Es un hecho cada vez más claro en América Latina el impacto negativo de la inadecuada disposición final de residuos en el ambiente y en la salud. La población ha tomado conciencia de la importancia de este problema y, en distintas localidades, ha demandado una acción más decidida de las instituciones públicas para solucionarlo. En función de estos justos reclamos, las autoridades gubernamentales han empezado a tomar acciones con la finalidad de atenuar los efectos negativos de esta mala práctica. Las alternativas que se vienen ofreciendo para resolver este problema parten hoy de un enfoque de gestión integral y ponen mucho énfasis en la sostenibilidad de las soluciones. Al mismo tiempo, tratan de estar enmarcadas dentro de los instrumentos legales apropiados según la legislación de cada país. Hay que resaltar que en la mayor parte de naciones de la Región ya se está exigiendo la implantación de tanques de almacenamiento como la mejor solución para la disposición final de las borras ácidas. Hay que mencionar que el problema de la disposición final de las borras ácidas adopta características particulares en localidades pequeñas y en zonas rurales, debido a varios factores: la falta de recursos, por el subsidio casi generalizado del servicio de limpieza; la ausencia de información sobre las consecuencias negativas de los botaderos; el desconocimiento de soluciones conjuntas, que reducen los costos de implementación y operación de los tanques de almacenamiento manuales gracias a la aplicación de economías de escala; la falta de conocimiento de la tecnología apropiada para disponer los residuos sin que ello signifique incurrir en costos mayores de inversión y operación; en general, a la ausencia de conocimiento acerca de cómo enfrentar el problema de la disposición final inadecuada de residuos. Mediante el reciclaje se intenta cerrar el ciclo industrial, mientras que la disposición en vertedores, tanques de almacenamiento o incineradores deja abierto este ciclo. Si a esto le agregamos un manejo inadecuado de los residuos, las consecuencias inmediatas serán un impacto negativo en el ambiente y en la salud de la población. Por lo tanto, en el presente trabajo se diseña un sistema de tratamiento de borras ácidas por reciclaje y su disposición final en un tanque de almacenamiento.

Es un hecho cada vez más claro en América Latina el impacto negativo de la inadecuada disposición final de residuos en el ambiente y en la salud. La población ha tomado conciencia de la importancia de este problema y, en distintas localidades, ha demandado una acción más decidida de las instituciones públicas para solucionarlo. En función de estos justos reclamos, las autoridades gubernamentales han empezado a tomar acciones con la finalidad de atenuar los efectos negativos de esta mala práctica. Las alternativas que se vienen ofreciendo para resolver este problema parten hoy de un enfoque de gestión integral y ponen mucho énfasis en la sostenibilidad de las soluciones. Al mismo tiempo, tratan de estar enmarcadas dentro de los instrumentos legales apropiados según la legislación de cada país. Hay que resaltar que en la mayor parte de naciones de la Región ya se está exigiendo la implantación de tanques de almacenamiento como la mejor solución para la disposición final de las borras ácidas. Hay que mencionar que el problema de la disposición final de las borras ácidas adopta características particulares en localidades pequeñas y en zonas rurales, debido a varios factores: la falta de recursos, por el subsidio casi generalizado del servicio de limpieza; la ausencia de información sobre las consecuencias negativas de los botaderos; el desconocimiento de soluciones conjuntas, que reducen los costos de implementación y operación de los tanques de almacenamiento manuales gracias a la aplicación de economías de escala; la falta de conocimiento de la tecnología apropiada para disponer los residuos sin que ello signifique incurrir en costos mayores de inversión y operación; en general, a la ausencia de conocimiento acerca de cómo enfrentar el problema de la disposición final inadecuada de residuos. Mediante el reciclaje se intenta cerrar el ciclo industrial, mientras que la disposición en vertedores, tanques de almacenamiento o incineradores deja abierto este ciclo. Si a esto le agregamos un manejo inadecuado de los residuos, las consecuencias inmediatas serán un impacto negativo en el ambiente y en la salud de la población. Por lo tanto, en el presente trabajo se diseña un sistema de tratamiento de borras ácidas por reciclaje y su disposición final en un tanque de almacenamiento.

El objetivo general de este trabajo de tesis es estudiar procesos de transformación de la biomasa de origen agroindustrial, en biodiesel y compuestos de alto valor agregado. Se llevaron a cabo estudios experimentales y de modelado termodinámico de procesos de reacción (transesterificación e hidrólisis) y separación, que incluyeron aspectos cinéticos y de comportamiento de fases. Los objetivos específicos planteados incluyen: - Estudiar la cinética de transesterificación de aceites con metanol y etanol supercrítico a través de ensayos experimentales realizados en un reactor tubular continuo, analizando el efecto de la presencia de agua y ácidos grasos libres en la mezcla reactiva. Se estudiaron en particular la etanólisis de aceite de girasol alto oleico con etanol absoluto y azeotrópico y la metanólisis de aceite de coco con y sin agregado de ácidos grasos libres. - Estudiar el procesamiento de borras provenientes del proceso de desgomado de aceites vegetales a fin de obtener ésteres de ácidos grasos por alcohólisis supercrítica y ácidos grasos por hidrólisis subcrítica. -Aplicar criterios de la ingeniería del equilibrio entre fases para proponer un proceso de fraccionamiento que permita recuperar monoglicéridos del producto de reacciones de transesterificación parcial de aceites vegetales. En el Capítulo 1 se introducen los métodos catalíticos de síntesis de biodiesel y las técnicas no-catalíticas que utilizan alcoholes en condiciones supercríticas. En el Capítulo 2 se presentan los equipos y procedimientos experimentales utilizados para llevar a cabo estudios de transesterificación e hidrólisis de aceites vegetales y borras, y el fraccionamiento de los productos de la metanólisis parcial de aceite de girasol. En el Capítulo 3 se detallan los modelos termodinámicos aplicables al cálculo de propiedades de las mezclas involucradas en los procesos de reacción y de separación estudiados en esta tesis. Se describe brevemente la disciplina de la ingeniería del equilibrio entre fases y su aplicación al desarrollo de procesos de reacción y separación. En el Capítulo 4, se presentan los estudios de cinética de transesterificación supercrítica llevados a cabo en un reactor tubular continuo, utilizando como reactivos metanol, etanol absoluto y azeotrópico, aceite de girasol alto oleico y aceite de coco con distintos grados de acidez. En el Capítulo 5, se detallan los estudios de alcohólisis supercrítica e hidrólisis a alta presión, de borras provenientes del proceso de desgomado de aceites vegetales. En el Capítulo 6 se presentan los resultados del estudio experimental y teórico del equilibrio entre fases de mezclas de ésteres, monoglicéridos y dióxido de carbono y su aplicación en el estudio de un proceso de extracción líquido-líquido de ésteres y monoglicéridos de alta pureza con CO2. En el Capítulo 7, finalmente se resumen las conclusiones generales de la tesis y se discuten posibles trabajos futuros. / The overall objective of this thesis is to study processes for the transformation of agroindustrial biomass into biodiesel and high added value products. Experimental and thermodynamic studies were carried out on reaction (transesterification and hydrolysis) and separation processes, involving kinetic and phase behavior aspects. The specific objectives include: - To investigate the kinetics of the transesterification of oils with supercritical methanol and ethanol, in experimental studies carried out in a continuous tubular reactor, analyzing the effect of water and free fatty acids contents in the reaction mixture. These studies included the ethanolysis of high-oleic sunflower oil with absolute and azeotropic ethanol and the methanolysis of coconut oil with and without the addition of free fatty acids. - To study the supercritical alcoholysis and subcritical hydrolysis of gums coming from the degumming process of vegetable oils, to obtain fatty acid esters and fatty acids, respectively. -To apply phase equilibrium engineering tools to propose a process to recover monoglycerides from the products obtained in the partial transesterification of vegetable oils. Chapter 1 discusses the catalytic and non - catalytic technologies applied and proposed for the synthesis of biodiesel from vegetable oils. The experimental equipment and procedures used to carry out the alcoholysis and hydrolysis of vegetable oils and gums, as well as the fractionation of the reaction products obtained in the partial methanolysis of sunflower oil, are presented in Chapter 2. Chapter 3 describes the thermodynamic models used in the calculation of the density and phase equilibrium conditions of the mixtures involved in the reaction and separation processes. Also, the phase equilibrium engineering discipline is briefly described and its application to the development of reaction and separation processes is presented. The kinetic studies on the continuous supercritical transesterification of high-oleic sunflower and coconut oils are presented in Chapter 4, based on the results of experiments carried out in a tubular reactor. Chapter 5 reports the results obtained in the supercritical alcoholysis and highpressure hydrolysis of gums coming from the degumming process of vegetable oils. Chapter 6 contains experimental and theoretical phase equilibrium studies on mixtures containing fatty acid esters, monoglycerides and carbon dioxide. An extraction process with carbon dioxide is proposed for the fractionation and purification of monoglycerides. Finally, in Chapter 7 the general conclusions of the thesis are summarized and possible future work is discussed.