancia en dos fases (líquida y grasa), en la cual la líquida fue analizada arrojando una viscosidad de 12,74 cSt a 40°C, un índice de viscosidad de 196 por lo cual puede ser clasificada como un lubricante de tipo ISO VG 15 (lubricantes hidráulicos), presentando una temperatura de oxidación de 297°C, así como un punto de inflamación de 185°C y un punto de fluidez de 19°C, por lo que se debería añadir un aditivo depresor de punto de fluidez para brindar la posibilidad de realizar pruebas de lubricación en sistemas hidráulicos del sector automotriz, industrial o agrícola. Por otra parte, bajo las mismas condiciones de operación se obtuvo una base biolubricante grasa con una viscosidad de 300,17 cSt a 40°C clasificada como ISO VG 320, temperatura de oxidación de 263°C, punto de inflamación >200°C, punto de goteo >120°C y penetración de 270 (0,1mm) que la clasifica como grasa de grado NLGI 2, con posible aplicación en cojinetes de maquinarias industriales.
dc.description.abstractenglish The current search for new raw materials that are renewable in biofuels has made several by-products of industrial agriculture take on greater importance. Such is the case of animal fats such as bovine tallow, which was used in this research as a raw material to obtain a biolubricant base to generate an alternative to produce biolubricants, as well as to provide greater value. aggregate and utility to an agro-industrial waste. A conditioning of the raw bovine tallow (previously analyzed) was carried out in which it was possible to reduce its acidity index from 3,98mgKOH / g crude tallow to a value of 0,51 mgKOH / g esterified tallow, improving its quality for its subsequent use in obtaining biodiesel. Biodiesel was obtained with a% FAME> 90% (amount of methyl esters) with yields greater than 94% (grams of bovine biodiesel / grams of esterified bovine tallow), which makes it a suitable raw material for obtaining biolubricants. Finally, through the inverse transesterification method, the bovine biodiesel obtained in the previous stage was reacted with a polyol (trimethylolpropane -TMP-) to obtain a biolubricant base, for this a composite central factorial design was implemented considering the TMP: bovine biodiesel molar ratio, % catalyst w/w (CH3NaO) and reaction time. The samples obtained were classified according to their viscosity and viscosity index, selecting the sample with high yield (g biolubrocant/g bovine biodiesel), low percentage of catalyst and greater reproducibility, which was the base made with 4 moles of TMP: 1 mole of bovine biodiesel molar ratio, 0,41% w/w catalyst, and 180 minutes reaction time with a yield of 88,53%. It should be noted that a substance was obtained in two phases (liquid and grease), in which the liquid was analyzed by yielding a viscosity of 12,74 cSt at 40 ° C, a viscosity index of 196 for which it can be classified as a lubricant of the ISO VG 15 type (hydraulic lubricants), presenting an oxidation temperature of 297 ° C, as well as a flash point of 185 ° C and a pour point of 19 ° C, for which a pour point depressant should be added to provide the possibility of lubrication tests in hydraulic systems in the automotive, industrial or agricultural sectors. On the other hand, under the same operating conditions, a grease biolubricant base was obtained with a viscosity of 300,17 cSt at 40 ° C classified as ISO VG 320, oxidation temperature of 263 ° C, flash point> 200 ° C, dropping point> 120 ° C and penetration of 270 (0,1mm) that classifies it as NLGI grade 2 grease, with possible application in industrial machinery bearings.
dc.description.degreelevel Maestría
dc.description.degreename Magíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetype application/pdf
dc.identifier.instname Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9859
dc.language.iso spa
dc.publisher Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program Maestría en Ingeniería Química
dc.publisher.school Escuela de Ingeniería Química
dc.rights http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.license Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject Sebo bovino
dc.subject acondicionamiento de sebo bovino
dc.subject biodiésel bovino
dc.subject transesterificación inversa
dc.subject base biolubricante
dc.subject.keyword Bovine tallow
dc.subject.keyword bovine tallow conditioning
dc.subject.keyword bovine biodiesel
dc.subject.keyword inverse transesterification
dc.subject.keyword biolubricant base
dc.title Obtención de una base biolubricante a partir de aceites transesterificados de las grasas animales (sebos) provenientes de la industria bovina
dc.title.english Obtaining a biolubricant base from transesterified oils of animal fats (tallow) from the bovine industry
dc.type.coar http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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