ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PAR TIR DE ACEITE DE HIGUERILLA
PRESENTADO POR: PAOLA ANDREA ARIZA URIBE EDINSSON ANDRÉS CASTRO VESGA SERGIO IVAN GUARIN SANTIAGO SINDY YURANI TARAZONA CARDENAS NADIA ALEXANDRA TOPÍA USCÁTEGUI
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS FISICOQUÍMICAS ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA BUCARAMANGA 2012
ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PAR TIR DE ACEITE DE HIGUERILLA
PRESENTADO POR: PAOLA ANDREA ARIZA URIBE EDINSSON ANDRÉS CASTRO VESGA SERGIO IVAN GUARIN SANTIAGO SINDY YURANI TARAZONA CARDENAS NADIA ALEXANDRA TOPÍA USCÁTEGUI
PRESENTADO A: Dra. PAOLA ANDREA ACEVEDO PABÓN Dr. FREDY AVELLANEDA VARGAS
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS FISICOQUÍMICAS ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA BUCARAMANGA 2012
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN 2. MARCO TEÓRICO 2.1 BIODIESEL 2.1.1 Ventajas del biodiesel 2.1.2 Información ambiental 2.2 HIGUERILLA 2.2.1 Qué es? 2.2.2 Condiciones de cultivo 2.2.3 Plagas 2.3 ACEITE DE HIGUERILLA 2.3.1 Usos del aceite de higuerilla 3. ESTUDIO DE MERCADOS 4. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA 4.1 PROVEEDOR DE METANOL 4.2 LOCALIZACIÓN 4.3 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA 5. ESTUDIO TÉCNICO: PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE HIGUERILLA 5.1 RUTAS PARA LA L A OBTENCIÓN DE BIODIESEL 5.1.1 Selección de la ruta de obtención o btención 5.2 REACCIÓN DE TRANSESTERIFICACIÓN TRANSESTERIFICACIÓN 5.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL PROCESO 5.3.1 Extracción del aceite
5.3.2 Alcohol 5.3.3 Catalizador 5.4 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL BIODIESEL 5.4.1 Sistema de transesterificación transesterificación 5.4.2 Neutralización 5.4.3 Lavado 5.4.4 Purificación del diesel 5.4.5 Obtención de los ácidos grasos 5.4.6 Recuperación del metanol 5.4.7 Purificación de la glicerina 6. ESTUDIO FINANCIERO FINANCIERO 6.1 POTENCIAL ECÓNOMICO ECÓNOMICO 6.2 SERVICIOS INDUSTRIALES 6.3 MATRIZ FLUJO DE FONDOS 7. ESTUDIO ADMINISTRATIVO ADMINISTRATIVO 7.1 NÓMINA 7.2 ORGANIGRAMA 7.3 NOMBRE DE LA EMPRESA 7.3.1 LOGOTIPO 7.3.2 MISIÓN MISIÓN Y VISIÓN 7.4 MATRIZ DOFA 8. SIMULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DEL ACEITE DE RICINO EN HYSYS V7.2 9. CONCLUSIONES 10. BIBLIOGRAFIA
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. Capacidad de producción vs. Demanda de Biodiesel. Escenario base. Escenario 2. FIGURA 2. Capacidad de producción vs. Demanda de Biodiesel. Escenario 3. Escenario 4. FIGURA 3. Distribución del porcentaje de mezcla de Biodiesel en el t erritorio nacional. FIGURA 4. Distribución de la planta FIGURA 5. Reacción de Transesterificación. FIGURA 6. . Extracción del aceite de higuerilla. FIGURA 7. Reacción de la formación de jabón. FIGURA 8. Diagrama de bloques del proceso FIGURA 9. Reacciones para el sistema de reacción. FIGURA 10. Reacción de neutralización. FIGURA 11. Reacción para la obtención o btención de AGL. FIGURA 12. Cronograma. FIGURA 13. Logotipo de la empresa FIGURA 14. Propiedades críticas del Metil Ricinoleato y Aceite Trirricinoleico FIGURA 15. Simulación del proceso en HYSYS
LISTA DE TABLAS
TABLA 1. Propiedades del biodiesel. TABLA 2. Propiedades del Biodiesel a partir del aceite de Higuerilla. TABLA 3. Impacto ambiental. TABLA 4. Condiciones del cultivo de higuerilla. TABLA 5. Componentes de la semilla. TABLA 6. Composición de ácidos grasos del aceite (%peso). TABLA 7. Otros usos del aceite de higuerilla. TABLA 8. Plantas productoras de Biodiesel en funcionamiento. TABLA 9. Áreas de aptitud para higuerilla. TABLA 10. Principales Proveedores De Aceite Y Semilla De Higuerilla En Colombia. TABLA 11. Distribución de la planta. TABLA 12. Costo total del terreno. TABLA 13. Tipos de catalizadores para la producción de biodiesel. TABLA 14. Costos y servicios industriales. TABLA 15. Equipos empleados. TABLA 16. Matriz de flujo de fondos hasta ingresos. TABLA 17. Matriz de flujo TOCU. TABLA 18. Matriz de flujo total de costos (TOCO). TABLA 19. Utilidades reales antes de impuestos. TABLA 20. Matriz de fondos utilidades legales antes de impuestos.
TABLA 21. Matriz de flujo valor de salvamento. TABLA 22. Total devengado. TABLA 23. Apropiaciones. TABLA 24. Deducciones. TABLA 25. Nómina anual. TABLA 26. Matriz DOFA. TABLA 27. Propiedades del aceite y metilester.
INTRODUCCIÓN
El uso de combustibles de origen petroquímico a nivel mundial ha despertado preocupaciones debido al incremento de la cantidad de CO2 (Dióxido de Carbono) en la atmósfera. Los gases de invernadero han hecho que aumente la temperatura de la tierra, al producir una atmósfera densa que no permite la reflexión natural de la radiación infrarroja proveniente del sol, haciendo más cálida la superficie de la tierra. (BBC Mundo, 2000). Por lo anterior, se sugiere utilizar otro tipo de combustibles de origen vegetal (Biodiesel), debido a que el CO2 que se libera en su proceso de combustión se degrada más rápidamente que el liberado por combustibles fósiles, en este orden de ideas se presenta como proceso de producción la transesterificación de aceite de higuerilla, como alternativa para la elaboración de biodiesel. En este trabajo se produce biodiesel por Transesterificación catalítica del aceite en medio básico con metanol utilizando como catalizador hidróxido de sodio. El proceso de producción de biodiesel tiene su inicio en 1870, cuando Rudolf Diesel durante la crisis energética, trabajo en este proceso, pero la investigación no se reabrió sino hasta 1938 cuando se utilizó el biodiesel en un bus de transporte público en la ciudad de Bruselas. La producción de biodiesel a partir de aceites vegetales se efectúa utilizando diferentes tecnologías, como transesterificación alcalina, transesterificación ácida, cracking catalítico, hidrotratamiento, transesterificación In Situ y transesterificación enzimático. La más común de todas es la transesterificación alcalina, debido a que es el proceso más económico para transformar largas cadenas de aceites vegetales a moléculas del tipo del diesel tradicional. El aceite de higuerilla tiene alto contenido de aceite de ricino o de castor, formado por monoglicéridos, cada uno de 18 carbonos hidrolizado y un doble enlace. Esto representa varias ventajas en comparación a otros aceites como una alta viscosidad, solubilidad parcial en alcohol, estabilidad a altas y bajas temperaturas y una solubilidad parcial en solventes alifáticos derivados del petróleo lo que permite mezclas de diesel y biodiesel.
2. MARCO TEORICO 2.1. BIODIESEL El término biodiesel se ha empleado para referirse a toda clase de combustibles alternativos como: aceites vegetales, mezcla de aceites vegetales con gasóleo, microemulsiones de aceites vegetales, productos de pirolisis de aceites vegetales, ésteres metílicos y etílicos preparados a partir de aceites vegetales o grasa de animales. Sin embargo, con la creciente producción de los ésteres metílicos y etílicos, como combustible diesel, el término biodiesel se refiere cada vez más a dichos ésteres. La ASTM (American SocietyforTesting and Materials) (1), define biodiesel como ésteres mono alquílicos de ácidos grasos de cadena larga derivados de lípidos renovables o grasas de animales y que se emplea en los motores de ignición por compresión. La producción de biodiesel es un proceso químico de transformación que necesita de varias etapas o unidades para obtener un producto dentro de las especificaciones requeridas por el mercado. La producción parte con el acondicionamiento de las materias primas, pasa a los reactores donde sucede la transesterificación de aceite vegetal de higuerilla para transformarse en biodiesel, luego va a la zona de separación, luego pasa a la zona de separación donde se purifica el producto.
Propiedad
Unidad
Punto de ignición
˚C
Viscosidad cinemática a 40 Número de Cetano Contenido de cenizas sulfatadas
mm²/s %(m/m)
Corrosión al cobre
-
Índice de acidez Glicerol libre
mg KOH/g %(m/m)
Total de Glicerol
%(m/m)
Contenido de fósforo
%(m/m)
Residuo de Carbono ASTM D6751
%(m/m)
Limites ASTM D6751 130,0 min 1,9-6,0 47min 0,020 máx. No. 3 máx. 0,80 máx. 0,020 máx. 0,240 máx. 0,001 máx. 0,05
EN 14214 101,0 min 3,5-5,0 51 min
Método de ensayo ASTM EN 14214 D6751 D93 ISO CD 3679e D445 D613 D874
EN ISO 3104 EN ISO 5165 ISO3987
Class 1
D130
EN ISO 2160
0,5 máx.
D664
pr EN 14104
D6584 0,25 máx. 0,01 máx.
D6584
pr EN 14105 pr EN 14106 pr EN 14105m
D4951
pr EN 141101
-
D4530
-
máx. -
EN 14214 Punto de nube
˚C
Densidad a 15˚C
Kg/m³
Destilación T90 AET C
˚C
Azufre
ppm
Azufre
ppm
Contenido de Azufre Agua y sedimentos
mg/Kg %vol.
Contenido de agua
mg/Kg
Contaminación Total mg/Kg Estabilidad a la oxidación a h
Report 360 máx. 0,0015 máx. 0,05 máx. 0,050 máx. -
0,3 máx. 860900 -
-
EN ISO 10370
D2500 D1160
EN SIO 3675 EN SIO 12185 -
-
D5453
-
-
D5453
-
10 máx. D2709
-
500 máx. 24 máx. 6 min -
EN ISO 12937
120 máx. 12 máx. 1 máx. -
pr EN 14111
96,5 min 0,2 máx. 0,8 máx. 0,2 máx. 0,2 máx. 5 máx.
-
pr EN 14103d
-
pr EN 141101
-
pr EN 14105m
-
pr EN 14105m
-
pr EN 14105m
-
pr EN 14108 pr EN 14109
EN 12662 pr EN 14112
110˚C
Índice de Yodo
-
Ácido linoleico metil éster
-
%(m/m) Metil esteres poliinsaturados (≥ %(m/m) 4 enlaces dobles) Contenido de Ester %(m/m)
-
Contenido de Metanol
%(m/m)
-
Contenido de Monoglicéridos
%(m/m)
-
Contenido de Diglicéridos
%(m/m)
-
Contenido de Triglicérido
%(m/m)
-
Metales Alcalinos (Na+K)
mg/Kg
-
-
pr EN 14103d pr EN 141103
Tabla 1. Propiedades del biodiesel. Fuente: (2)
En la Tabla 1, se muestran las propiedades que debe tener el biodiesel comercial, ahora se va a mostrar las propiedades que tiene el biodiesel que es producido a partir del aceite de higuerilla.
Tabla 2. Propiedades del Biodiesel a partir del aceite de Higuerilla. Fuente: (3)
2.1.1. VENTAJAS DEL BIODIESEL (4)
Reduce las emisiones de CO2, permitiendo un balance global del contaminante, al hacer parte del ciclo biológico del CO 2 en la atmosfera (2-2,5 Ton CO2/1000 lt Biodiesel) y de dióxido sulfuroso (SO2) se reducen en un 100%. La emisión de hollín se reduce un 40-60% y las de hidrocarburos en un 10-50%. La emisión de CO se reduce en un 10-50%. Es 100% biodegradable. En menos de 21 días desaparece toda traza. Contribuye al autoabastecimiento de combustibles en el país. Contribuye a mejorar la calidad del aire en las grandes ciudades. No requiere modificación en los motores Diesel.
2.1.2. INFORMACIÓN AMBIENTAL (4) El protocolo de Kyoto en 1997 impuso compromisos cuantificables de reducción de emisiones para los países desarrollados en el que se conoce como el primer período de compromiso entre el 2008 y el 2012, para llegar a un nivel del 5.2% por debajo de las emisiones de 1990. Los principales aspectos definidos en el Protocolo de Kyoto son: A. Mecanismos de Desarrollo Limpio B. Transferencia de Tecnología C. Uso de biocombustibles Los principales biocombustibles son bioetanol y biodiesel. El biodiesel es un combustible biodegradable e inocuo para el medio ambiente.
Tabla 3. Impacto ambiental. Fuente: Autores
2.2. HIGUERILLA (5) 2.2.1. ¿QUÉ ES? La Higuerilla es una planta oleaginosa que tiene por nombre científico: Ricinus communis Linnaeus, la cual pertenece a la familia Euphorbiaceae, y normalmente se encuentra en estado silvestre alcanzando una altura entre los 2- 4 metros. Esta planta se conforma por:
Un tallo hueco y ramificado.
Hojas en forma de estrella.
Flores de color blanco.
Frutos.
El cultivo de higuerilla ha ganado la importancia en los últimos años debido a las grandes posibilidades que tiene su aceite de ser usado como materia prima para la producción de una gran variedad de derivados incluidos el biodiesel. Esta última aplicación es fundamentalmente atractiva porque este aceite vegetal fruto de la planta de higuerilla no es comestible, razón por la cual no compite con la alimentación humana. 2.2.2. CONDICIONES DE CULTIVO El proceso del cultivo se ve influenciado fundamentalmente por variables climatológicas, y requerimientos de nutrientes, los cuales son explicados a continuación. Ramírez y Cárdenas, 2005 y EMBRAPA.
VARIABLE Altitud Clima Temperatura Precipitaciones Humedad relativa
DESCRIPCIÓN 300 – 2500 msnm Calientes y secos 24 – 30 ºC 600 – 1500 mm Baja Franco – arenoso, franco – arcillosos y franco – limosos. Suelo pH > 5,5 Brillo solar 7 horas diarias Periodo de cosecha 180 días Tabla 4. Condiciones del cultivo de higuerilla. Fuente: Ramírez y Cárdenas La cosecha se proyecta de tal forma que la siembra se dé al inicio y fin de la temporada lluviosa, aprovechando esto para favorecer el crecimiento, proyección que a su vez beneficia la etapa de madurez y recolección del fruto ubicada en el periodo seco. Antes de sembrar se debe realizar una adecuación del terreno ya sea manual o mecanizada para poder airear - retirar la maleza presente y reemplazar las deficiencias de nutrientes existentes en él. La primera cosecha de la planta se da entre los 140 y 180 días de sembrada; la higuerilla da cosecha por tres años o más dependiendo la variedad y las condiciones geográficas. El cultivo puede ser sometido a un proceso de renovación que consiste en una poda a 25 cm de la base del tallo, técnica que se debe realizar después de 1,5 a 2 años. (Delgado, 2008). La recolección de los frutos está determinada en gran parte por la tecnificación del cultivo y la variedad (indehiscente o dehiscente), sin embargo para que la semilla pueda entrar al proceso productivo debe ser sometida a una etapa de secado y descascarado. COMPUESTO PORCENTAJE (%) Aceite 46,58 Almidón 20 Fibras leñosas 20 Agua 7,09 Goma 4,32 Resinas brutas y principios amargos 1,51 Albúmina 0,5 Tabla 5. Componentes de la semilla Fuente: Ramírez y Cárdenas
2.2.3. PLAGAS: (6)
En cultivos experimentales en Costa Rica, Ecuador y Brasil se han descubierto las plagas que atacan los cultivos de Higuerilla, entre ellas se encuentran los insectos Jogoto Phyllophaga spp. (Coleoptera: Scarabaeidae), Gusano alambre Agrotis sp. (Lepidoptera: Noctuidae) y Gusano soldado Spodoptera spp. (Coleoptera: Noctuidae). Los principales
daños producidos por estas plagas del suelo, son la perforación de la semilla en el suelo y el corte de los tallos de las plántulas, aunque en estados más avanzados de crecimiento de la planta destruyen las raíces. Para eliminarlos, es muy conveniente una buena preparación del terreno, preferiblemente un mes antes de la siembra, con el fin de propiciar la destrucción de huevos, larvas y pupas al quedar expuestos al sol y a los animales.
La alta precipitación y los predatores como Calosoma sp. y Polistes sp. (Tachinidae) reducen las poblaciones. Es recomendable el combate químico preventivo con insecticidas granulados aplicados en la siembra como mefosfolan (Cytrolane 2% G, 30 kg/ha) o clorpirifos (Lorsban 5G, 30 kg/ha). Cuando la plaga aparece en el cultivo, puede utilizarse cebos envenenados a base de triclorfon o metonil o bien atomizaciones con clorpirifos (Lorsban 4E, 1,5 L/ha), foxim (Volatón 50 E 1 L/ha) o mefosfolan (Cytrolane 250 E, 2 L/ha) dirigidas al suelo. Otro enemigo del cultivo es el Chinche hediondo Nezara viridula L (Hemiptera: Pentatomidae), este insecto daña las cápsulas y la unión con la planta al punzarlas, por lo que resultan sin aceite y totalmente destruidas. Para su combate es importante mantener las rondas y el cultivo limpio de malezas. El combate químico se debe iniciar cuando se observen uno o más insectos por planta, utilizando diazinón (Diazinón 60 CE, 0,5-1 L/ha), fention (Lebaycid 50 CE, 1 L/ha), metil parathion (Methil parathion 48% CE, 1,5 L/ha), malation (Malathion 57% CE, 2 L/ha). Se ha detectado daño provocado por el Cogollero Spodoptera spp. (Lepidoptera: Noctuidae) que daña las yemas florales y las infrutescencias. El combate químico debe iniciarse una vez que se observe daño de 5% en las infrutescencias o yemas florales con: metomil (Lannate 90% PS 0,5 kg/ha), acefate (Orthene 75% PM 1kg/ha), metamidofos (Tamarón 60% E 1 L/ha) o mono-crotofos (Nuvacron 60% CE 1 L/ha). El insecto Cigarrita Empoasca sp. (Homoptera: Cicadellidae), se encuentra en grandes cantidades en la parte inferior de la hoja, yemas y preciolos de la planta de higuerilla, donde extraen la savia. Pueden causar serios prejuicios ya que la saliva tóxica de este insecto causa acaparamiento y deformidad de las hojas. El combate químico puede ser con oxidemeton metil (Metasystox 25%PM, 0,75 Kg /ha) o con malation (Malathión 57% CE, 2 1 / ha).
El insecto chinche pequeño rojo y negro, que se localiza en la cara dorsal de la hoja, donde chupa la savia; en épocas de insolación, causa lesiones comparables a una verdadera quema. Puede combatirse con los productos recomendados para el chinche hediondo. Otros: bellotero (Heliothis spp.), el gusano tigre (Prodenia spp.) y la mosca blanca (Bemisia tabacai ), los cuales atacan desde los estados tempranos de desarrollo hasta la cosecha. Para el gusano tigre es similar al citado por el cogollero y para el bellotero. Se puede hacer uso de las piretrinas como el Cimbush (0,5 l / ha) o Decis (o,5 l / ha), o bien metomil (Lannate 90% PS 0,4 Kg / ha). Marchitez o fusariosis de Fusarium oxysporium, este hongo vive en el suelo y ataca las
plantas en cualquier estado de su ciclo. Las hojas las teja marchitas y quedan pendiendo del peciolo. En la base de las hojas y de las ramas produce un mancha de color marrón oscuro, desarrollada en sentido longitudinal; generalmente causa la muerte de la planta. Cuando el ataque ocurre en estado adulto se pierde gran cantidad de frutos. Cuando se presenta la enfermedad, las plantas afectadas deben erradicarse si el ataque es aislado. Posteriormente el cultivo debe rotarse o sembrar solo variedades resistentes y precoces.
Moho ceniciento Botrytis cinerea Pers que ataca la parte reproductiva de la higuerilla,
desde la inflorescencia hasta la semilla y pudre la cápsula. Se presenta en condiciones de alta humedad y temperatura. Para disminuir la incidencia, deben sembrarse variedades cuya resistencia a la enfermedad haya sido probada y que sea precoz. Si no, es indispensable la desinfección de la semilla con fungicidas apropiados y sembrar en la época de siembra adecuada, para que la fructificación no ocurra en época húmeda. Las partes afectadas deben ser eliminadas y destruidas, al igual que las plantas silvestres de esta especie.
Ataques de Marchitamiento por Phytophthora spp, no son muy comunes pero atacan las
plantas recién germinadas y les causan la muerte. Para minimizar su incidencia, los suelos deben tener muy buen drenaje, sembrar en la época adecuada y utilizar variedades resistentes.
2.3. ACEITE DE HIGUERILLA Es un líquido viscoso miscible en alcohol y ácido glacial, de densidad 0,9537 g/ml a 25°C. Debido a su bajo punto de congelamiento (-10°C) se puede obtener para empleo en motores de alta revolución. A continuación se presenta una composición aproximada del aceite de higuerilla:
ÁCIDO GRASO COMPOSICIÓN (%) Palmítico 1,09 Esteárico 3,10 Oleico 4,85 Ricinoléico 89,60 Linoléico 1,27 Tabla 6. Composición de ácidos grasos del aceite (%peso) Fuente: (7) Su principal componente es el ácido ricinoléico, el cual se encuentra formando el triglicérido simple denominado trirricinoleina (C 3H5(C18H33O3)3) de peso molecular 932 g/gmol, que corresponde aproximadamente al 90% del aceite; además contiene pequeñas cantidades de palmitina, estearina y triglicéridos mixtos de los ácidos grasos reportados en la tabla 6. Debido a que es demasiado viscoso no puede utilizarse directamente como combustible, por lo que es necesario efectuar modificaciones químicas (pirolisis o transesterificación) para reducir su densidad y viscosidad. 2.3.1. USOS DEL ACEITE DE HIGUERILLA Las aplicaciones del aceite de Higuerilla son innumerables. La industria de pinturas y tintas, la industria papelera, la industria farmacéutica, la industria de cosméticos, la industria de textil, la industria del plástico y la industria de lubricantes, todas estas usan el aceite de higuerilla; debido a su versatilidad como precursor principalmente se debe a la presencia de un doble enlace en la estructura química, que hace del aceite de higuerilla un compuesto que puede ser fácilmente convertido en otros productos de mayor valor agregado. (6)
SECTOR DE USO Agricultura
Pinturas y tintas
PRODUCTO Fertilizante orgánico Semillas híbridas
Pinturas Barnices Lacas Productos químicos Ayudas de tinturado para textiles Nylon, fibras sintéticas y resinas Cosméticos Labiales Champús Brillos Plásticos y cauchos Nylon 11 Películas plásticas
SECTOR DE USO Industria papelera
Farmacéutica
Perfumería
Lubricantes
Otros
PRODUCTO Antiespumante Aditivo a prueba de agua Anti caspa Antitusivo Glicerina Heptaldehido Acetato de heptilo Alcohol heptílico Grasa lubricante Lubricante para aviones, jets, etc. Sellantes Componentes de
Polioles vidrio de seguridad Electrónica y Polímeros Alimentarios Aditivo reductor de telecomunicaciones Poliuretano viscosidad Aislamientos Surfactante Tabla 7. Otros usos del aceite de higuerilla. Fuente: (6)
3. ESTUDIO DE MERCADOS En este estudio de prefactibilidad, se pretende construir una planta productora de biodiesel a partir de aceite de higuerilla, para lo cual se empezó analizando la oferta y demanda del biodiesel en Colombia. En el estudio de mercados se siguieron los siguientes parámetros:
Bien de consumo final: Biodiesel de Aceite de Higuerilla Mercado a satisfacer: Colombia Tiempo de vida útil del proyecto: 10 años
El país entro en la era de los biocombustibles por la vía del bioetanol mediante la Ley 693 del 2001 (8), que considera el uso de etanol carburante en las gasolinas y en el combustible diesel, para desarrollar un programa de biocombustibles con normas acerca del uso en el país e incentivar los cultivos relacionados con su producción y la inversión en la planta de producción, con el fin de incrementar la oferta de etanol y de biodiesel, para lograr al menos satisfacer la demanda interna. La producción de biodiesel se ha dado de manera gradual al tiempo que se ha ido incrementando la demanda a nivel nacional, según las resoluciones del gobierno, dicha producción está destinada a satisfacer la demanda impuesta por el gobierno, en el estudio Modelo Regional de producción y transporte (9) se estudian varios escenarios para analizar la oferta y demanda de biodiesel en Colombia. El estudio de Berrío plantea 4 escenarios, el escenario base donde se asume el porcentaje de mezcla determinado por el gobierno se mantiene y continúan los incentivos, el escenario 2 donde se mantienen los porcentajes de mezcla pero se reducen los incentivos, el escenario 3 asume un aumento en el porcentaje de mezcla y reducción de incentivos, finalmente el escenario 4 ofrece aumento en el porcentaje de mezcla y mantiene los mismos incentivos. El análisis concluye que en los primeros años la demanda no se satisface, pero luego al realizar algunas inversiones la demanda se puede satisfacer y se tendrían excedentes que podrían ser utilizados en aumento del porcentaje de mezcla o en exportaciones de biodiesel.
Figura 1. Capacidad de producción vs. Demanda de Biodiesel. Escenario base. Escenario 2. Fuente: (9)
Figura 2. Capacidad de producción vs. Demanda de Biodiesel. Escenario 3. Escenario 4. Fuente: (9)
Actualmente en nuestro país ya existen plantas productoras de biodiesel, las cuales utilizan como materia prima el aceite de palma, a continuación se presentan las plantas, su producción y su localización en el territorio nacional.
Región
Empresa
Capacidad [Ton/año]
Capacida d [L/día]
Norte, Codazzi
Oleoflores
70.000
169.000
Norte, Santa Marta
Biocombusti bles Sostenibles del Caribe
100.000
337.000
Área Empleos Fecha Empleos sembrada Indirect entrada directos [ha] os operación Enero 23.000 3.300 6.600 2008 Marzo 2009 33.300 4.757 9.514
Oriental, Bio D 100.000 337.000 33.300 4.757 9.514 Facatativá Central, Ecodiesel de 100.000 337.000 33.300 4.757 9.514 B/bermeja Colombia Oriental, San Carlos Aceites 100.000 337.000 33.300 4.757 9.514 de Guaroa, Manuelita Meta TOTAL 506.000 1.638.000 168.200 24.028 48.056 Tabla 8. Plantas productoras de Biodiesel en funcionamiento. Fuente: (10)
Febrero 2009 Junio 2010 Julio 2009
Según la ley en el país se debe implementar un porcentaje de mezcla de diesel de petróleo (ACPM), por lo que la producción de biodiesel debe aumentar para cubrir la demanda. Al cultivo de materias primas:
Exclusión del IVA a la caña de azúcar (89) (11). Exención de la Renta a la palma de aceite (12).
A la capacidad de producción:
Exención del impuesto a las ventas al biodiesel (12) y al etanol (13). Exención del impuesto global al ACPM al biodiesel que se destine a la mezcla con ACPM (12). Exención del pago del impuesto global y de la sobretasa al porcentaje de alcohol carburante que se mezcle con la gasolina motor (11). Renta de 15% (vs. 33%) a proyectos cuya inversión sea superior a 75.000 smmlv o generen 500 empleos (14). Control de los precios de venta del etanol y el biodiesel (15) (16) (17) (18) (19). Plazo para el acondicionamiento de motores hasta el 2012, a partir de esta fecha los motores deberán ser flex-fuel E85 (20) y B20 (21). Garantía en el suministro a precio fijado para el etanol: Mezclas del 8% de etanol en la gasolina en el 2010 (22).
Garantía en el suministro a precio fijado para el biodiesel: Mezclas del 8% de biodiesel en el 2010 (23)
Figura 3. Distribución del porcentaje de mezcla de Biodiesel en el territorio nacional. Fuente: (10)
En la actualidad el principal aceite (materia prima) para la producción de biodiesel es el aceite de Palma, pero existe un inconveniente, debido a que este aceite es comestible, y entra en competencia la producción energética y la del alimento. Debido a esto se buscan nuevos aceites que no compitan con la alimentación, según estudios la higuerilla es una excelente alternativa, debido a que su aceite es tóxico para el consumo humano, sus semillas tienen un alto contenido de aceite (cambia según la variedad), su aceite tiene un bajo índice de acidez su gran potencial para la producción de biodiesel. Aunque el aceite de higuerilla representa una buena alternativa para la producción de biodiesel, en nuestro país la producción es muy baja ya que no existen cultivos tecnificados para la cosecha y extracción del aceite. Los mayores productores de semilla y aceite de higuerilla en el mundo son unos pocos, los más importantes son China, India y Brasil (24). En este estudio se realizara el estudio de prefactibilidad de una planta productora de Biodiesel a partir de aceite de Higuerilla, para analizar si es rentable implementar toda la cadena de productiva, es decir, desde el cultivo de la planta hasta la purificación del biodiesel.
La capacidad a instalar para este análisis fue tomada como 80.000 Toneladas/año, ya que es el tamaño promedio de las plantas existentes y además se tiene una gran parte de la demanda para satisfacer, por lo tanto se requieren aproximadamente 80.000 Toneladas/año de aceite de Higuerilla. En Antioquia existen 499.610 hectáreas con potencial para el cultivo de Higuerilla, de las cuales 52.318 son aptas para el cultivo, se presentan los municipios con áreas aptas para la Higuerilla (25).
Tabla 9. Áreas de aptitud para higuerilla. Fuente: (25)
4. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA Para la localización de la planta se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos:
PROVEEDOR UBICACIÓN Colombiana de Medellín combustibles PROQUIMORT
Bogotá
INCORPMedellín Industria de Resino y Productos derivados HIGUEROIL de Medellín Colombia
NOPCO
Medellín
PRODUCTO CANTIDAD Aceite sin 40 refinar Kg/semana (Nacional) Aceite 20.000 refinado Kg/semana (Importado) Aceite 1.000 Kg/semana
COSTO Costos = 5.200$/Kg + flete (160$/Kg) + seguro(0.5% del valor del producto) 6.350$/Kg + (153$/Kg) + seguro (0.5% del valor del producto)
Aceite
6.960$/Kg + flete (15$/Kg) + seguro (0.5% del valor del producto) (Descuentos según el volumen) 6.380$/Kg + flete (150$/Kg) + seguro (0.5% del valor del producto)
Aceite refinado
50 Kg/semana (Nacional)
5.220$/Kg + flete (150$/Kg) + seguro (0.5% del valor del producto)
50 Kg/semana (Nacional) Importan la cantidad requerida Tabla 10. Principales Proveedores De Aceite Y Semilla De Higuerilla En Colombia. Fuente: Autores
4.1. PROVEEDOR DE METANOL El mayor productor de Metanol es Methanex, compañía canadiense que produce y comercializa más del 35% del metanol usado en el mundo. Tienen plantas de producción en Chile, Trinidad y Tobago, Nueva Zelanda y Egipto. Los países que exportan metanol más cercaos a Colombia son Chile y Trinidad y Tobago, Chile con una capacidad de exportación de 3,8 millones de toneladas a la año y Trinidad y Tobago con 1,07 millones de toneladas al año. Las importaciones de metanol entran al país por Santa Marta donde más del 90% de éstas la controla la empresa INTERQUIM S.A. con sede en la ciudad de Medellín. La Ley 939 de 2004 exime del IVA y del impuesto global al biodiesel y establece una exención de renta líquida por 10 años a las nuevas plantaciones de palma aceite. Dicha exención aplica todas las plantaciones que se desarrollen antes del 2015. (26) 4.2. LOCALIZACIÓN (27), (28) Entre los parámetros que influyen en la producción de biodiesel de higuerilla, se incluyen el transporte y proveniencia de la materia prima, el hecho de tener que importar el metanol de
Trinidad y Tobago de la empresa Methanex, preferiblemente se busca una ciudad cerca de un puerto, además de tener que transportar el aceite de higuerilla de Antioquia se determinó como lugar de localización de la planta la ciudad de Santa Marta, en el departamento del Magdalena, específicamente en la ZONA FRANCA TAYRONA, por las siguientes ventajas:
Tiene excelente ubicación ya que permite estar a 12 Km del puerto, a 10 horas de Bogotá, 4 horas de Venezuela y 48 horas de cualquier puerto en EE.UU. Cuenta con un clima seco, una humedad relativa promedio del 70%, la más baja de toda la costa norte colombiana y una temperatura de 28 °C. Es la única zona franca en el país que cuenta con más de mil metros de zona de aproximación con la posibilidad de acceso directo al ferrocarril, permitiendo la conexión con el puerto y el interior del país.
Área total declarada: 100 hectáreas. Área total disponible: 75 hectáreas.
4.3. DISTRIBUCIÓN DE PLANTA La distribución de la planta de producción se realiza con el objetivo de tener zonas de operación definidas que garanticen un eficiente desempeño e interrelación entre las diversas operaciones que se ejecutan en la planta. La estructura seleccionada para la planta de producción de Biodiesel es la descrita a continuación. ZONA Zona de recepción y almacenamiento de materia prima.
Zona de proceso.
Zona de Almacenamiento de
DESCRIPCIÓN Esta zona se realiza la recepción de la materia prima y posteriormente se almacena en condiciones adecuadas para ingresar al proceso de producción.
En esta zona están instalados los equipos del proceso de producción, se contempla un espacio suficiente para la circulación de los operarios de la planta y de maquinaria pequeña. Esta zona se almacena el producto terminado listo
ÁREA (m2)
2480
3200
Producto Terminado
Zona de Ingeniería
Zona de Almacenamiento de repuestos y taller
Zona Administrativa
Parqueaderos
para ser comercializado y se realizan los despachos a los clientes. En esta zona de la planta se encuentran las oficinas del ingeniero de proceso, el laboratorio de control de calidad y una sala de reuniones. En esta zona se encuentran los operarios de mantenimiento, un almacén de repuestos y el taller junto con las herramientas necesarias para realizar mantenimiento a los activos de producción. En esta zona se encuentran las oficinas del personal de la gerencia general, departamento financiero y departamento administrativo, adicionalmente se encuentra la recepción y la sala de espera. Dentro de la planta de producción se designan zonas separadas de parqueaderos para los trabajadores de la planta y para visitantes
TOTAL
800
1280
800
1040
1600
11200 m2 Tabla 11. Distribución de la planta. Fuente: Autores.
Figura 4. Distribución de la planta. Fuente: Autores.
Teniendo presente las dimensiones de los equipos a instalar, las condiciones de operación, las áreas requeridas para que circulen los materiales de producción y aspectos de seguridad industrial se estima un área total de la zona de producción de Biodiesel de higuerilla de 11200 m2. Sumado al área de producción se encuentran las áreas de oficinas, parqueaderos, áreas para la circulación de vehículos y zonas verdes para completar un área total de la planta de producción de Biodiesel de 800 m2. Al contactar a esta zona franca Tayrona, nos brindaron la información de que el precio aproximado del metro cuadrado es 200.000 pesos colombianos. CANTIDAD (m2)
DESCRIPCIÓN
800
Terreno adecuado para la construcción. Edificios, construcciones y adecuaciones.
11200 TOTAL
COSTO TOTAL ($) 160’000.000
COSTO TOTAL (USD)
2.240’000.000
1’239.966,787
2.400’000.000
1’328.535,847
Tabla 12. Costo total del terreno. Fuente: Autores
88569,06
5. ESTUDIO TÉCNICO: PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE HIGUERILLA. 5.1. RUTAS PARA LA OBTENCIÓN DE BIODIESEL: (29) Existen tres rutas bien conocidas a nivel industrial para la producción de alquilesteres de aceites y grasas. Estas son:
Transesterificación catalítica del aceite en medio básico con alcohol Transesterificación catalítica directa del aceite en medio ácido con alcohol Conversión del aceite en ácidos grasos en una primera etapa y luego esteres metílicos mediante transesterificación con catálisis acida
También existen otras rutas de obtención del biodiesel, que aún se encuentra en desarrollo e investigación tales como:
Transesterificación de aceites empleando catalizadores heterogéneos. (Zeolitas, alúmina y óxidos metálicos). Transesterificación de aceites con catalizadores enzimáticos. Transesterificación supercrítica no catalítica.
En la actualidad la mayor parte del biodiesel se produce por medio de la reacción catalítica en medio básico, ya que es más conveniente y económica:
Condiciones operativas moderadas de presión (Atmosférica) y temperatura. Altos rendimientos de conversión (hasta el 98%) con tiempos de residencias relativamente cortos y muy pocas reacciones secundarias. Provee una velocidad de reacción mayor a la que cuando se utiliza catálisis ácida. Posibilidad de utilizar materiales convencionales (acero al carbono) en la construcción de equipos, por la baja agresividad química de los reactivos empleados.
5.1.1. Selección de la ruta de Obtención Para la producción de biodiesel a partir de aceite de higuerilla se seleccionó la ruta de obtención: Transesterificación catalítica del aceite en medio básico con metanol. 5.2. REACCIÓN DE TRANSESTERIFICACIÓN (29) La transesterificación (también llamada alcoholisis) es la reacción entre un triglicérido de un ácido graso con un alcohol para formar ésteres y glicerol, en la reacción se van esterificando cada uno de los ácidos grasos unidos al glicerol. La reacción es la siguiente:
Figura 5. Reacción de Transesterificación
Además también en el proceso se presenta la reacción secundaria de neutralización de los ácidos grasos libres. Normalmente se utiliza un catalizador para mejorar la velocidad y el rendimiento de la reacción, y debido a que esta reacción es reversible, se usa un exceso de alcohol para desplazar el equilibrio hacía el lado de los productos.
5.3. CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL PROCESO 5.3.1. EXTRACCIÓN DEL ACEITE DE HIGUERILLA (5) Las semillas de la planta de higuerilla no es necesario pasarlas por máquinas descascaradoras, ya que estas son de tipo dehiscente (la cáscara exterior de la semilla se cae sin necesidad de someterla a fricción). Después, estas se someten a un proceso de secado por medio de la luz solar por un tiempo de 36 horas. Las semillas ya secas se les hacen un proceso de extracción el cual es descrito a continuación. Hexano
Procesamiento torta. Recuperación del aceite. Recuperación del Torta solvente. •
Extracción por prensado
•
Aceite crudo
Desgomado
•
Neutralización
Figura 6. Extracción del aceite de higuerilla
Aceite Pre tratado
Calentamiento: este proceso es para hacer más frágil y fácil la compresión de la semilla ya que se dilatan sus membranas celulares, donde las semillas se ponen en contacto con aire caliente para incrementar su temperatura hasta 60 ºC. Extracción por prensado: por medio de una prensa tipo expeller se comprimen las semillas para extraer el aceite bruto. Donde la torta resultante contiene un 18% de aceite. Extracción con solvente: Se utiliza como solvente el hexano en un sistema en contracorriente de varias etapas donde la torta (de la etapa anterior) se pone en contacto con una mezcla de aceite y hexano en la primera etapa, y a medida que va pasando por las diferentes etapas, es puesta en contacto con mezclas (aceite – hexano) de concentración de aceite inferior a la etapa anterior, para que así, en la última etapa, sea lavada con solvente puro. La torta resultante de esta etapa tiene un contenido de aceite de ricino de 0,9%. Procesamiento de la torta: esta se pone en contacto con vapor para inhibir algunas enzimas que lleva y retirarle el hexano que arrastra de la extracción con solvente. Además, es enfriada con aire y enviada a la sección de almacenamiento, para poderla utilizar como abona orgánico para el cultivo de la planta de higuerilla. Recuperación del solvente. El hexano de las etapas de procesamiento de la torta y de recuperación de aceite es enviado a un tanque sedimentador. De esta manera, la fase liviana (solvente recuperado) es llevado al tanque de almacenamiento del hexano puro, mientras que el agua (fase pesada) es llevada a la sección de tratamiento de agua de la planta. Desgomado del aceite. Los fosfátidos y el material no saponificable (gomas) presentes en el aceite crudo deben ser removidos. Esto se hace al mezclar agua caliente con el aceite, seguido por una remoción continua de las gomas hidratadas en una centrífuga. Donde el aceite se seca al vacío y se envía a la neutralización. Las gomas colectadas en la fase acuosa son separadas del agua y retornadas al procesamiento de la torta. Neutralización: debido a que los ácidos grasos libres (AGL) presentes en el aceite puede conducir a la formación de jabón. Por eso, el aceite de higuerilla desgomado se mezcla con soda caústica diluida (aproximadamente de 9,5%) que reacciona con los ácidos grasos libres formando jabones sódicos que al dejar la mezcla en reposo durante cierto tiempo, se separan y se extraen por centrifugación. Cabe mencionar que en este proceso ocurre una pequeña pérdida de aceite de ricino ocasionada por la saponificación. Figura 7 . Reacción de la formación de jabón Fuente: Autores
5.3.2. ALCOHOL (29) Los alcoholes más empleados son el etanol y el metanol, especialmente el metanol por sus ventajas químicas y físicas (polaridad y cadena corta) que puede reaccionar rápidamente con los
triglicéridos y además tiene un bajo costo. Según la literatura al usar etanol se requiere una mayor temperatura y tiempo de reacción. El etanol presenta una ventaja ya que proviene de biomasa, pero al formar un azeótropo con el agua no garantiza la condición anhidra. Aunque el metanol presenta muchos peligros en cuanto a su manejo, es el alcohol escogido, por su alta reactividad, su menor costo respecto al etanol, mayor rendimiento y facilidad en la purificación del biodiesel, teniendo las respectivas medidas de seguridad en su manejo y almacenamiento. Relación molar alcohol/aceite (29) La relación molar alcohol/aceite es una variable de gran influencia en el rendimiento de la reacción de transesterificación. Según la estequiometria se requieren tres moles de alcohol y un mol de triglicérido, para obtener 3 moles de ésteres alquílicos de ácidos grasos y un mol de glicerol, pero se debe utilizar un exceso de alcohol para desplazar el equilibrio hacia la formación de alquilésteres. La relación molar de alcohol/aceite recomendada en la literatura varía desde 6:1 hasta 543:1, sin embargo la alta relación molar dificulta la separación de la glicerina. La relación molar óptima para la higuerilla es 6:1 para 1% de catalizador básico. 5.3.3. CATALIZADOR (29) De los tres grandes grupos de catalizadores (homogéneos, heterogéneos y enzimáticos) que se pueden utilizar en el proceso de obtención de ésteres eligió un catalizador homogéneo ya que son menos costosos y de más fácil manipulación en las condiciones reacción (temperatura y presión moderada), obtienen altos rendimientos (98%) y a escala industrial son lo más desarrollados. Entre los homogéneos, se escogió un catalizador básico debido a que el tiempo y la temperatura de reacción son mucho menores, al igual que el exceso de alcohol, con respecto a los catalizadores ácidos. El catalizador elegido es el NaOH.
Tipo ALCALINOS Homogéneos
Ejemplo
Ventajas
Desventajas
NaOH, KOH
Alta actividad catalítica, bajo costo, cinética favorable, condiciones de operación modestas
Bajo requerimiento de FFA, condiciones anhídridas, saponificación, formación de emulsiones, purificación de aguas residuales, desechable
Heterogéneos
ÁCIDOS Homogéneos
Heterogéneos
ENZIMATICOS
CaO, CaTiO₃, CaZrO₃, CaO CeO₂, CaMnO₃, Ca₂Fe₂O₅, KOH/Al₂O₃, KOH/NaY,Al₂O₃/KI, ETS -
No corrosivo, amigable ambientalmente, reciclable, fácil separación, alta zeolita, alúmina/soporte de selectividad, largos sílica K₂CO₃ tiempos de vida útil del catalizador
Ácido sulfúrico concentrado
Bajo requerimiento de FFA, condiciones anhídridas, más agua en la etapa de purificación, requiere alta relación molar de alcohol-aceite, altas T y P de reacción, limitaciones de difusión, alto costo
Cataliza la esterificación y transesterificación simultáneamente, evita la formación de jabón
Equipamiento contra la corrosión, más residuos de la neutralización, difíciles de reciclar, mayor temperatura de reacción, tiempos de reacción largos, actividad catalítica débil. ZnO/I₂, ZrO₂/SO₄¯², Cataliza la esterificación Bajas concentraciones catalizador ácido sólido a y transesterificación de ácido en sitios, base de carbono, simultáneamente, baja micro porosidad, catalizador derivado de reciclable, ecoamigable limitaciones de carbono hidratado, fosfato difusión, de alto costo de Vanadio, ácido nióbico, Zirconia sulfatada, Amberlyst-15, Nafion-NR50 Candida antárctica fracción Evita la formación de Costoso, B lipase, jabón, no contaminante, desnaturalización Rhizomucormieherlipase fácil purificación Tabla 13. Tipos de catalizadores para la producción de biodiesel Fuente: (2)
El aceite de higuerilla, el metanol y el catalizador deben ser esencialmente anhidros, ya que el agua favorece la formación de jabones por saponificación, dificultando la producción de biodiesel. Al utilizar catalizadores básicos, no se deben dejar expuestos al aire ya que absorbe humedad y dióxido de carbono de la atmósfera, volviéndose más húmedos y carbonatados.
5.4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL BIODIESEL (5) Para la obtención del biodiesel se parte del aceite de higuerilla crudo que se encuentra en un sistema de almacenamiento para luego ser llevado a un reactor para que se dé la reacción de transesterificación; los productos de ésta son sometidos a una separación, seguida de una serie de procesos de recuperación y purificación que dan como productos biodiesel, glicerina y ácidos grasos libres. A continuación se detalla cada una de las etapas del proceso mostrado en la figura 10. Aceite de higuerilla
Metanol
Transesterificación aceite de higuerilla. Separación de fases.
•
Catalizador
Obtención del ester •
•
Purificación del biodiesel • •
Purificación de la licerina
• •
•
Recuperación del metanol •
del
Neutralización del catalizador y rompimiento del jabón, con ácido clorhídrico. Lavado de sales residuales. Secado del biodiesel. Rompimiento del jabón. Separación del metanol. Secado de la glicerina
Destilación del metanol.
Biodiesel
Glicerina
Metanol
Figura 8.Diagrama de bloques del proceso Fuente: Autores
5.4.1. SISTEMA TRANSESTERIFICACIÓN. Se lleva a cabo la reacción de transesterificación del triglicérido proveniente del aceite de higuerilla con metanol (relación molar 1:6), en presencia de hidróxido de sodio como catalizador, bajo condiciones de temperatura de 33 ºC. . El flujo de salida del reactor es introducido a un sistema de separación que permite obtener una corriente rica en biodiesel y otra compuesta por los productos colaterales de la reacción. () () Figura 9. Reacciones para el sistema de reacción Fuente: Autores
5.4.2. NEUTRALIZACIÓN. Esta etapa tiene como objetivo neutralizar el catalizador y romper los jabones formados en la etapa anterior, para esto, la corriente del reactor es mezclada con ácido clorhídrico al 10%, originando metanol y sal (figura D4), los cuales junto con el biodiesel son llevados a una sección de lavado. Figura 10. Reacción de neutralización Fuente: Autores
5.4.3. LAVADO. La corriente rica en biodiesel se lava con agua a 70ºC en un sistema contracorriente para retirar las sales presentes y las impurezas solubles aprovechando la diferencia de densidad existente. 5.4.4. PURIFICACIÓN DEL DIESEL. Está conformada por un par de evaporadores instantáneos que tiene como objetivo dejar el biodiesel con una composición final de agua de 0.05% tal como lo exigen los estándares internacionales; previo al paso por los evaporadores el fluido es llevado a un sistema de calentamiento y a una válvula para garantizar la vaporización. El vapor de agua obtenido por el tope de los evaporadores es comprimido y posteriormente enviado al sistema de tratamiento. 5.4.5. OBTENCIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS. Los fondos de los sistemas de separación ubicados después del reactor y los fondos provenientes del lavado son mezclados con una corriente de ácido clorhídrico (10%) con el fin de convertir los componentes jabonosos en ácidos grasos libres, los cuales son sometidos a una separación y retirados como co-producto del proceso. La otra corriente saliente del sistema de separación se lleva a un calentador que le suministra las condiciones necesarias de la corriente de entrada del evaporador instantáneo. Figura 11. Reacción para la obtención de AGL Fuente: Autores
5.4.6. RECUPERACIÓN DEL METANOL. Para evitar que la reacción de transesterificación se devuelva se eligió separar hasta esta instancia el metanol de los demás componentes de las corrientes. La tecnología de recuperación seleccionada fue la destilación, mecanismo que debe garantizar que la composición del metanol de salida sea de 99%. 5.4.7. PURIFICACIÓN DE LA GLICERINA. La glicerina y el agua provenientes del evaporador son calentadas en un intercambiador de tubo y carcasa para luego ser el alimento de un sistema de separación de donde sale una corriente de glicerina con una composición de 80% y una corriente de tope de agua, las cuales son sometidas a enfriamiento para enviarlas a los respectivos destinos finales.
6. ESTUDIO FINANCIERO 6.1. POTENCIAL ECONÓMICO:
PE2 = ∑ PRODUCTO + ∑ SUBPRODUCTO - ∑ REACTIVOS PE2 = 2,23478*1011 + 1612865,961 – (5,71*109 + 3,33053*1011 + 279777416,9) PE2 = - 1,16 * 10 11 COP/Año
EL PROYECTO NO ES VIABLE ECONÓMICAMENTE Nota. La modificación para que el potencial económico de igual a cero, se adjunta en un archivo de Excel que contiene el disco. 6.2. SERVICIOS INDUSTRIALES: Costo de la luz: (30) SERVICIO Luz
COSTO (USD/KW h) 0,1
Costo del agua: (31) SERVICIO Agua
SERVICIO INDUSTRIAL Agua Energía eléctrica TOTAL
COSTO ($/m3) 0,73
Cantidad 4,591 (m3/h) 4,14 E 9 (KJ/h)
COSTO TOTAL (USD/AÑO) 14,69 910.800 910.814,69 Tabla 14. Costos y servicios industriales.
Equipos empleados en la producción de biodiesel a partir de aceite de higuerilla: UNIDADES DE OPERACION Reactor
CANTIDAD 1
Decantador Bombas Intercambiadores de calor Rehervidor Separador Flash Tanque de lavado
1 4 5 1 1 1
Tabla 15. Equipos empleados Fuente: Autores
6.3. MATRIZ FLUJO DE FONDOS Para la realización del estudio financiero, inicialmente se realizan los cálculos necesarios que conduzcan a conocer el valor la inversión necesaria para el montaje general de la planta de producción en cuestión, para tal fin se realizó la matriz de flujo de fondos, la cual se explica a continuación: AÑO
Qpv (Ton/año) Pp (U$/Ton) INGRESOS (U$/año) 2012 80000 1414,69 2013 80000 1486,23 2014 80000 1561,39 2015 80000 1640,35 2016 80000 1723,30 2017 80000 1810,45 2018 80000 1902,00 2019 80000 1998,19 2020 80000 2099,24 2021 80000 2205,39 2022 80000 2316,92 Tabla 16. Matriz de flujo de fondos hasta ingresos Fuente: Autores
113175200 118898469,9 124911165,5 131227923,1 137864119,2 144835907,7 152160259,6 159855003,9 167938871,4 176431540,2 185353683,1
Se comienza con la cantidad producible-vendible del biodiesel, la cual es producto del balance de masa global que a su vez corresponde a la cantidad que se produce por el proceso anteriormente explicado, además se buscó el precio al cual se vende en la actualidad en el mercado en Colombia y de ésta manera fue posible determinar los ingresos, expresados en dólares por año.
Posteriormente, son calculados los costos en los que se incurre en la elaboración del producto pero principalmente por materias primas, servicios y demás costos unitarios, una vez hallado, se encuentra:
CUMP (U$/Ton) CUSE (U$/Ton) OCU (U$/Ton) TOCU U$/Ton 3581,49 112,5226836 410,4455897 4104,46 3762,60 118,2129557 431,2018232 4312,02 3952,88 124,1909849 453,0076994 4530,08 4152,78 130,471323 475,9162988 4759,16 4362,78 137,0692578 499,983386 4999,83 4583,41 144,0008502 525,2675458 5252,68 4815,19 151,2829732 551,8303256 5518,30 5058,69 158,9333531 579,7363852 5797,36 5314,51 166,9706128 609,0536542 6090,54 5583,27 175,4143167 639,8534975 6398,53 5865,61 184,2850187 672,2108888 6722,11 Tabla 17. Matriz de flujo TOCU. Fuente: Autores
Otros factores que influyen en la matriz de costos son los correspondientes a mano de obra, el cual hace referencia principalmente a la nómina, la cual se explicará con más detalle en el estudio administrativo, a su vez influye el costo de mantenimiento, otros costos fijos y los costos variables, los cuales están incluidos en la columna TOCO, que representa el total de costos, así: CMAN (U$/año) CMANO (U$/año) OCF (U$/año) TCF (U$/año) TCV (U$/año) TOCO (U$/año) 9636,765364 178.868,38 9921,32344 198426,47 328356471,8 328.554.898,25 10124,09659 187913,754 10423,04477 208460,90 344961458,6 345.169.919,45 10636,07215 197416,5525 10950,13814 219002,76 362406159,5 362.625.162,28 11173,93832 207399,9076 11503,88663 230077,73 380733039 380.963.116,74 11739,00438 217888,1209 12085,63817 241712,76 399986708,8 400.228.421,55 12332,64583 228906,7232 12696,8089 253936,18 420214036,6 420.467.972,83 12956,30773 240482,5362 13338,88652 266777,73 441464260,5 441.731.038,21 13611,50822 252643,738 14013,43401 280268,68 463789108,1 464.069.376,82 14299,84219 265419,9319 14722,09337 294441,87 487242923,3 487.537.365,20 15022,98521 278842,2178 15466,58963 309331,79 511882798 512.192.129,76 15782,69757 292943,2688 16248,73507 324974,70 537768711,1 538.093.685,76 Tabla 18. Matriz de flujo total de costos (TOCO) Fuente: Autores
Un indicador de las rentabilidades de la empresa es la columna que se enuncia a continuación, para los cuales se observa que el proyecto plantado con las condiciones enunciadas, no genera utilidades en el tiempo de vida útil de la planta:
URAI
-215379698,25 -226271449,59 -237713996,79 -249735193,61 -262364302,35 -275632065,12 -289570778,66 -304214372,93 -319598493,77 -335760589,60 -352740002,62 Tabla 19. Utilidades reales antes de impuestos. Fuente: Autores
Una vez encontrado que las utilidades de la planta para ningún año eran positivas, se decidió realizar una análisis de sensibilidad en cual nos indicase entre otros, el precio mínimo al cual se deba conseguir el aceite de higuerilla, es decir la principal materia prima y la cual está expuesta a cambios según el comercio, además del precio máximo al cual se deba vender el biodiesel, obviamente superior al trabajado, con el fin de obtener mayores ingresos y un valor presente neto en el último año de cero; para conocer lo enunciado fue necesario calcular lo siguiente:
DEP DEPA VLIf VLIw VLPA ULAI 385470,615 385470,615 2560426,63 289102,961 2849529,59 -215765168,86 385470,615 770941,229 2174956,01 303722,898 2478678,91 -226656920,20 385470,615 1156411,84 1789485,4 319082,165 2108567,56 -238099467,41 385470,615 1541882,46 1404014,78 335218,15 1739232,93 -250120664,23 385470,615 1927353,07 1018544,17 352170,131 1370714,3 -262749772,97 385470,615 2312823,69 633073,555 369979,375 1003052,93 -276017535,74 385470,615 2698294,3 247602,941 388689,232 636292,173 -289956249,27 385470,615 3083764,92 -137867,674 408345,246 270477,573 -304599843,55 385470,615 3469235,53 -523338,288 428995,266 -94343,0226 -319983964,39 385470,615 3854706,15 -908808,903 450689,556 -458119,347 -336146060,22 385470,615 4240176,76 -1294279,52 473480,927 -820798,59 -353125473,23 Tabla 20 . Matriz de fondos utilidades legales antes de impuestos Fuente: Autores
Además de utilidades legales y valor de salvamento entre otros, así:
URDI VPURDI SVPURDI Vsto VPVsto VPN -215379698,25 -187286694 -187286694 2849529,59 2477851,82 -188043842,5 -226271449,59 -162857995 -350144689 2478678,91 2154653,75 -351225035,5 -237713996,79 -162857995 -513002684 2108567,56 1873611,96 -514364072,2 -249735193,61 -162857995 -675860679 1739232,93 1629227,79 -677466451,2 -262364302,35 -162857995 -838718674 1370714,3 1416719,82 -840536954,1 -275632065,12 -162857995 -1001576669 1003052,93 1231930,28 -1003579739 -289570778,66 -162857995 -1164434664 636292,173 1071243,72 -1166598420 -304214372,93 -162857995 -1327292658 270477,573 931516,277 -1329596142 -319598493,77 -162857995 -1490150653 -94343,0226 810014,154 -1492575639 -335760589,60 -162857995 -1653008648 -458119,347 704360,134 -1655539288 -352740002,62 -162857995 -1815866643 -820798,59 612487,073 -1818489156 TAM
0,15 Tabla 21. Matriz de flujo valor de salvamento Fuente: Autores
Para los cálculos realizados, el precio de equilibrio de biodiesel hallado el cual corresponde a 4110,82 (U$/Ton) para el primer año.
7. ESTUDIO ADMINISTRATIVO El estudio administrativo contiene principalmente, la nómina de empleados que se resume en la siguiente tabla, en la cual se identifican los cargos, además de la cantidad de personas que se sugieren en cada sección y para cada cargo el salario básico con el total devengado, sus deducciones y apropiaciones con sus respectivos pagos a salud, pensión, aportes parafiscales y demás; asimismo se calcula el valor total anual en el que se incurre por cada sección y por ende en el total de la nómina como resultado de la suma de estos. 7.1. NÓMINA (Datos registrados 2012) (32) SMLV = $566.664 Auxilio de transporte = $67.800 (solo se pagará en el evento de que el empleado perciba un ingreso igual o menor a dos salarios mínimos legales mensuales) Total devengado = Auxilio de transporte + Salario básico
Liquidación: (33) Deducciones de nómina. (Conceptos a cargo del empleado) Aporte a salud = 4% Aporte a pensión = 4% Seguridad social a cargo del empleador: Salud = 8,5% Pensión = 12% A.R.P = Se aplica según el cargo que tenga en la empresa Aportes parafiscales (34) Cajas de compensación familiar = 4% I.C.B.F = 3% SENA = 2% Prestaciones sociales (35) Vacaciones = 4,17%
Cesantías = 8,33%
Prima de servicios = 8,33%
Interés sobre cesantías = 12%
La nómina se realizó en Microsoft Excel con cada uno de los datos nombrados anteriormente.
DESCRIPCIÓN DIRECCIÓN INGENIERIA SUPERVISIÓN PRODUCCION OFICINAS VIGILANCIA SERVICIOS GENERALES
# CARGOS
SALARIOS 2 3 2 5 5 2 3
6,00 4,00 2,00 1,70 1,50 1,20 1,10
SALARIO BASICO
AUXILIO DE TRANSPORTE
TOTAL DEVENGADO
6.799.968,00 6.799.968,00 2.266.656,00 4.816.644,00 4.249.980,00 1.359.993,60 1.869.991,20
339.000,00 339.000,00 135.600,00 203.400,00
6.799.968,00 6.799.968,00 2.266.656,00 5.155.644,00 4.588.980,00 1.495.593,60 2.073.391,20
Tabla 22. Total devengado. Fuente: Autores
APROPIACIONES APORTES PARAFISCALES
SALUD 8,5%
PENSIÓN 12%
577.997,28 577.997,28 192.665,76 409.414,74 361.248,30 115.599,46 158.949,25
815.996,16 35.495,83 815.996,16 274.378,71 271.998,72 91.459,57 577.997,28 194.351,59 509.997,60 22.184,90 163.199,23 54.875,74 224.398,94 18.782,19
ARP
SUBSIDIO FAMILIAR 4% 271.998,72 271.998,72 90.666,24 192.665,76 169.999,20 54.399,74 74.799,65
I.C.B.F 3%
SENA 2%
203.999,04 203.999,04 67.999,68 144.499,32 127.499,40 40.799,81 56.099,74
135.999,36 135.999,36 45.333,12 96.332,88 84.999,60 27.199,87 37.399,82
VACACIONES 4,17% 283.558,67 283.558,67 94.519,56 200.854,05 177.224,17 56.711,73 77.978,63
PRIMA DE SERVICIOS 8,33% 566.437,33 566.437,33 188.812,44 429.465,15 382.262,03 124.582,95 172.713,49
CESANTIAS 8,33% 566.437,33 566.437,33 188.812,44 429.465,15 382.262,03 124.582,95 172.713,49
INTERES CESANTIAS 12% 67.972,48 67.972,48 22.657,49 51.535,82 45.871,44 14.949,95 20.725,62
Tabla 23. Apropiaciones. Fuente: Autores DEDUCCIONES
NETO PAGADO
APORTE A SALUD 4% 271.998,72 271.998,72 90.666,24 192.665,76 169.999,20 54.399,74 74.799,65
APORTE A PENSIÓN 4% 271.998,72 271.998,72 90.666,24 192.665,76 169.999,20 54.399,74 74.799,65
Tabla 24. Deducciones Fuente: Autores
6.255.970,56 6.255.970,56 2.085.323,52 4.770.312,48 4.248.981,60 1.386.794,11 1.923.791,90 TOTAL
NOMINA ANUAL PESOS COL NOMINA ANUAL DOLARES
26.927.144,74
323.125.736,83 178.868,38
Tabla 25. Nómina anual Fuente: Autores
7.2. ORGANIGRAMA En el diagrama anterior se pone de manifiesto la relación formal existente entre las diversas unidades que la integran.
DIRECCIÓN
OFICINAS
INGENIERÍA
SERVICIOS GENERALES
VIGILANCIA
SUPERVISIÓN
PRODUCCIÓN
Figura 12. Cronograma. Fuente: Autores
7.3. NOMBRE DE LA EMPRESA: GREEN ENERGY 7.3.1.
LOGOTIPO
Fig. 13. Logotipo de la empresa Fuente: Autores
7.3.2. MISION Es una empresa dedica a la producción de biodiesel a partir de aceite de higuerilla, contribuyendo a la conservación y descontaminación del medio ambiente a través del aprovechamiento de las tecnologías industriales y el personal capacitado y comprometido en la consecución de los objetivos organizacionales.
VISIÓN Ser una empresa reconocida en el corto y mediano plazo a nivel nacional en el campo de la industria energética alternativa, masificando la utilización de nuestro biodiesel.
7.4. MATRIZ DOFA VARIABLE
DEBILIDADES
DESCRIPCIÓN Poco conocimiento del producto
IMPACTO Dificulta la consecución de proveedores y hace más difícil la implementación de políticas de calidad que pretendan ser ofrecidas a los clientes.
Falta de La inexperiencia en estos experiencia procesos hace necesario en los procesos de que se invierta un buen exportación tiempo en la capacitación de las personas que se van a encargar de la parte de trámites, ya que es fundamental revisar todo con mucha cautela para no cometer errores que generen grandes pérdidas para la compañía Pocas plantaciones Por ser un producto de higuerilla prácticamente nuevo en el país, no existen demasiadas plantaciones de higuerilla
Ser empresa
ESTRATEGIA Hacer alianza con el SENA para implementar capacitaciones y cursos especializados en las propiedades de la planta, su cultivo y cosecha, además de los métodos de extracción del aceite Por medio del programa de la cámara de comercio para el apoyo a las exportaciones, usaremos la asesoría necesaria para definir procedimientos y políticas que nos permitan llevar a cabo las exportaciones de manera óptima
Con la ayuda del gobierno se ha venido incentivando la plantación de higuerilla en diferentes regiones del país, gracias a planes de subsidios, donación de tierras a los campesinos entre otros. No ser muy reconocida a Crear un vínculo muy
nueva
nivel nacional
Conocer la magnitud del mercado objetivo
Contamos con un amplio campo de acción con respecto al mercado al que puede ir dirigido dado que este producto es de consumo masivo el cual tiene más fuerza y auge cada día.
Comercializar un producto que responde a la necesidad actual de un medio ambiente sano.
La tendencia actual de consumo a nivel mundial, es la que se refiere un medio ambiente saludable y que no atente contra el planeta tierra con el fin de contrarrestar las múltiples enfermedades y deterioro del ambiente que se están presentando. Contar con personal calificado en el área comercial al que nos dirigimos, convencidos del potencial del producto y con un enfoque al cliente que hará a la empresa más competitiva en el medio.
DEBILIDADES
FORTALEZAS
Talento humano
Empresa expectativas expansión
cordial con las empresas a quienes ofrezcamos nuestro producto, garantías de calidad y cumplimiento oportuno para mantener y familiarizar a estos clientes que se convierten en nuestra carta de presentación ante otros Hacer estudios periódicamente que permitan conocer a que cliente está llegando que este fuera del segmento al cual se ha dirigido inicialmente, de tal forma que podamos crear estrategias de mercadeo para incrementar el consumo en ese nuevo Adoptar esto como una ventaja competitiva frente a otros productos de combustible que se exportan y que se consumen también a diario, hacer de este aspecto un plus para convencer a nuestros clientes.
Dar continuidad a la capacitación y empoderamiento del capital humano para hacer de la empresa un equipo que busque siempre el mejoramiento de la misma y al que se le brinden todas las herramientas, bonificaciones y programas que los motiven día a día. con Ser una empresa abierta Definir políticas que nos de al cambio que da la permitan a través del tiempo de posibilidad de diversificar el mercado y
mercados.
FORTALEZAS
AMENAZAS
expandirnos y flexibilizar el mercado al cual está dirigido en la primera etapa de desarrollo de forma que se incrementen las unidades de negocio y por ende las utilidades. Pocos Ventaja aprovechable competidores y porque aunque producto encontramos a nivel innovador regional algunas empresas dedicadas a la plantación y cosecha de higuerilla son menos las que se dedican a la extracción del aceite pero con pocos planes de exportación sino de pequeñas ventas por lo que no es una gran cantidad y la demanda es muy grande. Falta de Aunque la cultura de la certificación en certificación cada vez está calidad de los tomando más fuerza proveedores entre los empresarios tanto grandes como pequeños, es probable encontrar proveedores que no cuenten con esta certificación. Baja producción de La baja producción de la la materia prima higuerilla en Colombia y su gran utilización en la industria, hace que el aceite de higuerilla aumente su precio Cualidades Colombia cuenta con un climáticas posicionamiento global apropiadas que le permite tener variedad de pisos térmicos y climas y por lo que se pueden cultivar las variedades de semilla de
proveedores, teniendo siempre en cuenta la necesidad de sistematizar y estandarizar los procedimientos con el fin de hacernos más eficientes y confiables Posicionar nuestra empresa entre los grandes distribuidores como una compañía que ofrece calidad, respaldo y cumplimiento. Adicionalmente desarrollar estrategias de servicio que nos ayuden a mantener nuestros clientes a pesar de que otras empresas ofrezcan el mismo producto
Definir políticas de calidad que nos aseguren un producto en óptimas condiciones y que cumpla con las especificaciones del cliente. Preferir obviamente proveedores certificados.
Tomar ventaja de esta facilidad para cultivar
OPORTUNIDADES
higuerilla dependiendo la región Localización Antioquia se encuentra geográfica. en un lugar estratégico dentro de la malla vial nacional, lo que facilita el transporte de la mercancía a nivel nacional, y de igual forma la llegada de esta a los puertos de salida de los cuales se realizaran los despachos Fomento a El gobierno nacional tiene Las exportaciones en marcha varios por medio de programas y entidades programas que brindan un apoyo gubernamentales en capacitación, trámites, etc., a quienes quieren empezar a aumentar sus volúmenes o a exportar
Disminuir costos y aumentar eficiencia en la entrega de los pedidos, en el proceso de abastecimiento y en el empaque del producto
Apoyarse en la capacitación y asesoría que estos programas brindan para encontrar soluciones más rápidas y eficientes a los procesos de exportación en los que se vincule, y aprovechar de igual manera las oportunidades de negociaciones que se presentan en los diferentes eventos comerciales que estas entidades propician
Tabla 26. Matriz DOFA Fuente: Autores
8. SIMULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DEL ACEITE DE RICINO EN HYSYS V7.2 Inicialmente se calculó la cantidad de aceite de higuerilla que se necesita para producir 80.000 Ton/año de biodiesel, por medio de la estequiometria de transesterificación; el cual el siguiente paso fue llevar la simulación de una planta de producción de biodiesel utilizando Aspen HYSYS V7.2. El aceite de higuerilla es una mezcla de triglicéridos el cual su componente principal es el Ácido Trirricinoleico (C57H104O6) con un 91% y los ácidos grasos: linoleico 4%, oleico 3%, palmítico 1% y esteárico 1% (36). El producto principal (biodiesel) de la producción es el metil ricinoleato (C19H36O2). La trirricinoleina y el metil ricinoleato fueron definidos y caracterizados por medio de
componentes hipotéticos a través de la herramienta hypo-manager, ver Figura 13. Para los datos de las propiedades críticas (Tc, Vc, Pc), el factor acéntrico y la temperatura normal de ebullición Tb, se pueden apreciar en la Tabla 20.
Parámetros
Trirricinoleina
Metil Ricinoleato 601,9 (38) 740,2 (38) 11,1 (38) 1118,6 (38) 1,0050 (40)
Tb [K] 586,15 (37) Tc [K] 993,4 (39) Pc [bar] 3,3 (39) 3 Vc [cm /mol] 0,6787 (40) Factor 2,5420 (39) Acéntrico Peso 925,9 (39) 328,75 (40) Molecular Tabla 27. Propiedades del aceite y metilester Los demás componentes usados glicerina, agua y metanol están disponibles en la biblioteca de componentes de Hysys V7.2. El modelo termodinámico seleccionado fue UNIQUAC (Universal Quasi Chemical) y el modelo para la simulación el NRTL (Nonrandom Two Liquids), debido a que son los indicados para este tipo de proceso (36).
Figura 14.Propiedades críticas del Metil Ricinoleato y Aceite Trirricinoleico Fuente: Autores
Los equipos usados en la simulación fueron básicamente; reactor de conversión, separador flash, mezcladores, intercambiadores de calor, bombas y divisores de componentes (usado para reemplazar un decantador, secador y un tanque de lavado, debido a que el programa Hysys V7.2 no maneja tiene estos equipos en su librería), disponibles en la librería de Hysys V7.2. En la simulación no se usaron componentes ácidos para la neutralización del catalizador ni el catalizador, debido a que el modelo usado (NRTL) no trabaja con el NaOH.
Figura 15. Simulación. Fuente: Autores
El proceso se inició mezclando el aceite de ricino con el metanol en el reactor de transesterificación con una relación de 6:1 molar para que el equilibrio de la reacción vaya en dirección de los productos, con una cantidad de 10880 Kg/h de aceite, el reactor trabajo a una temperatura de 33 °C y 1 atm (41), donde luego fue calentado hasta 120 °C para poder separar el metanol en el separador flash con una composición de 0,9964, luego el vapor se enfrió hasta 33 °C (temperatura que entra al reactor) y bombeado para recircularlo y mezclarlo con el metanol fresco. La parte de pesados del separador flash va con una composición de 0,0675 de Metanol, 0,6967 Metil Ricinoleato (Biodiesel), 0,2322 de Glicerol y 0,0035 de Aceite de Trirricinoleina; este efluente fue bombeado y luego enfriado a 35 ° C para que entre al equipo de decantación para separar el glicerol del biodiesel y los demás componentes donde el biodiesel sigue con algunas impurezas, por ellos se mezcla con 5055 Kg/h de agua (aproximadamente la mitad de biodiesel a tratar (41)). La corriente de biodiesel con agua, se calentó hasta 110 °C para luego separar el agua del biodiesel y recircularla, como el agua sale en fase de vapor, se enfría a 25 °C para luego ser bombeada hasta el mezclador, donde se combina con el agua fresca. Finalmente se obtiene 10090 Kg/h (79.912,8 Ton/año) de biodiesel.
CONCLUSIONES
El biodiesel de higuerilla puro no cumple las especificaciones de viscosidad, número de cetano y densidad. Los biocombustibles son una alternativa ambiental y sostenible a lo largo de su producción debido a que mitigan y controlan los impactos generados. El costo de oportunidad del aceite de higuerilla no hace viable que se pueda colocar como materia prima para producción de biodiesel, por eso mediante la herramienta de buscar objetivo de Excel se logra obtener un costo de aceite de higuerilla de 2612,125825 COP/ L, para que el potencial económico de igual a cero, y esto se lograría si hubiese un mayor compromiso en la inversión de la plantación de la higuerilla ya que actualmente se toma como una maleza. De acuerdo a la información proveniente de los mercados del biodiesel de higuerilla se puede afirmar que este aceite tiene una demanda en la industria agricultura (fertilizante orgánico), farmacéutica, pinturas, perfumería, cosméticos, plásticos y cauchos, telecomunicaciones y electrónica, industria papelera y lubricantes. En este último sector el producto más importante es el ácido sabático, el cual puede ser un excelente mercado para el aceite de higuerilla. La inversión inicial total del proyecto está estimada en aproximadamente $5.844’027.869 y su componente principal está representado en las inversiones necesarias en máquinas, equipos e infraestructura física propia de la química de procesos utilizada en esta planta, además del costo alto de la materia prima (aceite de higuerilla). El valor de la VPN indica que no es viable el montaje de una planta productora de biodiesel de higuerilla, debido a que en todos los años da un valor negativo, y para que este empiece a ser positivo el proyecto debe tener una TIR de 1,34 E 18 el cual es un valor ilógico. Esto se debe al alto costo de las materias primas sobre todo del aceite de higuerilla, por lo tanto, se recomienda realizar un estudio de prefactibilidad para el cultivo y extracción de este aceite, ya que en Colombia existen tierras aptas para el cultivo de higuerilla, en el estudio se encontró que hay aproximadamente 499.610 hectáreas con buenas condiciones para la plantación.
BIBLIOGRAFÍA 1. Nelson, Kessel. American Society for Testing and Materials (ASTM). [Online] 2009. http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/SPJF09/nelson_spjf09.html. 2. A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Leung, Dennis Y.C., Wu, Xuan and Leung, M.K.H. 2010, Applied Energy ELSEIVER, pp. 1084 - 1092. 3. Torres Novoa , Jorge. V Congreso Colombiano Petrolero. Biocombustibles: ¿una alternativa ambiental? Higuerilla una opción. 2008. 4. Hernández Jaime, Diana Paola, Martínez Abuabara, Ana Milena and Rodríguez León, Sandra Liliana. Planta de producción de biodiesel a partir de higuerilla. Bucaramanga : s.n., 2008. 5. Bibian Helena Amaya Ramírez, Silvia Milena Becerra Bayona. Evaluación DelAnálisis del ciclo de vida para la producción de biodiesel a partir de aceite de higuerilla empleando la metodología "de la cuna a la cuna". Trabajo de grado (ingeniería química). Bucaramanga : s.n., 2008. Universidad Industrial de Santander. 6. Cardona Alzate, Carlos Ariel, Orrego Alzate, Carlos Eduardo and Gutierrez Mosquera, Luis Fernando. LA HIGUERILLA UNA ALTERNATIVA AGROINDUSTRIAL. Manizales : Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, Julio de 2009. p. 92. 7. Fuel propierties of Eleven Vegetable Oils. GOERING, C. E. y Otros. 1982, Transactions of the American Society of Agricultural Engineers (ASAE), Vol. 25, pp. 1472 - 1477 y 1483. 8. Ley 693 del 2001. Secretaria del Senado. [Online] Septiembre 19, 2001. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.secretariasenado.gov.co/senado/basedoc/ley/2001/ley_0693_2001.html. 9. Berrío, Ana María Flórez. Modelo regional de producción y transporte de biocombustibles en Colombia. Medellín : Universidad Nacional de Colombia, 2011. 10. Cifras informativas del Sector Biocombustibles. Federación Nacional de Biocombustibles. [Online] Septiembre 2012. www.fedebiocombustibles.com. 11. Ley 788 de 2002, El Congreso de la República. Secretaría del Senado. [Online] 2002. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.secretariasenado.gov.co/leyes/L0788002.HTM. 12. Ley 939 de 2004, El Congreso de la República. Secretaría del Senado. [Online] 2004. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.secretariasenado.gov.co/leyes/L0939004.HTM..
13. Ley 863 de 2003, El Congreso de la Repúblicca. Secretaría el Senado. [Online] 2003. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.secretariasenado.gov.co/leyes/L0863003.HTM.. 14. Arias, Andrés Felipe. Los Biocombustibles en Colombia. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. [Online] Septiembre 07, 2007. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minagricultura.gov.co/archivos/biocombustibles_septiembre.pdf. 15. Resolución 10 0120 de 2009. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Enero 2009. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/kernel/usuario_externo_normatividad/form_consult. 16. Resolución 18 1232 de 2008. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Julio 2008. [Cited: Octubre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/kernel/usuario_externo_normatividad/form_consult. 17. Resolución 18 2158 de 2007. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Diciembre 2007. [Cited: Septiembre 300, 2012.] http://www.fedepalma.org/documen/2007/res_182158_07.pdf.. 18. Resolución 18 0134 de 2009. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Enero 2009. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/kernel/usuario_externo_normatividad/form_consult. 19. Resolución 18 1780 de 2005. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Diciembre 2005. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.avancejuridico.com/actualidad/documentosoficiales/2005/46138/r_mme_1817. 20. Decreto 1135 de 2009, Presidencia de la República. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Marzo 2009. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/archivosSoporteRevistas/4783.pdf.http://ww w.minminas.gov.co/minminas/downloads/archivosSoporteRevistas/4783.pdf.. 21. Decreto 2629 de 2007, Presidencia de la República. Alcaldía deBogotá. [Online] 2007. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=25667.. 22. Resolución 18 2368 de 2009. Ministerio de Minas y Energía. [Online] Diciembre 2009. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/archivosSoporteRevistas/5673.pdf.. 23. Resolución 18 0306 de 2010. Ministerio de Minas y Energia. [Online] Febrero 2010. [Cited: Septiembre 30, 2012.] http://www.minminas.gov.co/minminas/. 24. Soares Severino, Liv and De Souza Gondim, Tarcíso Marcos. Curso sobre el cultivo de Higuerilla, EMBRAPA-BRASIL. Fondo para el Financiamiento del Sector Agropecuario (FINAGRO). [Online] Octubre 2005. [Cited: Junio 11, 2012.] https://finagro.com.co.
25. Henao Estrada, Julián. Potencial de Biocombustibles en Antioquia. Escuela de Ingeniería de Antioquia. [Online] Febrero 2008. [Cited: Agosto 15, 2012.] http://www.eia.edu.co. 26. Consejo Nacional de Política Económica y Social, Departamento Nacional de Planeación. Ministerio de Minas y Energía. Documento Conpes 3510. [Online] Marzo 31, 2008. http://www.minminas.gov.co/minminas/downloads/UserFiles/File/hidrocarburos/Biocombustible /Conpes203510.pdf. 27. [Online] http://www.inviertaencolombia.com.co/Adjuntos/Directorio_ZF_%20espanol_2012.pdf. 28. [Online] http://www.zonafrancatayrona.com/index.php?option=com_content&view=article&id=3&Itemid= 2&lang=es. 29. Angela María Arbeláez Marín, Marcela Patricia Rivera Quiroz. Diseño conceptual de un proceso para la obtención de biodiesel a partir de algunos aceites vegetales colombianos. Trabajo de grado (ingenieria de procesos). Medellín : Universidad EAFIT, 2007. 30. [Online] http://www.elespectador.com/impreso/opinion/columna-322779-precios-de-energiaelectrica-colombia. 31. [Online] http://www.minambiente.gov.co/contenido/contenido.aspx?catID=1296&conID=7919. 32. Finanzas personales. [Online] 2012. [Cited: Septiembre 28, 2012.] http://www.finanzaspersonales.com.co/trabajo-y-educacion/articulo/cuanto-recibira-empleadogana-minimo-2012/43834. 33. Gerencie.com. [Online] Mayo 31, 2012. [Cited: Septiembre 28, 2012.] http://www.gerencie.com/liquidacion-de-la-nomina.html. 34. Nominas.com. [Online] 12 12, 2011. [Cited: Septiembre 28, 2012.] http://nominas.com.co/aportes-parafiscales-colombia.html. 35. Gerencie.com. [Online] Mayo 31, 2012. [Cited: Septiembre 28, 2012.] http://www.gerencie.com/nomina.html. 36. Pérez Cortes, Álvaro José and Dumar Oyola, Kelly Johana. Análisis de Ciclo de Vida para la Producción de Biodiesel a partir de Aceite de Higuerilla y Etanol. Bucaramanga, Bucaramanga, Colombia : s.n., 2011.
