Biodiesel Terminado
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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
BIODIESEL A PARTIR DE
ACEITES VEGETALES USADOS
PROCESOS INDUSTRIALES I
TACNA – PERÚ
2018
UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN......................................................................................................................4
JUSTIFICACION:......................................................................................................................6
MARCO TEORICO...................................................................................................................9
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN..............................................................9
2. BIODIESEL...................................................................................................................11
3. ACEITE VEGETAL......................................................................................................12
MARCO OPERATIVO............................................................................................................15
ANÁLISIS DE COSTOS..........................................................................................................23
3. Sistema de Costeo..........................................................................................................23
4. Periodo de Costeo..........................................................................................................23
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BIBLIOGRAFIA......................................................................................................................24
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INTRODUCCIÓN
La presente investigación busca desarrollar el estudio de pre – factibilidad para una planta que
elaborará biodiesel a partir de aceites usados de restaurantes, fastfood, pollerías, entre otros.
La tendencia a un mayor consumo de frituras o comida rápida por la población y la mayor
cantidad de establecimientos de comida, ha causado que se tenga mayor cantidad de aceites
usados, producto de la preparación de alimentos.
Así mismo, el presente trabajo tiene por finalidad cumplir con el trabajo encargado por el
docente. El contenido se divide tres capítulos, el primero con datos históricos y justificación,
el segundo con un marco teórico y el tercero con el marco operativo.
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El aceite vegetal tiene un gran uso en los hogares, centros e instituciones, hostelería, etc. La
gran parte en que son usados estos aceites es en las frituras donde sufren cambios y
alteraciones químicas que resultan innecesarias y son desechadas al alcantarillado u otros
elementos de la red de saneamiento, es por eso que son una fuente de contaminación de aguas
de ríos, lagos, etc.; causando problemas en las redes de saneamiento de las PTAR, por lo que
es necesario evitar este tipo de contaminación mediante una correcta gestión.
Por otro lado, en varias publicaciones acerca de la contaminación por aceites usados, se dice
que un litro de aceite contamina mil litros de agua.
Desde tiempos atrás se vio el agotamiento de los combustibles fósiles y esto llevo al aumento
de precio del barril de petróleo, esto afecto a toda la economía del mundo y en particular a la
economía de nuestro país ya que al incrementar el costo del petróleo aumentaron los costos de
los productos de primera necesidad.
El uso de combustibles fósiles emite una gran cantidad de dióxido de carbono y otros gases
que son perjudiciales para el medio ambiente y esto contribuye al efecto invernadero.
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JUSTIFICACION
o Una forma de frenar los impactos negativos para la economía y el medio ambiente, es
la sustitución de los combustibles fósiles por las energías renovables como: E. eólica,
E. solar, E. hidráulica, E. mareomotriz, E. geotérmica, entre otros.
El costo de la
degradación
ambiental en el Perú
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es más alto que en otros países con niveles de ingreso similares. Estudios del costo de la
degradación ambiental, demuestran que el valor monetario de la elevada morbilidad y
mortalidad típicamente se encuentra debajo del 2% del PBI en otros países, cuando en Perú
es del 2.8% del PBI.
Sin embargo los daños ambientales equivalen a un 4 % de su PBI. (2016)
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o En las síntesis del biodiesel, el uso de aceite usado presenta una serie de ventajas
económicas/ambientales, ya que se reduce el costo de las materias primas en gran
medida y se evita chocar con la problemática alimenticia que existe debido a los
aceites vegetales vírgenes. Además, desde el punto de vista de energía proveniente de
residuos, los aceites usados son una de las materias primas atractivas por ser fácil su
reciclaje y disposición.
MARCO TEORICO
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
El uso por primera vez de aceites vegetales como combustibles, se remontan al año de 1900,
siendo Rudolph Diesel, quien lo utilizara por primera vez en su motor de ignición -
compresión y quien predijera el uso futuro de biocombustibles.
Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se llevaron a cabo en 1982 en Austria y
Alemania, pero solo hasta el año de 1985 en Silberberg (Austria), se construyó la primera
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planta piloto productora de RME (Rapeseed Methyl Ester - metil éstero aceite de semilla de
colza).
Hoy en día países como Alemania, Austria, Canadá, Estados Unidos, Francia, Italia, Malasia
y Suecia son pioneros en la producción, ensayo y uso de biodiesel en automóviles.
En muchas de estas iniciativas los cultivos para obtener la materia prima necesaria para la
producción de biodiesel son monocultivos donde se aplican grandes cantidades de
agroquímicos y que además, requieren de grandes extensiones de tierra que pueden ser
utilizadas para la producción de alimentos o que sustituyen ecosistemas naturales.
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Estudio de pre factibilidad para la implementación de una planta de biodiesel a base de aceites
usados en Lima - La presente tesis busca desarrollar el estudio de pre – factibilidad para una
planta que elaborará biodiesel a partir de aceites usados de restaurantes, fastfood, pollerías,
entre otros. En la planta se produciría biodiesel puro (B100) y se mezclaría este con diesel 2
en las proporciones que se han reglamentado, este biodiesel se obtendría de una materia prima
sin costo o bajo costo, ya que no es reutilizable por la empresa que les venda el aceite usado.
(Godinez, 2013)
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La industria de los biocombustibles tuvo un gran desarrollo en los últimos años en Argentina,
siendo hoy el principal exportador mundial y el tercer productor mundial de biodiesel.
2. BIODIESEL
Las propiedades del biodiesel son muy similares a las del GAS OIL de origen fósil, en cuanto
a densidad, número de cetanos, eficiencia y rendimiento de los motores gasoleros (diesel),
destacándose que el biodiesel presenta un punto de inflamación superior.
Por todo ello, el biodiesel puede mezclarse con el gas oil en cualquier proporción que se
desee: B5 – B10 – B30 – B50, etc. e inclusive sustituirlo totalmente: B-100.
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La ASTM (American Society for Testing and Material Standard) describe al biodiesel como
ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de cadena larga, derivados de lípidos tales como
aceites vegetales o grasas de animales, y que se pueden emplear en motores de ignición de
compresión o sea los motores del tipo “Diesel”.
Sin embargo, los ésteres más utilizados, son los de metanol y etanol (obtenidos a partir de la
transesterificación de cualquier tipo de aceites vegetales o grasas animales) debido a su bajo
costo y sus ventajas químicas y físicas. En cuanto a la utilización del biodiesel como
combustible, podemos señalar que las características de los ésteres son más parecidas a las del
diesel que las del aceite vegetal sin modificar y además el índice de cetanos de los ésteres, es
superior, siendo los valores adecuados para su uso como combustible.
3. ACEITE VEGETAL
El consumo promedio per cápita del aceite vegetal no es homogéneo por ámbito geográfico.
Así, por área de residencia, el área rural tiene el mayor consumo con 900 mililitros más que
en el área urbana que tiene el menor consumo promedio per cápita con 6 litros 300 mililitros
al año. Por región natural, la Selva tiene el mayor consumo promedio per cápita con 800
mililitros más que los residentes de la Sierra donde el consumo es menor con 6 litros 300
mililitros al año.
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MES 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Ene 49.02 57.69 56.18 57.63 55.65 68.97 70.58 73.25 82.09 91.4
Feb 49.1 53.24 55.54 53.92 63.88 69.45 74.77 80.56 87.98 93
Mar 48.18 57.03 57.07 61.98 60.04 60.44 69.63 85.15 93.69 89.8
Abr 56.4 66.88 64.36 53.88 64.42 70.02 76.26 80.73 98.67 93.3
May 53.71 69.25 58.91 60.18 62.98 77.6 75.09 79.29 90.99 94.4
Jun 53.72 70.77 55.04 59.63 67.38 65.49 77.13 82.82 91.06
Jul 55.98 69.08 56.76 58.22 65.55 74.01 75.56 85.53 93.29
Ago 51.33 67.26 57.05 57.56 66.28 80.35 76.33 81.42 102.93
Sep 55.46 64.48 57.87 65.01 67.84 79.21 79.91 87.9 98.42
Oct 60.7 63.97 58.39 64.08 68.95 77.83 85.72 85.45 97.46
Nov 60.89 62.64 66.29 61.75 68.35 75.59 85.43 88.93 91.42
Dic 56.73 62.53 60.21 61.39 67.69 75.66 83.2 90.47 102.54
PROM 54.27 63.74 58.64 59.6 64.92 72.89 77.47 83.46 94.21 92.38
Fuente: Ministerio de Energía y Minas MBDC = Miles de barriles por día calendario
MARCO OPERATIVO
Los problemas medioambientales son consecuencia entre otros del elevado consumo de
combustibles fósiles, que generan altas emisiones de CO2 y amenazan con el cambio
climático.
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El uso de biodiesel presenta importantes ventajas frente a otros combustibles derivados del
petróleo, su índice de cetano es más alto que el del diesel de petróleo, no contiene azufre,
reduce las emanaciones de CO, CO, partículas e hidrocarburos aromáticos, en caso de
accidente los vertidos son menos contaminantes que los de combustibles fósiles, es
biodegradable y su transporte y almacenamiento resulta más seguro que el de los
petroderivados ya que posee un punto de ignición más elevado.
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d) La práctica se realiza con aceite de girasol comercial y también con aceite usado u
otras grasas que los alumnos traen de su casa; de esta manera cada equipo de trabajo
parte de un “reactivo” diferente, con lo que los productos obtenidos serán de
características distintas, esto da mucho juego a la hora de la puesta en común de los
resultados obtenidos por cada equipo de trabajo.
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Para que transcurra la reacción se ponen en contacto los reactivos triglicéridos y metanol, con
el catalizador, se mezclan a 40ºC durante 20 minutos, y se deja en reposo 24 horas, en ese
tiempo los productos se separan. Los alumnos en el laboratorio realizan esto utilizando un
embudo de decantación como se muestra:
Disolver 1g de sosa en 100ml de metanol, con mucha precaución, la sosa es muy corrosiva,
desprende calor y vapor al disolverse, disolver en un matraz erlenmeyer de 500ml tapado con
algodón graso. Agitar con cuidado haciendo girar el matraz.
Calentar 250ml de aceite a 40ºC en un vaso de precipitado sobre una placa calefactora. Añadir
lentamente y con mucho cuidado la sosa en metanol agitando con una varilla de vidrio. Agitar
durante 10 minutos.
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Trasvasar todo el contenido del vaso al embudo de decantación y dejar reposar a temperatura
ambiente durante 24 h. Se separan dos fases con una interfase, glicerol abajo y biodiesel
arriba.
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Existen otros proveedores de tecnología tales como Axens, Ballestra, Biodiesel Industries,
Cimbria-Sket/Bratney, EKOIL, Energea, etc.
Las diferencias técnicas del proceso de obtención de biodiésel a partir de aceites vegetales y
mediante transesterificación radican principalmente en los parámetros de reacción y en las
etapas de purificación de los ésteres metílicos y la recuperación del metanol y tratamiento de
los subproductos (glicerina y abono).
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o BDI
o Lurgi
o Desmet
o Energea y
o Conneman, que han construido varias plantas.
La tecnología de BDI admite diferentes materias primas incluidos los aceites vegetales
usados, grasas animales y sebo. Han construido 10 plantas principalmente en Austria, los
países del este y una en España.
La tecnología que ofrece Westfalia es la misma que ha desarrollado Connemann (Alemania).
Axens comercializa la tecnología desarrollada por el IFP (Francia).
La tecnología desarrollada por Energea es modular y el proceso es
continuo CTER (Continuous TransEsterificaction Reactor), la principal ventaja de ésta
tecnología es que el tiempo del proceso se reduce y se obtiene un biodiésel que cumple con
las normas exigidas. Han construido dos plantas (Austria e Inglaterra).
La tecnología de Lurgi ha construido una planta en España (Acciona biocombustibles).
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ANÁLISIS DE COSTOS
Objetivo general
Objetivos específicos
3. Sistema de Costeo
El sistema de costeo a realizar es el costeo convencional.
4. Periodo de Costeo
El periodo de costeo será anual.
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Costo de insumos
Insumos por un Galón Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
Sulfato férrico 56,617 59,760 62,903 73,971 77,491
5,579,00
Metanol (Gls.) 5,888,720 6,198,432 7,289,122 7,636,000
8
Hidróxido de Potasio 362,743 382,880 403,017 473,933 496,487
Total con IGV 5,998,36
6,331,360 6,664,353 7,837,026 8,209,978
(S/.) 8
Total sin IGV 5,083,36
5,365,559 5,647,756 6,641,548 6,957,608
(S/.) 2
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Costos fijos
Gerente de Ventas y
300,825 309,850 319,145 328,720 338,581
Marketing
Depreciación Maquinaria y
426,895 426,895 426,895 426,895 426,895
Equipo
Depreciación Equipos de
5,595 5,595 5,595 5,595 5,595
Procesamiento de Datos
Depreciación Muebles y
1,235 1,235 1,235 1,235 1,235
enseres
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Amortización
14,136 - - - -
Estudios/Investigación
Amortización Gasto en
23,559 - - - -
constitución de la empresa
Costos variables
Descripción Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
Aceite Usado (S/.) 2,394,835 2,527,782 2,660,728 3,128,916 3,277,816
Insumos (S/.):
Sulfato férrico,
metanol e 5,083,362 5,365,559 5,647,756 6,641,548 6,957,608
hidróxido de
potasio
Punto de Equilibrio
Descripción Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5
Costo Total (S/.) 12,468,316 12,872,791 13,310,808 14,790,903 15,268,558
Costo Fijo Total
4,990,118 4,979,450 5,002,323 5,020,439 5,033,134
(S/.)
Costo Variable
7,478,198 7,893,341 8,308,485 9,770,463 10,235,424
Total (S/.)
Costo Variable
3.67 3.67 3.67 3.67 3.67
Unitario (S/.)
Precio (S/.) 6.78 6.78 6.78 7.63 7.63
Q* equilibrio
1,605,724 1,602,291 1,609,651 1,269,338 1,272,547
(Galones)
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BIBLIOGRAFIA
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Castro Pareja, P. (2007). Opciones para la producción y uso de biodiesel en el Perú. Lima,
Perú: Soluciones Prácticas – ITDG
Kolke, R. & Walsh, M.P. (2003). Combustibles y Tecnologías vehiculares más limpios.
Eschborn, Alemania: GTZ.
Gestión ambiental de aceites usados (Ago – Set 2003). Ingeniería & Medio ambiente, 17 -18.
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Escuela Profesional de Ingeniería Industrial
Neila, F. (2000). La acumulación de las energías renovables. Madrid, España: Instituto Juan
de Herrera
Alarcón, W. (2002) Barreras para el desarrollo de las energías renovables en el Perú. América
renovable, 9 – año 5, 25 – 26.
De páginas web:
o https://www.construmatica.com/construpedia/Tecnolog
%C3%ADas_para_Obtener_Biodi%C3%A9sel
o file:///C:/Users/user/Downloads/422-Texto%20del%20art%C3%ADculo-1650-1-10-
20130903.pdf
o https://www.researchgate.net/profile/Mercedes_Alacid/publication/277110360_Ensen
ando_tecnologias_biodiesel_a_partir_de_aceites_usados/links/5630d10d08aef3349c29
f839/Ensenando-tecnologias-biodiesel-a-partir-de-aceites-usados.pdf
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o http://siteresources.worldbank.org/INTPERUINSPANISH/Resources/Resumen_Ejecu
tivo_FINAL_publicado_corregido_Junio_11.pdf
o https://www.researchgate.net/figure/Figura-3-Costos-del-Dano-a-la-Salud-Ambiental-
en-el-Peru-miles-de-millones-de-soles-por_fig2_326022510
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