INDICE

1. INTRODUCCIN.

2. ESTADO ACTUAL DEL DESARROLLO DE LA TECNOLOGA.

3. MATERIA PRIMA

4. PRODUCTOS. USOS.

5. PROCESOS INDUSTRIALES.

5.1. FUNDAMENTOS DE LAS TECNOLOGAS

5.2. PROCESOS INDUSTRIALES.

5.2.1. DIAGRAMA DE FLUJO. RESEA TCNICA DE LOS PROCESOS

5.2.2. EQUIPOS Y MAQUINARIA.

5.2.3. CARACTERSTICAS DE OPERACIN. PARMETROS DE CONTROL DE PROCESO.

5.2.4. RESIDUOS INDUSTRIALES. IMPACTO AMBIENTAL. MITIGACIN.

6. CONCLUSIONES.

7. ANEXO

8. REFERENCIAS.

1. INTRODUCCIN.

El agotamiento de las reservas petrolferas y la necesidad de preservar el medio ambiente son

motivos ms que suficientes como para afirmar que el biodiesel es una de las alternativas en

materia de combustibles del hoy y del futuro.

En muchos pases del mundo se est empleando como materia prima para producir biodiesel,

el aceite extrado de la semilla de trtago (Ricinus communis L.)

Ricinus communis, es conocida tambin con otros nombres vulgares como ricino, castor

trtago, higuerilla, higuereta, carrapateiro, higuera infernal, catapucia mayor, Degha, koch,

palma christi, higuereta, castor bean, castor seed, castor-oil plant.

El trtago es un rbol que sobrevive y puede crecer en las tierras marginales. Dado que est

adaptada a vivir bajo condiciones de humedad, subhmedas y semiridas, se presenta como

un cultivo alternativo para esas regiones.

El objetivo de la presente monografa es dar a conocer la importancia de la industrializacin

del ricino trtago (higuerilla) como materia prima para producir aceite, ya sea para fines

industriales o para biodiesel. La produccin de biodiesel a partir del trtago a nivel local nos

dara mayor independencia energtica, aportara a la mejora ambiental y permitira el

desarrollo en aquellas localidades con clima subhmedo a semirido, (ya que su raz puede

alcanzar los 6 metros de profundidad), permitiendo el cultivo y la explotacin del mismo,

elevar el nivel de vida a familias de escasos recursos.

El aceite de ricino ya tiene un mercado internacional pues es utilizado como insumo en ms de

700 aplicaciones. Por eso, los especialistas dicen que el mercado para este aceite es ilimitado.

Sus aplicaciones incluyen usos medicinales y cosmticos, sustitucin del petrleo en plsticos y

lubricantes. Tambin se utiliza en la produccin de fibra ptica, vidrio a prueba de balas y

prtesis seas. Se emplea tambin como anticongelante para combustibles y lubricantes de

aviones y cohetes espaciales.

Segn el EMBRAPA (Empresa Brasilea de investigacin agropecuaria) el aceite de ricino es el

mejor para producir biodiesel por ser el nico soluble en alcohol y que no requiere alcohol, con

el consecuente gasto de energa que exigen otros aceites vegetales. Constituyen la nica

fuente comercial de cidos grasos hidroxilados, pues posee alrededor de un 85 % de cido

ricinoleico.

2. ESTADO ACTUAL DEL DESARROLLO DE LA TECNOLOGA.

A nivel mundial las plantas de biodiesel a partir de aceites vegetales han sido diseadas para

producir alrededor de 5.7 millones de litros por ao, la mayora de estas fbricas se

encuentran en Europa donde las fuentes de energa renovable se hacen cada vez ms

necesarias.

Hay ms de 350 cultivos oleaginosos identificados, entre los que slo los aceites de soya,

palma, girasol, crtamo, semilla de algodn, semilla de colza y cacahuate son considerados

como posibles combustibles alternativos para motores disel. Las materias primas para la

produccin de biodiesel varan segn el lugar, de acuerdo al clima y disponibilidad.

Generalmente, los aceites y grasas ms abundantes en una determinada regin, son las

materias primas ms comunes. As, los aceites de colza y girasol son los principalmente

utilizados para la produccin de biodiesel en Europa, el aceite de palma predomina en los

pases tropicales y el aceite de colza junto con las grasas animales son los ms comunes en los

Estados Unidos. Sin embargo, incluso combinando estas materias primas no basta para

remplazar completamente el volumen de petrodiesel convencional. Por lo tanto, la bsqueda

de materias primas alternativas para la produccin de biodiesel ha ido ganando importancia.

3. MATERIA PRIMA

El trtago se caracteriza por diferentes hbitos de crecimiento, color de las hojas y tallo,

tamao, coloracin y porcentaje de aceite en la semilla, lo que determina que los cultivares

son diferentes entre s.

No se tiene exactitud si la planta es originaria de frica o de Asia, pero lo que s es seguro es

que es originaria de regiones tropicales y por ello no se adapta bien en los locales muy fros o

por lo menos debe ser cultivada en la poca caliente. La temperatura ideal para su cultivo est

en el rango de 20 a 30 C, y no soporta heladas en cualquier etapa del cultivo.

Higuerilla (Ricinus communis L.). Se produce en la costa, sierra y amazonia hasta los 3000

msnm. Tiene gran capacidad de adaptacin y posee la ventaja de ser un cultivo con potencial

de mecanizacin. Prospera bien en suelos de mediana o alta fertilidad, profundos, sueltos,

permeables, aireados, bien drenados, con altas cantidades de elementos nutritivos y con pH

sobre 5,5 (ptimo 6-7), aunque no soporta la alcalinidad. Adems, la higuerilla tolera

precipitaciones entre 200 y 4290 mm anuales y temperaturas entre 7C y 27,8C, pero lo ideal

es que cuente entre 750 - 1000 mm y 20C - 25C. Se desempea mejor en suelos frtiles y

bien drenados, no alcalinos ni salinos.

Las semillas de la higuerilla se caracterizan por componerse de un aceite fijo (el leum ricino),

en el que entre 35% a 55% lo constituyen los glicridos de los cidos ricinoleico, isoricinoleico,

ricina (una fitotoxina de alta venenosidad segn va endovenosa y oral, que podra ser

causante de muerte) y ricinina (un alcaloide con frmula C8H8N2O2). Las semillas de higuerilla

se componen de grasas en un promedio de 70%, del que el 68% corresponde a tricinolena (un

glicrido del cido ricinolico), 20% son protenas, y el resto le corresponde a la ricina (una

albmina de toxicidad, que a dosis de mnimo 0.03 gramos 48 se considera letal, y que a su vez

correspondera a 25 gramos de semillas) y a las enzimas con presencia de lipasa (que en la

aplicacin industrial se emplean en la produccin de detergentes, aun en la industria de leche,

queso, panaderas, para mejoras en los sabores, bebidas, etc.) y vitaminas como la E .

El aceite de higuerilla llamado tambin aceite de ricino o de castor se extrae de las semillas de

la higuerilla (Ricinus communis). Su principal componente es el cido ricinoleico (cido cis-12-

hidroxi octadeca-9-enoico), el cual se encuentra formando el triglicrido simple denominado

trirricinoleina (ver figura 11), cuya concentracin en porcentaje por peso es cercana al 90%.

Adicionalmente, en el aceite de higuerilla se pueden encontrar pequeas cantidades de

tripalmitina, triestearina y otros triglicridos mixtos. Dada su naturaleza qumica, el aceite de

higuerilla es un lquido altamente viscoso, miscible en alcohol y cido actico y de bajo punto

de solidificacin

El aceite de ricino, como todos los otros aceites vegetales, tiene diferentes propiedades fsicas

y qumicas que varan con el mtodo de extraccin. El aceite de ricino prensado en fro tiene

un valor bajo de acidez, bajo ndice de yodo y un ndice de saponificacin ligeramente superior

al del aceite extrado por solvente, y es de color ms claro. Las propiedades tpicas se dan en la

tabla siguiente.

La qumica del aceite de ricino se centra en su alto contenido de cido ricinoleico y los tres

puntos de funcionalidad existentes en la molcula. stos son:

El grupo carboxilo que puede proporcionar una amplia gama de esterificaciones,

El nico punto de instauracin que puede ser alterado por hidrogenacin, epoxidacin

o vulcanizacin y

El grupo hidroxilo que puede ser acetilado o alcoxilado, puede ser eliminado por

deshidratacin para incrementar la instauracin del compuesto para dar un aceite

semiseco. La posicin del hidroxilo es tan reactiva que la molcula puede ser dividida

en ese punto por pirolisis y por fusin custica para dar productos tiles de longitud de

cadena ms corta. La presencia del grupo hidroxilo en el aceite de ricino aade

estabilidad adicional al aceite y sus derivados mediante la prevencin de la formacin

de hidroperxidos.

Composicin qumica

Al igual que otros aceites vegetales, el aceite de ricino es un triglicrido de diversos cidos

grasos y alrededor de 10% de glicerina. Los cidos grasos constan de aproximadamente 80-

90% de cido ricinoleico, 3-6% de cido linoleico, 2-4% de cido oleico y 1-5% de cidos grasos

saturados (cidos esterico, palmtico, dihidroxiesterico y eicosanoico). Tambin contiene

cido linolenico (alrededor del 0.3%). El alto contenido de cido ricinoleico es la 46 razn para

el valor verstil del aceite de ricino en la tecnologa ya que la presencia de grupos hidroxilo y

dobles enlaces hace que el aceite sea adecuado para muchas modificaciones y reacciones

qumicas (ver tabla 13). En comparacin con otros aceites vegetales, el aceite de ricino tiene

una muy alta proporcin de cidos grasos insaturados.

Una proporcin relativamente alta de estos cidos puede encontrarse slo en el aceite de

girasol de alto oleico (HO), que aparece, sin embargo, como cido oleico. En el aceite de

higuerilla es cido ricinoleico, el nico cido graso insaturado con una funcin hidroxilo en el

carbono 12 que aparece en los aceites vegetales naturales. La viscosidad extraordinariamente

alta del aceite de higuerilla se atribuye a la presencia de este grupo hidroxilo.

Propiedades fsicas

El aceite de higuerilla es un aceite inodoro, viscoso y no secante, que en su estado natural

tiene un sabor suave inicialmente y despus es desagradable; es de color amarillo-verde a

amarillo-marrn. En su estado procesado tambin puede ser claro. A diferencia de otros

aceites se caracteriza por su indigestibilidad, solubilidad en alcoholes en cualquier proporcin

pero tiene una limitada solubilidad en disolventes alifticos de petrleo, alta higroscopicidad y

viscosidad extraordinariamente alta. Con un ndice de yodo inferior a 90, el aceite de higuerilla

es un aceite no secante. Los largos tiempos de almacenamiento no representan un problema

en condiciones hermticas.

En cuanto a las propiedades relacionadas con el combustible, el alto valor calorfico y el alto

ndice de cetano son una ventaja junto con el bajo contenido de fsforo y residuos de carbono.

La desventaja es que el aceite de ricino tiene una viscosidad significativamente ms alta a

temperaturas menores de 50 C, y posiblemente tambin una compresibilidad ms alta, que

otros aceites vegetales. Esto puede causar problemas en la extraccin y la inyeccin.

Una desventaja adicional es su higroscopicidad, que causa un contenido de agua relativamente

alto, y por ende, posiblemente, el crecimiento de algas, problemas de filtracin y corrosin. El

aceite de ricino tambin se caracteriza por su extraordinaria estabilidad oxidativa y baja

temperatura.

Se afirma que, con excepcin de la viscosidad, densidad y nmero de cetano, no hay

limitaciones en el uso de steres a base de aceite de higuerilla como combustible y que puede

ser posible cumplir con los valores lmite de dilucin o mezcla con el combustible diesel

convencional.

4. PRODUCTOS. USOS.

El principal producto de la higuerilla es el aceite, tambin llamado aceite de ricino o castor oil

en ingls. Es una importante materia prima para la industria qumica. Es utilizado en la

composicin de numerosos productos como pinturas, barnices, cosmticos, lubricantes,

plsticos, etc. La lista de productos obtenidos a partir del aceite de trtago es muy extensa,

son sealados ms de 400 productos.

Este aceite posee caractersticas qumicas que lo califican como el nico de su naturaleza. Est

compuesto casi que exclusivamente (90%) de un nico cido graso (cido ricinoleico) que

contiene un radical hidroxilo que lo hace soluble en alcohol a baja temperatura, es muy viscoso

y con propiedades fsicas especiales.

Los principales consumidores del aceite de trtago son los pases desarrollados que destinan

este producto como insumo de la industria qumica. De all el nombre de ricinoqumica a la

rama de la qumica que destina como materia prima al aceite de trtago.

Existen en el mercado bsicamente dos tipos de aceite de ricino, uno para uso farmacutico y otro para usos industriales. El primero, definido por la Farmacopea Britnica (BP) o por especificaciones de diferentes frmacos, si bien se ha ido reemplazando tanto para medicina interna como en dermatologa, se ha vuelto un ingrediente importante en la industria cosmtica (esmaltes, cremas, lociones, lpices labiales, etc). En lo relativo a su uso industrial, el alto contenido de cido ricinoleico ha determinado que este aceite sea una materia prima muy atractiva para la industria oleoqumica, ya que su peculiar estructura qumica permite la obtencin de numerosos derivados de valor comercial. Algunos de los procesos ms utilizados se mencionan a continuacin. El aceite de ricino hidrogenado y sulfatado adquiere la consistencia de un ungento y se utilizado para formulaciones a base de agua, altamente compatibles con la piel. El aceite de ricino tambin ha sido convertido a estlidos mediante acilacin de los grupos hidroxilo libres con cido oleico, a temperaturas de entre 175 y 250 C, en ausencia de catalizadores. El producto encuentra aplicacin en el diseo de lubricantes especiales. Tanto el aceite como los cidos grasos hidrogenados, con puntos de fusin superior al de los materiales nativos, son utilizados en cosmticos, recubrimientos y lubricantes. Mediante splitting del cido ricinoleico en soda custica se obtienen productos con largos de cadena de ocho y diez carbonos. Por ejemplo, si se lo hace reaccionar a 180-200 C en una relacin 1:1 con soda custica, los principales productos son 2-octanona y cido 10-hidroxidecaenico. Mientras que a 250-275- C y una relacin, se obtiene 2-octanol y cido sebcico (decadiico). A partir de ste ltimo puede obtenerse nylon (polyamida) y lubricantes eficientes (esteres). Mediante splitting con vapor del cido ricinoleico se obtiene heptanal (C7), que se utiliza en perfumes y cido 10-undecenoico, de propiedades antifngicas. Este ltimo tambin puede convertirse en poliamida (Rilsan*). Existe un plastificante derivado del aceite de ricino totalmente hidrogenado particularmente efectivo con PVC y, a diferencia de los ftalatos utilizados actualmente, no presenta efectos disruptivos en hormonas. Es metabolizado de igual manera que los dems aceites vegetales y es completamente biodegradable.

SECTOR DE USO PRODUCTO SECTOR DE USO PRODUCTO

Agricultura Fertilizante orgnico Semillas hbridas

Industria papelera Antiespumante Aditivo a prueba de agua

Pinturas y tintas Pinturas Barnices Lacas

Farmacutica Anti caspa Antitusivo Glicerina

Productos qumicos para textiles

Ayudas de tinturado Nylon, fibras sintticas y resinas

Perfumera Heptaldehido Acetato de heptilo Alcohol heptlico

Cosmticos Labiales Champs Brillos

Lubricantes Grasa lubricante Lubricante para aviones, jets, etc.

Plsticos y cauchos Nylon 11 Pelculas plsticas Polioles

Otros Sellantes Componentes de vidrio de seguridad

Electrnica y telecomunicaciones

Polmeros Poliuretano Aislamientos

Alimentarios Aditivo reductor de viscosidad Surfactante

El aceite de ricino como materia prima para biodiesel

El biodiesel es un combustible similar al diesel (gas-oil) obtenido del petrleo. Tericamente

puede ser extrado de cualquier aceite de origen animal o vegetal, inclusive de cebos, grasas

animales, grasas de desecho, aceites de frituras etc. En la prctica, el biodiesel solamente es

producido 4 comercialmente a partir de los aceites vegetales, debido a que es la materia prima

encontrada en grandes cantidades y a precios accesibles.

El biodiesel es producido por la reaccin llamada "transesterificacin", en la cual se mezcla el

aceite con un alcohol y un catalizador. La transesterificacin no es la nica alternativa para la

produccin del biodiesel, pero es la ms utilizada a nivel mundial.

El alcohol utilizado puede ser el metanol el etanol, de acuerdo a su disponibilidad. En la

mayora de los pases para la produccin de biodisel se utiliza metanol, pero en Brasil se utiliza

el etanol, en virtud de ser obtenido de la caa de azcar y que adems de ello, es una

importante empresa para ese pas. A esto se le agrega, que el metanol es un derivado del

petrleo y de esa forma el biodiesel no sera 100% renovable.

La reaccin de la transesterificacin genera dos productos, el biodiesel y la glicerina. La

glicerina es una sustancia ampliamente usada como materia prima en la industria farmacutica

y de cosmticos. Para cada 100 litros de biodiesel, se producen 10 15 litros de glicerina,

utilizando el metanol y/o el etanol, respectivamente

Aunque la produccin de biodiesel es relativamente simple, la misma debe ser hecha,

obedeciendo a rigurosos patrones de calidad para que el combustible no perjudique el

funcionamiento de los motores, a largo plazo. Esa preocupacin debe iniciarse con la calidad

del aceite usado como materia prima y culminar en las condiciones de almacenamiento.

Los principales aspectos de calidad del biodiesel son la ausencia de contaminantes como

jabn, catalizador, agua y algunas caractersticas fsicas como viscosidad, densidad, lubricidad,

cetanage y calor de combustin.

La extraccin de aceite y la produccin de biodiesel, desde el punto de vista tcnico, puede ser

hecho en pequeas fbricas (Figuras); sin embargo, esa alternativa solo es viable en

situaciones especiales, pues el costo de produccin, es mucho ms alto que el de una fbrica

de mayor envergadura. Los principales aspectos a ser considerados en la decisin de instalar

una minifbrica de biodiesel son: el elevado gasto de energa elctrica y trmica para el

funcionamiento de las mquinas, la necesidad de refinar el aceite y el control de calidad del

combustible, estos anlisis qumicos son muy costosos.

5. PROCESOS INDUSTRIALES.

5.1. Fundamentos de las Tecnologas

Alternativa para la extraccin de aceite de las tortas mediante uso de hexano La extraccin por presin es el mtodo ms empleado por la economa de sus instalaciones, sin

embargo las prensas expeller pueden dejar un remanente de aceite en la torta de hasta del

8%, el cual es muy difcil de retirar usando solamente la fuerza de expresin de la prensa. Para

aumentar el rendimiento en aceite y rebajar el contenido de ste en las tortas es necesario

extraerlo mediante el uso de un solvente adecuado.

Para este fin se ha venido usando el mtodo de extraccin con hexano, como alternativo a la extraccin por prensado. El hexano (C6H6) es un solvente derivado del petrleo, de bajo punto de ebullicin (69 C), que se puede obtener a nivel industrial con un alto grado de pureza y que tiene un gran poder de disolucin de grasas, lo que sumado a su relativo bajo costo, lo hace un solvente muy apropiado para los procesos de extraccin de grasas vegetales. Por medio de este proceso la planta de biodiesel a partir del aceite vegetal logra optimizar el

refinado del producto, aumentando el rendimiento en aceite y bajando el costo de produccin

unitario.

5.2 Procesos Industriales.

A. DESCRIPCIN DEL PROCESO DE ACEITE DE HIGUERILLA con descascarado de la semilla

Sayegh A. y Crdenas L., 2011 en su estudio realizado para su plan de negocios para la produccin de aceite de higuerilla describe las siguientes fases para la obtencin de aceite de higuerilla: a) Almacenamiento Para mantener la claridad de la materia prima, es necesario proceder con cuidado durante y despus de la cosecha de los frutos oleaginosos perecederos y susceptibles de que sus grasas se descompongan. La humedad de las semillas oleaginosas y nueces incluye en gran medida en la calidad de las materias primas. En la mayora de las operaciones rurales, el secado al sol reduce la humedad de las semillas de aceite por debajo del 10%.Una adecuada ventilacin o aireacin de las semillas o nueces durante el almacenamiento asegura que se mantengan niveles bajos de humedad y evita el desarrollo microbiano. b) Limpieza La limpieza y clasificacin de la semilla separa los elementos extraos que se mezclan durante la cosecha. Esta tarea puede realizarse manualmente con cernidores o con una mquina con capacidad para 10.000 kg de semilla por hora. c) Descascarado El descortezado o pelado separa la porcin portadora de aceite de la materia prima, y elimina las partes con poco o ningn valor nutritivo. Se realiza con una peladora mecnica y luego por medio de una zaranda vibratoria se separa la cscara de la pepa.

d) Pre tratamiento La primera operacin implica esterilizacin y tratamiento trmico con vapor o cocimiento, lo

que inactiva las enzimas lipolticas que pueden ocasionar una rpida degradacin del aceite y

facilita el flujo del mesocarpio para extraer el aceite.

e) Extraccin de aceite

En la extraccin del aceite, las semillas molidas se mezclan con agua caliente y se hierven para permitir que el aceite flote y sea recogido. Las semillas molidas se mezclan con agua caliente para hacer una pasta que se amasa en una prensa hasta que el aceite se separa en forma de emulsin. De este proceso resulta la torta o subproducto como consecuencia del prensado que es conducida al depsito. El aceite, con algo de agua y jugos de la semilla y con slidos de materia Vegetal es recogido en el tanque inferior de la prensa, de donde es tomado por la bomba montada en la armadura y pasado por el filtro prensa. El aceite se deposita en el tanque de retencin, donde se calienta a 65 C. Cuando este se encuentra casi lleno, se mezcla con soda custica y se alimenta al separador centrfugo. Este proceso de neutralizacin es necesario para eliminar la excesiva acidez del aceite. Se obtiene de esta manera el aceite crudo, el cual se almacena en tanque o depsitos de acero

inoxidable. Posteriormente, el aceite es sometido a diferentes procesos de refinado segn su

uso en la industria. La caldera provee el vapor necesario para el proceso de cocimiento. Las

cscaras y otros residuos vegetales son usados como combustible.

Descripcin del proceso de BIODIESEL a) Preparacin del metxido. Primero realizamos la dilucin en el tanque reactor con agitacin constate de 150 rpm del hidrxido de sodio en metanol. El metanol se transfiere con ayuda de una bomba desde el almacenamiento hasta el tanque reactor, tapar, encender el motor y agitar hasta que el hidrxido de sodio se disuelva por completo esto llevara alrededor de 25 a 30 minutos a temperatura ambiente, debido a que esta dilucin provoca una reaccin exotrmica no necesita de calor para disolver .La carga de la soda custica se har por medio de una tapa extrable en su parte superior y a granel es decir manualmente. b) Reaccin de transesterificacin. Es la parte fundamental del proceso de obtencin de biodiesel, en el tanque reactor se carga la

cantidad de aceite a procesar por parada, a este se la calienta hasta una temperatura de 40 C,

manteniendo una agitacin contante de 200 rpm, para luego descargar la solucin de

metxido de sodio, y dejar en agitacin durante 1 hora, con el fin de obtener la mejor

conversin.

d) Enfriamiento Luego de la hora de reaccin a la mezcla dejamos que se enfri hasta una temperatura de 25 a 30C, el cual se demora aproximadamente 30 a 40 minutos, una vez enfriada la reaccin se adicionar de 15 a 18 L de glicerina grado industrial, se agita por 5 minutos y esta mezcla se descarga en un separador de faces. d) Separacin de faces Descargado la mezcla de la reaccin en el separador de faces a este se debe dejar por aproximadamente 8 a 9 horas en reposo absoluto para la separacin de las faces, la separacin al principio tarda ya que la mezcla se mantiene caliente, pero a medida que esta se enfra la separacin se hace ms notoria, a partir de 3 a 4 horas se tiene una separacin de las fases de casi una 70% de la glicerina, esto hace que mientras se va separando las faces se puede ir descargando la glicerina, para as al momento de descargar el biodiesel, no se contamine con restos de glicerina que se encuentra en la paredes del separador de faces. e) Lavado Para uso comercial el biodiesel debe lavarse para as retirar los restos de glicerol e impurezas. Este lavado se hace con agua y una base con el fin de neutralizar el catalizador y facilitar su remocin. f) Secado El lavado del biodiesel introduce la necesidad de un secado del biocombustible para eliminar

los rastros de agua en suspensin que han escapado al decantado. El secador de biodiesel ser

igual al secador de aceite y todo el procedimiento de secado ser el mismo. Una vez secado, el

combustible pasar a la ltima etapa, la de filtrado

g) Filtrado Este pasar por una serie de filtros que irn aumentando su capacidad de filtrado hasta obtener un producto aceptable, luego de lo cual ser enviado a los tanques de almacenamiento. h) Almacenamiento Una vez elaborado, el producto, debe ser almacenado para su posterior utilizacin. Esta funcin ser cumplida por dos tanques de almacenaje a los cuales llegar el biocombustible mediante la presin suministrada por la bomba que se encuentra en la salida de los decantadores. Los tanques de almacenaje se dispondrn en la parte interior del recinto y alojarn el combustible hasta su utilizacin. i) Distribucin Finalmente se realizara la distribucin del producto siguiendo con normas de seguridad y de

calidad, para que el producto no se contamine con ningn agente contaminante

B. EXTRACCIN DEL ACEITE DE HIGUERILLA sin descascarado de semilla

Las semillas de la planta de higuerilla no es necesario pasarlas por mquinas descascaradoras, ya que estas son de tipo dehiscente (la cscara exterior de la semilla se cae sin necesidad de someterla a friccin). Despus, 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 extraccin el cual es descrito a continuacin.

Calentamiento: este proceso es para hacer ms frgil y fcil la compresin 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 C.

Extraccin 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.

Extraccin 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 concentracin de aceite inferior a la etapa anterior, para que as, en la ltima 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 extraccin con solvente. Adems, es enfriada con aire y enviada a la seccin de almacenamiento, para poderla utilizar como abona orgnico para el cultivo de la planta de higuerilla.

Recuperacin del solvente. El hexano de las etapas de procesamiento de la torta y de recuperacin 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 seccin de tratamiento de agua de la planta.

Desgomado del aceite. Los fosftidos 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 remocin continua de las gomas hidratadas en una centrfuga. Donde el aceite se seca al vaco y se enva a la neutralizacin. Las gomas colectadas en la fase acuosa son separadas del agua y retornadas al procesamiento de la torta.

Neutralizacin: debido a que los cidos grasos libres (AGL) presentes en el aceite puede conducir a la formacin de jabn. Por eso, el aceite de higuerilla desgomado se mezcla con soda castica diluida (aproximadamente de 9,5%) que reacciona con los cidos grasos libres formando jabones sdicos que al dejar la mezcla en reposo durante cierto tiempo, se separan y se extraen por centrifugacin. Cabe mencionar que en este proceso ocurre una pequea prdida de aceite de ricino ocasionada por la saponificacin.

+ 3 + 3

+ + Figura 7. Reaccin de la formacin de jabn Fuente: Autores

DESCRIPCIN DEL PROCESO DE OBTENCIN DEL BIODIESEL

Para la obtencin 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 d la reaccin de transesterificacin; los productos de sta son sometidos a una separacin, seguida de una serie de procesos de recuperacin y purificacin que dan como productos biodiesel, glicerina y cidos grasos libres. A continuacin se detalla cada una de las etapas del proceso mostrado en la figura 10. a. SISTEMA TRANSESTERIFICACIN. Se lleva a cabo la reaccin de transesterificacin del triglicrido proveniente del aceite de higuerilla con metanol (relacin molar 1:6), en presencia de hidrxido de sodio como catalizador, bajo condiciones de temperatura de 33 C. . El flujo de salida del reactor es introducido a un sistema de separacin que permite obtener una corriente rica en biodiesel y otra compuesta por los productos colaterales de la reaccin.

35()3 + 33 33 + 35()3

+ 33 + 3 Figura 9. Reacciones para el sistema de reaccin Fuente: Autores b. NEUTRALIZACIN. 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 cido clorhdrico al 10%, originando metanol y sal (figura D4), los cuales junto con el biodiesel son llevados a una seccin de lavado.

3 + 3 + Figura 10. Reaccin de neutralizacin

Fuente: Autores

c. LAVADO. La corriente rica en biodiesel se lava con agua a 70C en un sistema contracorriente para retirar las sales presentes y las impurezas solubles aprovechando la diferencia de densidad existente. d. PURIFICACIN DEL DIESEL. Est conformada por un par de evaporadores instantneos que tiene como objetivo dejar el biodiesel con una composicin final de agua de 0.05% tal como lo exigen los estndares internacionales; previo al paso por los evaporadores el fluido es llevado a un sistema de calentamiento y a una vlvula para garantizar la vaporizacin. El vapor de agua obtenido por el tope de los evaporadores es comprimido y posteriormente enviado al sistema de tratamiento.

e. OBTENCIN DE LOS CIDOS GRASOS. Los fondos de los sistemas de separacin ubicados despus del reactor y los fondos provenientes del lavado son mezclados con una corriente de cido clorhdrico (10%) con el fin de convertir los componentes jabonosos en cidos grasos libres, los cuales son sometidos a una separacin y retirados como co-producto del proceso. La otra corriente saliente del sistema de separacin se lleva a un calentador que le suministra las condiciones necesarias de la corriente de entrada del evaporador instantneo.

+ + Figura 11. Reaccin para la obtencin de AGL Fuente: Autores f. RECUPERACIN DEL METANOL. Para evitar que la reaccin de transesterificacin se devuelva se eligi separar hasta esta instancia el metanol de los dems componentes de las corrientes. La tecnologa de recuperacin seleccionada fue la destilacin, mecanismo que debe garantizar que la composicin del metanol de salida sea de 99%. g. PURIFICACIN 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 separacin de donde sale una corriente de glicerina con una composicin de 80% y una corriente de tope de agua, las cuales son sometidas a enfriamiento para enviarlas a los respectivos destinos finales.

5.2.1. Diagrama de Flujo. Resea Tcnica de los Procesos

Descripcin del proceso de aceite de higuerilla con descascarado de la semilla

Descripcin del proceso de BIODIESEL

Descripcin del proceso de aceite de higuerilla sin descascarado de la semilla

Figura 6. Extraccin del aceite de higuerilla

Descripcin del proceso de BIODIESEL

Figura 8.Diagrama de bloques del proceso Fuente: Autores

Extraccin por prensado

Hexano

Procesamiento torta.

Recuperacin del aceite.

Recuperacin del solvente.

Desgomado

Aceite crudo

Neutralizacin

Aceite Pre -

tratado

Torta

Obtencin del ester

Aceite de higuerilla Metanol

Catalizador

Transesterificacin del aceite de higuerilla.

Separacin de fases.

Purificacin del biodiesel

Neutralizacin del catalizador y rompimiento del jabn, con cido clorhdrico.

Lavado de sales residuales. Secado del biodiesel.

Purificacin de la glicerina

Rompimiento del jabn. Separacin del metanol. Secado de la glicerina

Recuperacin del metanol

Destilacin del metanol.

Biodiesel

Glicerina

Metanol

5.2.2. Equipos y maquinaria.

Los equipos que se utilizan son:

papel filtro Schelicher & Schuell microScience de 602 Rundfilter dimetro 110mm

se destila la mezcla a presin (en un rotaevaporador) para separar el aceite y el

solvente (hexano).

Una centrfuga marca MSE Mistral 1000 a temperatura ambiente y 3500 rpm durante

un tiempo de 15 minutos (para limpieza de aceite optenido)

El biodiesel obtenido se destil a presin reducida en un rotaevaporador marca HEIDOLPH 2 a una presin de 460 mmHg y una temperatura de 55 C (Ver figura 31).

5.2.3. Caractersticas de operacin. Parmetros de control de proceso.

De Control de Calidad Se realizar el control de calidad constante durante todo el proceso a fin de que estn dentro

de los rangos establecidos por OSINERMING y las normas vigentes a nivel nacional e

internacional, en la figura 36 se muestra los principales procesos a tomar en cuenta.

5.2.4. Residuos Industriales. Impacto ambiental. Mitigacin.

De Gestin Ambiental Tenemos como objetivo prioritario garantizar un desempeo ambientalmente sostenible del biocombustible, apoyados en la norma ISO 14001; conduciendo las operaciones, protegiendo la integridad fsica y la salud de su personal y la de terceros, logrando al mismo tiempo una adecuada conservacin del medio ambiente. El entrenamiento y la capacitacin son la base para mejorar en forma continua las operaciones, la seguridad de las mismas y su relacin con el medio ambiente. Esta determinacin est sustentada por el compromiso de su Direccin y en el convencimiento de:

Promover la generacin de conocimiento en temas ambientales para desarrollar, actualizar y adoptar instrumentos de planeacin y gestin ambiental en la cadena productiva de biocombustibles.

Incentivar esquemas de certificacin que destaquen en el mercado nacional e internacional.

Coordinar y participar con el gobierno regional en la zonificacin integral de reas para el establecimiento de cultivos para la obtencin de combustibles, instrumentos de planificacin territorial, ambiental y elementos de ecoeficiencia.

Programas de fortalecimiento institucional dirigido a las autoridades ambientales competentes y responsables sectoriales.

6. Conclusiones.

Con la bsqueda de informacin referente a la higuerilla, notamos que se estn realizando

estudios de evaluacin y adaptacin de la higuerilla a las condiciones climatolgicas y

edafolgicas del Per, es por esta razn que actualmente no hay industria nacional que

produzca en base a esta materia prima.

7. Anexo

7.1. De equipos y maquinarias.

Equipos de proteccin personal a.. Proveedor: 3M es una empresa de tecnologa diversificada que atiende a clientes y comunidades con productos y servicios innovadores. Cada uno de sus siete mercados ha obtenido posiciones lderes en el mercado global. 3M no slo ofrece calidad en productos, sino que se preocupa por colaborar con sus clientes para que stos logren el buen uso de los equipos de proteccin personal por parte de los colaboradores de cada empresa. Los programas de entrenamiento de 3M son diversos, incluyendo teora y aplicaciones prcticas en el desarrollo de los mismos. La empresa nos abastecer con equipos de proteccin personal as como artculos de computacin y oficina. b. Maquinara y equipo Maquinaria y equipo

Biodisel Lnea completa Proveedor: Tianjin Shengxinhai Chemical Co. Nacimos en el ao en el ao 2005 como Empresa Metal Mecnica, dedicada exclusivamente a la fabricacin de Maquinarias para la elaboracin de Biodiesel. Sistema discontinuo (Bach), con propia de una produccin horaria de 300 litros de biocombustible. Brindan adems asesoramiento integral para la instalacin de Planta de produccin de

Biodiesel llave en mano, y la ms completa capacitacin al personal que operar en la

fabricacin del combustible ecolgico.

Aceite Limpiadora de Grano Proveedor: Shijiazhuang Sanli Grain Sorting Machinery Co Shijiazhuang Sanli Grain Sorting Machinery Co., Ltd. integra la investigacin, para el desarrollo, la produccin y la venta de semillas de mquinas de procesamiento y dejar de lado del producto mquinas para el tratamiento. Nuestra empresa es un importante fabricante de semillas de mquinas de procesamiento en china con la fuerza tcnica fuerte, de alta capacidad r&d, con experiencia y personal profesional y el equipo avanzado y la tecnologa. Precio: $6,800. Horno para grano Proveedor: Jinan Adasen Trade Co Jinan Adasen Trade Co., Ltd. es un moderno y completo de la empresa que se especializa en la produccin y el comercio de exportacin. La empresa se especializa principalmente en la

exportacin de equipo de microondas, calor- resistente de acero especial de piezas de fundicin, el desgaste- resistente de acero especial de piezas de fundicin, la corrosin- resistencia especial de piezas de fundicin de acero, piezas de la caldera (rejilla, boquillas etc.), la caldera de maquinaria auxiliar, maquinaria de construccin (mezcladoras cemento/hormigoneras, transportadores de tornillo), maquinaria de alimento, y otros Precio: $ 24 000. Descascaradora Proveedor: Henan Sunrise Import And Export Trading Co. - China La empresa est especializada en la fabricacin, y exportacin de mquinas para la agricultura,

prensa de aceite mquinas, la biomasa carbn vegetal mquinas, madera de mquinas de

procesamiento, mquinas de alimentos y otros la energa- ahorro y medio ambiente- amigable

productos. Sus productos han pasado ISO9001:2000 de gestin de calidad sistema de

certificacin. Todo el equipo tiene buena calidad, de alta eficiencia y un rendimiento duradero.

Con el lema servicio de" honesto y de confianza", ha establecido una buena y estable de

relacione de cooperacin con clientes nacionales y extranjeros. Precio: $6200.

7.2. De productos.

Materia Prima:

Semilla de Higuerilla Los proveedores para la semilla de higuerilla estn enfocados en los productores agropecuarios de las provincias de San Marcos y Cajabamba, segn el censo agropecuarios del 2012 el 75% son hombres y el 25% mujeres, el 98% son personas naturales, el 76% estn entre la edad de 25 a 65 aos; sus fuentes de ingresos provienen del 84,1% de su actividad mencionada. Se tomar en cuenta los agricultores de los distritos especficos de San Marcos y Cajabamba, donde se plantea sembrar la higuerilla segn su capacidad de uso mayor.

Hexano 99% Proveedor: Tianjin Jixin Industrial & Trade Co. China Tianjin Jixin Industrial & Trade Co., Ltd. fue creada en 1999, persiguiendo el principio de" poniendo la calidad y prestigio en el primer lugar" Precio FOB: $900 1300 por tonelada

Metanol Proveedor: Jinan Qianyue Chemical Dept Jinan Qianyue Chemical Dept. es un fabricante de productos qumicos con bien-

equipadasinstalaciones de pruebas y la fuerza tcnica fuerte.

Nuestros productos son ampliamente reconocidos y de confianza por los usuarios siempre y ajustar de forma continua a cambio de necesidades econmicas y sociales. Precio: $300 400 por tonelada

Hidrxido de sodio Proveedor: Tianjin Shengxinhai Chemical Co

Fue construido en 1998 y produce principalmente productos qumicos inorgnicos, como la soda custica en diferentes grados de pureza y las apariencias ( 96%, 99% y copos de, slido, repiques); sulfito de sodio anhidro, bisulfito de sodio, metabisulfito de sodio, sulfato de magnesio hepta y as sucesivamente. La cosa ms importante es que el transporte de nuestra empresa es bastante conveniente. Hasta ahora, hemos establecido buenas relaciones de negocios con una gran cantidad de clientes de todo el mundo. Le invitamos a visitar nuestra empresa. Precio FOB: $400 $700 por tonelada.

8. Referencias.

https://biod2.files.wordpress.com/2010/11/proyecto-langreo-asturias-espac3b1a-de-

cooperativas-ayuda-mutua.pdf

http://www.bibliodigital.udec.cl/sdx/UDEC4/tesis/2009/belmar_g/doc/belmar_g.pdf

http://www.inia.uy/Publicaciones/Documentos%20compartidos/18429261109141949.pdf

http://www.mag.gov.py/dgp/ISA%20TARTAGO%202005%202006.pdf

http://www.biodiesel.com.ar/download/Ricino_BiodiselArgentinaWeb.pdf

http://www.colbio.com/productos-y-servicios/higuerilla-o-ricino/

http://inta.gob.ar/documentos/la-produccion-de-tartago-un-cultivo-sustentable-y-de-renta-

para-el-norte-argentino/at_multi_download/file/INTA-

La%20Prduccion%20de%20Tartago%20un%20cultivo%20Sustentable%20y%20de%20Renta%2

0para%20el%20Norte%20Argentino.pdf

http://pe.prensadehoy.com/videos/vid6E_22QEV8TU.html

http://www.sertox.com.ar/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=521

http://aceitericino.blogspot.com/

http://refi.upnorte.edu.pe/bitstream/upnorte/196/1/Sandra%20Campos%20y%20Shirley%20S

alazar.pdf

http://orton.catie.ac.cr/repdoc/A5218E/A5218E.PDF

http://www.fresno.org.co/socializacionPG/docreferencia/biocombustibles/biodiesel_higuerilla

.pdf

http://orton.catie.ac.cr/repdoc/A5218E/A5218E.PDF