Diseño y simulación de una planta para la producción de biodiésel a partir de Jatropha curcas L. en el departamento de Bolívar

Conceptual design and simulation of a biodiesel production plant from Jatropha curcas L. in the department of Bolivar

En los últimos años los biocombustibles han sido estudiados como una alternativa frente al uso de combustibles fósiles. Dentro de las recientes fuentes de producción de biodiésel se destaca la Jatropha curcas L. (J. curcas) cuyo aceite no es comestible, tiene buenos rendimientos, presentando con esto mayores ventajas que las materias primas tradicionales. En el presente trabajo se desarrolló un diseño conceptual y simulación del proceso de producción de biodiésel a partir del aceite de J. curcas, mediante la simulación de sus etapas en el software HYSYS®. Para este estudio, se trabajó con 11000kg/h de aceite como materia prima, se tuvo en cuenta una etapa de esterificación debido a los altos contenidos de ácidos grasos libres (FFA) presentes en este aceite y se emplearon diversos modelos termodinámicos, lo cual permitió obtener un biocombustible con una composición mayor al 98% (masa) en metilésteres. En cuanto a las propiedades fisicoquímicas del aceite y biodiésel obtenido por la simulación y correlaciones para la estimación de propiedades, se apreció concordancia con los datos experimentales reportados por diferentes autores, así como por normas ASTM D6751 y el Estándar Europeo EN-12214 que regulan sus características. Estos resultados permitieron identificar a la J. curcas como una alternativa viable para la producción de biocombustibles, y su posible implementación a escala industrial en el departamento de Bolívar, al no poner en riesgo la seguridad alimenticia y propiciar la producción de biocombustibles en Colombia a partir de fuentes vegetales no comestibles.

Introducción

El biodiésel se ha perfilado como una alternativa prometedora al diésel convencional, por sus buenas características como combustible, por ser biodegradable, renovable y a que presenta menores perfiles de emisión, entre otras. Este se produce en gran medida a partir de aceites vegetales comestibles como: aceite de palma, girasol, soya, entre otros, generando, en algunos casos, competencia con la industria alimenticia. Por lo anterior, se han llevado a cabo investigaciones hacia la búsqueda de nuevas fuentes de aceites no consideradas fuentes alimenticias, como Croton megalocarpus, Moringa oleífera, Jatropha curcas L. y las microalgas , con buenos rendimientos y que presenten menos inconvenientes que las materias tradicionales actualmente usadas.

De manera particular se  puede  hacer  énfasis en el aceite de J. curcas que al presentar algunas ventajas sobre las  tradicionales  como no ser comestible, crecer en tierras marginales y degradadas, requerir poca agua para su crecimiento, entre otras, puede ser una buena fuente para la producción del biocombustible. Por consiguiente y dado que muchas de las áreas en la región Caribe, como en el departamento de Bolívar, no presentan las mejores condiciones para la siembra de alimentos, el uso de estas tierras para la implementación de cultivos de J. curcas podría ser beneficioso para la región, en el eventual caso de contar con una planta productora de biodiésel a partir de este aceite, como la  propuesta  en este trabajo, pues contribuiría a la generación de empleos, competitividad en la región y aumento de la producción de biocombustibles en el país.