Modelación matemática de una planta para la producción de biodiésel 

Por Ing. Armando A. Díaz García*, M.Sc. Ing. José A. Sotolongo Pérez** y Lic. Sofía Montes de Oca López**

* Profesor Titular de la Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Avenida de Las Américas s/n, 

Santiago de Cuba, Cuba.Tel.: (53 21) 327104.

e-mail: armando@catedes.gtmo.inf.cu** Centro de Aplicaciones Tecnológicas para el Desarrollo Sostenible (CATEDES), 

Oriente No. 756 e/ Prado y Jesús del Sol, Guantánamo, Cuba.Tel.: (53 21) 326489.

e-mail: sotogtmo@enet.cu y sofia@catedes.gtmo.inf.cu

 

Resumen En el presente trabajo se presenta la modelación matemática de una planta de producción de biodiésel de menos de 500 toneladas anuales. Se desarrolla la modelación matemática de los rendimientos y características productivas de las semillas para la siembra de Jatropha curcas y se obtienen, además, todos los datos necesarios para la evaluación económica de la planta para una producción dada, como hectáreas que se deben sembrar, peso de semillas a cosechar, peso de torta, peso de aceite, etcétera. 

A partir de la capacidad necesaria, y teniendo en cuenta la tecnología propuesta, se desarrolla la modelación matemática de las capacidades de los equipos necesarios y la magnitud de las corrientes de los fluidos involucrados en el proceso de acuerdo con el diagrama de flujo de la planta; se obtuvo un listado de las capacidades necesarias para los principales equipos involucrados en el proceso, así como de la magnitud de los flujos másicos y volumétricos de todos los materiales en el proceso. 

Finalmente, se modela matemáticamente el estimado del costo de la planta con 20% de aproximación, con vistas a determinar en próximos cálculos la factibilidad del proceso. La modelación de la planta se presenta programada en hojas Excel y permite el cálculo del estimado de costo de la planta y las características principales del proceso para cualquier capacidad planteada (menor de 500 ton/año). Palabras clave: Modelación matemática, producción de biodiésel, Jatropha curcas. 

Introducción Uno de los rasgos predominantes en los cálculos industriales de hoy es la necesidad de disponer de programas de computación que permitan de una forma rápida, económica y segura estimar las magnitudes de las corrientes de los materiales involucrados en cada una de las líneas de proceso, así como las capacidades de los equipos principales y el estimado del costo de la planta para cualquier producción planteada. 

La modelación matemática de los cálculos del proceso de producción permite establecer la relación entre las variables, de modo que sea posible conocer las relaciones cuantitativas. 

En este caso, la producción de biodiésel está estrechamente relacionada con necesidades agrícolas, tecnológicas y económicas, y se hace preciso llevar a cabo programas de computación capaces de estimar necesidades de terreno, capacidades tecnológicas y las necesidades económicas. 

En este trabajo se desarrolla un programa de computación en Excel que permita hacer un estimado del costo de plantas de capacidad semiindustrial (menor de 500 toneladas anuales) para la producción de biodiésel a partir de aceite de semillas de Jatropha curcas, según la tecnología de transesterificacion utilizando metanol. 

En esta trabajo se exponen los fundamentos del método para la modelación matemática de la planta para la producción de biodiésel utilizando como herramientas los índices de producción agrícolas, balances de materiales, dimensionamiento de equipos y cálculos económicos, utilizando la programación en hojas Excel. 

Con este trabajó se evita la necesidad de llevar a cabo estudios en plantas pilotos, lo que resulta costoso y necesita de mayor tiempo para el desarrollo del proyecto final de