biodiesel: materias primas
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BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIOMT 1
Informe de resultados obtenidos en el centro de investigación de materias primas con potencialidad para la producción, desarrollo y control de calidad de biodiesel
BIODIESEL Materias primas
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BIODIESEL Materias primasInforme de resultados obtenidos en el centro de investigación de materias primas con potencialidad para la producción, desarrollo y control de calidad de biodiesel
Agosto, 2011Esta investigación ha sido realizada por el Analista Industrial Eugenio Ortiz, el Ing. Luis Servín y el Ing.Ramón Fariña de la Federación de Cooperativas de Producción (Fecoprod). Este documento ha sido editado por Melisa Martínez y diseñado por Manuel González. Las fotografías corresponden al archivo del “Proyecto para la Instalación de un Centro de Investigación de materias primas con potencialidad para la producción, desarrollo y control de calidad de Biodiesel”.
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Contenido
1 ANTECEDENTES 6
1.1 Reseña del proyecto de biodiesel FECOPROD 8
2 BREVE PANORAMA DEL BIODIESEL A NIVEL REGIONAL Y NACIONAL 10
3 BIODIESEL: CONCEPTOS Y CARACTERIZACIÓN 14
3.1 Definición 16
3.2 Procesoquímicodeproducción 16
3.3 Ventajasdelbiodieselencomparaciónalgasoil 16
3.4 Biodiesel y sus mezclas 17
4 ESTÁNDARES Y NORMAS DE CALIDAD DEL BIODIESEL 18
4.1 Controlesycuidadosqueaseguranlacalidaddelbiodiesel 20
4.2 Identificacióndelosprocesosanalíticosysusrespectivosestándaresdecalidad 20
5 MATERIA PRIMA PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL 22
6 MATERIALES Y MÉTODO UTILIZADOS PARA LA SELECCIÓN Y ANÁLISIS 26
6.1 Criteriosaplicadosparalaseleccióndelasoleaginosasenelproyecto 28
6.2 Metodología 28
7 DETERMINACIONES Y MÉTODOS UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS FÍSICO - QUÍMICO 32
8 RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICOS 36
8.1 Resultadosobtenidosdelosaceites 39
8.2 Factoresqueafectanalacalidaddelaceite 44
8.3 Resultadodelosanálisisquímicosdelosgranos 45
8.4 Resultadosdelosanálisisparcialesdelasdiferentesmuestrasdebiodiesel 47
8.5 ResultadoscomparativosentrelasdiferentesmuestrasdebiodieselylaNP16.018.05 48
9 CONCLUSIONES 50
10 BIBLIOGRAFÍA 51
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Antecedentes1
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físico–químicosrealizados,tan-todeaceitesygranos, comodedistintasmuestras de biodiesel,proporcionadasporsociosdelascooperativasyempresasaliadas.
1.1 Reseña del proyecto de biodiesel Fecoprod
Elmarcolegalparalaproduc-ción de los biocombustiblesya se encuentra establecidotanto en la Ley N° 2.748 DeFomentoDeLosBiocombusti-blesyenelDecretoN°7.412,dondeseestablecenlasespe-cificacionestécnicasquedebecumplir el biodiesel.
Sin embargo, en nuestro paísaún no existe un laboratoriocon la capacidaddecertificarlacalidaddelbiodiesel,lacualestábasadaenlamedicióndevalores físico-químicos comocontenido de ester, viscosi-dad,puntodeinflamación,nú-merodecetano,entremuchos
Parcela experimental de Cetapar.
El presente estudio se reali-zaenelmarcodel “ProyectoparalaInstalacióndeunCen-trodeInvestigacióndemate-riasprimasconpotencialidadpara la producción, desarro-llo y control de calidad debiodiesel”, impulsado por laFederación de Cooperativasde Producción (Fecoprod) yel Instituto de Biotecnología(INBIO).
Esbiensabidalaimportanciadelconsumoylaaltainciden-cia del diesel en el costo deproducción de los distintoscultivos agrícolas mecaniza-dos.
En principio, una parte deesteconsumopodríasersus-tituido por biodiesel, gene-rando así un enormebenefi-cio no solo económico, sinotambiénsocialyambiental.
El objetivo específico de estetrabajoespresentarlosprime-ros resultados de los análisis
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otros factores.
Ante la importancia del be-neficio económico que pu-diera redituar al productor la sustitución de gasoil porbiodiesel en la movilizacióndemaquinarias para las dis-tintas labores agrícolas naceesteproyecto,cuyosobjetivosmásimportantesson:
• Contarconuncentrodeinvestigación y análisisde materias primas de origen vegetal o animalque presenten potencia-lidadpara laproducciónde biodiesel. Este labo-ratorio se encontraráubicadoenlaregiónsur-estedelpaís.Asímismo,seconstituiráfinalmentecomounainstituciónconcapacidaddecertificarlacalidad del mencionadoproducto, como bien loestablece la normativavigentedenuestropaís.
Impulsar entre las coo-perativas asociadas a laFecoprod,situadasendi-ferentes zonas de nues-tropaís,lainstalacióndeparcelas experimentalescon distintas especiesdeoleaginosas(tradicio-nalesynotradicionales)a fin de identificar lasvariedades que respon-dan mejor, en términosde costo/beneficio, a las
características de las diferentesregiones,demaneraacuantificarelaporteentérminosdecantidad y calidad deaceiteporhectáreadecadaunadeellas.
Estructurarunareddecaptación y procesa-mientopermanentedelainformacióngenera-da a partir de las ex-periencias realizadasen cada una de estasparcelas demostrati-vas, creandounabasede datos centralizadae informatizada, en ellocal del laboratorio.
Realizar ensayos sis-temáticosenelChacoCentral del desempe-ñoyviabilidadeconó-mica de las materias primasdeorigenani-mal.
Fomentar a medianoplazo la participaciónde profesionales delas diferentes coope-rativas involucradasenelproyectoencur-sosdeespecializaciónypost-gradoentemasafines, para brindarsostenibilidad a laproduccióndeoleagi-nosasenel largopla-zo.
Mediante estos objetivos sepretende obtener como re-sultadosprincipales: la ins-talación en nuestro país deun laboratorio que permitafinalmente certificar la ca-lidad del biodiesel, contarcon profesionales especia-lizados al frente del centrodeinvestigacióntecnológicoparaque lospequeños,me-dianos y grandes producto-res agrícolas cuenten coninformación para la tomadedecisiones con vista a laproducción de materia pri-ma para la producción debiodiesel.
Tambiénsebuscacontarconparcelasexperimentales,dis-tribuidas en distintas zonasde nuestro país, instaladasporlascooperativassociasdelaFecoprod,condistintases-pecies que presenten poten-cialidad para la producciónde aceite.
Actualmente el laboratorioya se encuentra instaladoy en pleno funcionamien-to en la Cooperativa UniónCurupayty (distrito de San-ta Rosa, departamento deAltoParaná).Asítambiényaexistenparcelasexperimen-tales establecidas en estemismopredio,otraenlaCo-loniaFriesland(SanPedro),unamásenRaúlPeña(AltoParaná)yotraenCooperati-vaColoniasUnidas(Itapúa).
Realizar el balance del análisis del impacto ambiental, utilizando el biodiesel como fuente de origen renovable es bastante positivo, ya que generará externalidades tangibles que contribuyan a la mitigación de la pobreza como efecto de nuevas oportunidades de empleo e ingresos.
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Breve panorama del biodiesel a nivel regional y nacional
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dequelaproduccióndeener-gía desde fuentes renovableparticipeactivamentedentrodelamatrizenergéticanacio-nal, pero es urgente una po-lítica decidida del Gobiernoactual de impulsar la mezcla obligatoria como disponenlaslegislacionesvigentes.
Peseaestascircunstancias,laproduccióndebiodieselsiguesiendounaoportunidadmuyválida para ir sustituyendola altadependencia y consu-mo de combustibles fósiles,lograrladiversificacióndelaproducción agrícola, generarmayoraprovechamientodelamisma,generarvaloragrega-do,colaborarconeldesarro-lloterritorialylacreacióndefuentesdeempleo.
En nuestro país, el Gobiernohareconocidoydeclaradodeinteréspúblicolaproduccióndebiocombustiblesmedianteunmarco legal1 como forma de promocionar la fabrica-cióndecombustiblesalterna-
tivos.
Muchas industrias y coo-perativas, incentivadas poresta normativa, han realiza-do desde entonces enormesinversiones que generaronuna capacidad instalada to-tal de aproximadamente 47millonesde litrosanualesdebiodiesel.
Siendoelconsumodeldieselennuestropaísalrededorde1.200millonesdelitrosanua-les y la obligatoriedad de lamezcla con biodiesel segúnla normativa vigente del 1%parael2007,3%parael2008ydel5%comomínimo2 para el2009,estaríamoshablandodeunademandapotencialdebiodiesel mayor a 60 millo-nesdelitrosactualmente.
Esto no es evidente en lapráctica por la falta de cum-plimientodelareferidaleyysusdecretosreglamentarios.
Noobstante,enlaactualidadexisten experiencias alen-
Durante la última década laproducción de biodiesel fuetomando un impulso muyacelerado a nivel internacio-nal,llegandoinclusoalospaí-ses sudamericanos, encabe-zados por Argentina, Brasil,ParaguayyenmenormedidaaChile.
Este auge se fundamenta enargumentos relacionadoscon laposibilidaddereducirla contaminación ambien-tal, la necesidadde asegurarel suministro de productosenergéticos ante las impor-tantessubidasdelpreciodelpetróleoy laposibleescasezdelmismo,lacontribucióndelaproduccióndebiodieselaldesarrollo rural y al combate contra lapobrezapormediode la creación de empleo,atracción de inversiones yconstruccióndeobrasde in-fraestructura.
En América Latina y el Ca-ribe este fuerte crecimien-to puede explicarse por lasventajascomparativasqueseobservanenlaregióngraciasa lasgrandesextensionesdetierrascultivablesy larique-zaderecursosnaturales.Sinembargo, en la actualidad anivelregionalestedesarrollosevióafectadoprincipalmen-te por dos factores: a nivelexterno,porlacaídadrásticadelasexpectativasdecomprade biodiesel desde Europa; y a nivel interno, debido a lafalta de legislación o trabasarancelarias en los paísesproductores.
Existe una gran posibilidad
Técnicos de Fecoprod visitando parcela experimental instalada en Colonias Unidas.
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tadoras y muy positivas devarias industrias y coopera-tivas paraguayas que produ-cen biodiesel a partir de lasmateriasprimasquecultivan(fuentes renovables) y otrosa partir de los subproduc-tos que generan (grasa ani-mal), con el fin de satisfacersus propias necesidades decombustibles, logrando conello losbeneficiosyventajaseconómicasde la sustituciónparcial o totaldel gasoil y elmayor aprovechamiento desus rubros y excedentes deproducción.
Muchos de los productores,a través de la venta directade la llamada torta (residuosólido obtenido después delproceso físico llamado pren-sadooextraccióndelaceite),consiguen salvar los costosdelaproduccióndelbiocom-bustibleyobteneralavezga-nanciasadicionales.
Porotrolado,hanconseguidobeneficios sociales al involu-
crarapequeñosagricultoresen lacadenadeproducción,y beneficios ambientales alcontribuir a la vez conme-noresnivelesdecontamina-ción.
Faltamuchocaminopor re-
correrydescubrirenelámbi-todelasbioenergías,inclusoa nivel mundial, por lo quetodoesfuerzorealizadoeneláreadeinvestigaciónydesa-rrolloesdeenormecontribu-ción.
Ilustración 1: Consumo de Diesel y Demanda Potencial estimada de biodiesel en ParaguayTIpo de combusTIble VenTas en lTs.*
Diesel(Año2.010) 1.223.599.531
Total de Combustibles** 1.774.605.491
ParticipacióndelDiesel 68.95%mezclas de bIodIesel*** demanda poTencIal**** en lTs.
Al1% 12.235.995
Al3% 36.707.986
Al5% 61.179.977
Al20% 244.719.906
Al50% 611.799.766
Fuente: ElaboraciónpropiaenbaseadatosdelaDirecciónGeneraldeCombustiblesdelMIC.Referencias:*Ventasregistradasdedieseldelaño2010.**MercadoNacionaldeCombustiblesNaftaygasoilengeneral.***Losporcentajesdel1%3%y5%sonlasestablecidasenlasResolucionesN°234/07yN°235/07.Resolución326/09estableciéndoselamezclade1%comomínimo.****Litrosdecombustiblefósilquenuestropaísdejaríadeimportar.
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Biodiesel: Conceptos y Caracterización
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3.1 Definición
El biodiesel es un combus-tible elaborado a partir de aceites vegetales, grasa deanimales o aceites comesti-bles reciclables. Es apto como sustituyente parcial o totaldel gasoil en motores dieselsin que resulten necesariasconversiones,ajustesoregu-lacionesespecialesdelmotor.
3.2 Proceso químico de producción
El biodiesel se realiza me-diante un proceso químicoque convierte los aceites ygrasas de origen natural enesteres metílicos de ácidosgrasos(FAME)4.
Proceso de Transesterifi-cación: La reacción quími-ca utilizada como proceso industrial en la producciónde biodiesel es la transeste-rificación, y consiste en tresreaccionesreversiblesycon-secutivas. El triglicérido esconvertidoconsecutivamenteendiglicérido,monoglicéridoy glicerina. En cada reacciónun mol de éster metílico esliberado. Todo este proceso se llevaacaboenunreactory enposteriores fasesde se-paración,purificaciónyesta-bilización.
Las tecnologías existentespueden ser combinadas dediferentesmanerasvariandolascondicionesdelprocesoylaalimentacióndelamisma.La elección de la tecnologíaserealizaenfunciónalaca-pacidad deseada de produc-ción, alimentación, calidady recuperacióndel alcoholydel catalizador.
En general, plantas de me-nor capacidad y diferentecalidad en la alimentación(utilizaciónalmismotiempode aceites refinados y reci-clados) suelen utilizar pro-cesos Batch o discontinuos.Los procesos continuos, sinembargo, son más idóneosparaplantasdemayorcapa-cidad, lascuales justificanelmayornúmerodepersonalyrequieren una alimentación
másuniforme.
Enelprocesodeelaboracióndel biodiesel pueden utili-zarse indistintamente alco-hol etílico (etanol) o alcoholmetílico (metanol). Tambiénsepuedenutilizarindistinta-mente hidróxido de sodio ode potasio.
3.3 Ventajas del bio-diesel en comparación al gasoil
El biodiesel es utilizado comounsustitutoparaelcombustibledieseldepetró-leo,opuedesermezcladoconésteencualquierpropor-ción.Norequieremodifica-cionesparaserutilizadoenunmotordiesel.
Elbiodieselposeemayorni-veldelubricidad,conlocual
3.AmericanSocietyforTestingandMaterialStandard.4.FAME:FattyAcidMethylEster(EsterMetílicodeÁcidosGrasos=OtrostiposdeAceitesy/ograsasvegetalesy/oanimalesy/osusmezclas).
el bIodIesel es: el bIodIesel no es:• Producidoapartirdegrasasnaturalesoaceites
medianteunprocesoquímicodetransesterifi-cación.
• Uncompuestodeesteresmetílicosoetílicosdeácidosgrasos,refinadoparaeliminartodaslastrazas de impurezas.
• UncombustiblequedebecumplirconlanormaASTM3D6751“Especificaciónparaelbiodiesel(B100)”.
• Elaceitevegetalensí.• Aceitevegetaldiluídoconsolventes,esdecir,
combustibledieseloalcoholes.• Aceitevegetalcon“aditivosespeciales”para
hacerquefuncionemejor.• Aceitevegetalrefinadoatravésdeunprocesode
refineríadepetróleoconvencional.• Esteresmetílicosdecrudoquenohansido
refinadosorefinadosmínimamente,atravésdedespolimerizacióntérmica(dieselrenovable).
Éster Metílico Glicerol
H2C - OH
3R- COO- CH3 + HC -OH
H2C - OH
(Catalización)R - COO - CH2
R - COO - CH + 3R - COO - CH3
R - COO - CH2
Aceite Vegetal Metanol
Ilustración 3: Proceso químico de producción
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sereducenlosruidosysealargalavidadelmotor.Asítambiénposeemayorpoderdisolvente,loquehaceevitaqueseproduzcacarbonillaoseobstruyanlosconduc-tos,manteniendolimpioelmotor.
Encomparaciónconeldieseldepetróleoelbiodieselre-ducelasemisionesdegasescontaminantes,tienemenortoxicidad,esmássegurodemanejaryesbiodegradable.
La calidad del biodiesel se rigeporparámetrosdecali-dad ASTM D 6751.
3.4 Biodiesel y sus mezclas
Los productos son clasifica-dos de acuerdo al contenido
debiodieselmezcladoconeldieseldelpetróleo.La formapuradebiodieselesespecifi-cada como B100.
En este trabajo se utiliza eltérminobiodieselpara la for-mapura(B100)ylasmezclasentre biodiesel y el diesel seindicarán con la letra “B”, se-guidadeunnúmeroqueindi-ca el porcentaje de biodieselpresenteeneldiesel.
El biodiesel puede ser utilizado dediferentesmaneras.Cuandolasmezclasdebiodieselconeldieselsoninferioresal5%,sehabladeunlubricanteaditivodeldiesel, por lo tantodichasmezclas no son especificadasalconsumidorfinal.Cuandolasmezclassuperanel5%debenrealizarse las especificaciones
correspondientes,dadoqueyano son consideradas mezclasaditivas.
Esposibleutilizarunamezclacon 20%de biodiesel y 80%dediesel (B20), aunutilizan-do motores fabricados origi-nalmente para diesel. Inclu-sive,condichaproporcióndemezcla (B20) aún es posibleutilizar los mismos tanquesfabricados para almacenar eldiesel.
Sin embargo, si se pretendeutilizarelbiodieselensufor-mapuraB100seránecesarioequipar adecuadamente elespacio físico para la comer-cializaciónmediantetanques,surtidores y motores desarro-llados especialmente para elusoespecíficodelmismo.
Metanol Éster Metílico Diglicérido
CH3OH CH3 - O - CO - R3+ +
CH2 - O - CO -R1
CH - O - CO - R2
CH2 OH
CH2 - O - CO -R1
CH - O - CO - R2
CH - O - CO - R3
Triglicéridos
Metanol Éster Metílico Monoglicérido
CH3OH CH3 - O - CO - R1+ +
CH2 - OH
CH - O - CO - R2
CH2 OH
CH2 - O - CO -R1
CH - O - CO - R2
CH2 - OH
Diglicéridos
Metanol Éster Metílico Glicerina
CH3OH CH3 - O - CO - R2+ +
CH2 - OH
CH - OH
CH2 OH
CH2 - OH
CH - O - CO - R2
CH2 - OH
Monoglicérido
Fuente:BiocarburantesLíquidos:BiodieselyBioetanol(VTmiod)JoséÁngelGarcíaLaborda/JuanManuelGarcíaCamús
Ilustración 4: Proceso de transesterificación
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4Estándares y normas de calidad del biodiesel
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4.1 Controles y cuidados que aseguran la calidad del biodiesel
Existen ciertas normas yprocedimientos que debenrealizarseparalograrunbio-dieselseguroylimpioparaelconsumidorfinal.Laexisten-cia de impurezas, sal y aguapueden causar graves dañosa los motores diesel así como tambiénalostanquesqueloscontienen.
Se deben mantener limpiaslasinstalacionesdondeseen-cuentran los tanquesdebio-diesel, ya que el buen man-tenimiento de los mismosaseguralaentregadeunpro-ductocertificadoydecalidadal consumidor. Los controlesde existencia de agua en elfondodeltanqueasícomodeimpurezas deben realizarseperiódicamente.
Finalmente, para que el pro-
gramadeproducciónyusodebiodieseltengacredibilidadyconfiabilidad, es necesariocumplir no solo con las es-pecificaciones y normativaspara el producto en sí, sinotambién, mantener el con-trolycalidadenelalmacena-miento, manipuleo y mezcladel biodiesel.
4.2 Identificación de los procesos analíticos y sus respectivos estándares de calidad
EnelParaguay,elorganismoencargado de elaborar lasnormas y especificacionestécnicaseselInstitutoNacio-naldeTecnología,Normaliza-ciónyMetrología (INTN).LaNorma Paraguaya (NP) parala producción de biodieselestá basada en las NormasEuropea (EN) y Norteameri-cana(ASTM).
En la ilustración5sedetallan
lasdeterminacionesdecalidadparaelbiodieselB100,quede-benrealizarseantesdeproce-deralamezclaconeldiesel.
La norma europea es cono-cida como la más exigenteen cuanto a la calidad delbiodiesel, sin embargo noexisten grandes diferenciasentre las distintas normas.Laprincipaldistinciónes lanofijacióndelosvaloresdealgunas de las propiedadesdel combustible. Por ejem-plo, se puede observar quelanormaASTMnoestablecevaloresdereferenciaparalaestabilidad a la oxidación,elnúmerode iodoyelcon-tenidodemetalesalcalinos,comparadaconlanormaEN.
Para la obtención de los va-lores físico - químicos delbiodieselespecificadosenlasnormas de calidad, existenmétodosdeensayosdispues-tosporEN,ASTMoNP.
Ilustración 5: Normas de calidad europeas y americanas para la producción de biodiesel
biodiesel unidad en 14214 / 14213 en 14214 en 14213 astm
Propiedades método límites límites métodos límitesEstabilidad a la oxida-
ciónH En 14112 >6 >4 En 14112 >3
Índice de lodo g/l2/100g En 14111 <120 <130Número de Ácido m(Koh)/100g En 14104 <5,0 ASTM D 664 <0,5
Contenido de Agua mg/Kg En ISO 12937 <500 ASTM D 2709 <500Metales del Grupo 1
(Na+K)mg/Kg En 14108 / 14109 <5 En 14538 <5
Metales del Grupo II (Ca+Mg)
mg/Kg En 14538 <5 En 14538 <5
Glicerol Total % En 14105 <0,25 ASTM D 6584 <0,24Fuente: EN y ASTM
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Ilustración 6: Norma Paraguaya de calidad del biodiesel: NP 16 018 05
Requisito uni-dad
límitesmétodos de ensayo
mín. máx.Contenido de éster % (m/m) 96,5 EN 14103
Densidad a 20 °C g/ml Reportar ASTM D 1298 //ASTM D 7042ISO 3675 // ISO 12185
Viscosidad a 40 °C mm2/s 3 6,5 ASTM D 445, ISO 3104 , IRAM-IAP A 6597
Punto de inflamación °C 100 ASTM D 93//ISO/CD 3679 Contenido de azufre mg/kg 10 ASTM D 5453
Residuo carbonoso g/100g 0,3 ASTM D 189, ASTM D 4530, ISO 10370Número de cetano Reportar ASTM D 613, ISO 5165Cenizas sulfatadas % (m/m) 0,05 ASTM D 874, ISO 3987Contenido de agua %(m/m) 0,080 ISO 12937 / ASTM D1533Contenido de sedimento ppm 24 ASTM D 2276Corrosión a la lámina de cobre (3 h a 50 °C)
1 ASTM D 130, ISO 2160
Estabilidad a la oxidación, a 110 °C
Horas 6 EN 14112
Índice de acidez mg KOH/g
0,8 ASTM D 664, IRAM 6558, EN 14104
Contenido total de glicerina % (m/m) 0,25 EN 14105// ASTM D 6584, Ver Anexo B 5
Glicerina libre % (m/m) 0,02 EN 14105 // EN 14106, ASTM D 6584, Ver Anexo C 5
Contenido de metanol o etanol libre
% (m/m) 0,2 EN 14110
Metales alcalinos ( Na + K ) mg/kg 5 EN 14538Contenido de fósforo mg/kg 10 ASTM D 4951 // EN 14107Punto de enturbiamiento º C Reportar ASTM D 2500
Técnicos de Fecoprod trabajando en la parcela experimental instalada en Friesland.
Fuente: INTN
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Materia prima para la producción de biodiesel
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El biodiesel puede produ-cirseapartirdeunavariadagama de materias primas,tantodeorigenvegetalcomoanimal.Losanálisispresen-
Ilustración 7: Producción Primaria y Potencial Capacidad de Producción de Aceites Vegetales
Cultivo Zafra superficie /has
a
Producción /tnb
Rendi. Kg/ha
C
Rend.* aceite
d
litros de aceite x Ha.
C x d
litros totales de aceite
d x aSoja 2010/2011 2.795.850 8.280.095 2.962 18 533 1.490.635.386
2009/2010 2.671.059 7.460.435 2.793 18 503 1.342.878.284
Var. % 4,7% 11,0% 6,0% 6,0% 11,0%
Maíz** 2010/2011 853.592 3.345.877 3.920 ND 0 0
2009/2010 794.034 3.108.821 3.915 ND 0 0
Var. % 7,5% 7,6% 0,1%
Algodón 2010/2011 24.845 30.612 1.232 24 296 7.346.905
2009/2010 13.727 15.054 1.097 24 263 3.612.950
Var. % 81,0% 103,3% 12,4% 12,4% 103,3%
Maní 2010/2011 24.419 22.729 931 50 465 11.364.576
2009/2010 24.698 26.564 1.076 50 538 13.282.240
Var. % -1,1% -14,4% -13,5% -13,5% -14,4%
Girasol 2010/2011 178.023 277.772 1.560 37 577 102.775.550
2009/2010 168.103 262.293 1.560 37 577 97.048.568
Var. % 5,9% 5,9% 0,0% 0,0% 5,9%
Sésamo 2010/2011 83304 50396 605 50 302 25.197.937
2009/2010 69.185 40.135 580 50 290 20.063.650
Var. % 20,4% 25,6% 4,3% 4,3% 25,6%
Tártago 2010/2011 5.000 5.536 1.107 48 531 2.657.272
2009/2010 4.986 5.522 1.108 48 532 2.650.708
Var. % 0,3% 0,2% 0,0% 0,0% 0,2%
Canola 2010/2011 63.250 101.217 1.600 50 800 50.608.566
2009/2010 62.150 99.505 1.601 50 801 49.751.075
Var. % 1,8% 1,7% 0,0% 0,0% 1,7%
Fuente:SubCentrosdelaDCEA,CAPECO,INBIO,CAPEXSE,SENAVE,COOPERATIVAS.Lasestimacionesparalazafra2010/2011sonpreliminares,sujetasavariaciónsegúnelciclodecultivoyfactoresclimáticos.Lazafraagrícolacorres-pondealperiodode1dejulioal30dejunio.(*)CorrespondenapromediosnacionalesdelMAG.(**)Incluyezafranormalyzafriña.
tados en este documento seconcentran en los resultadosdelaproduccióndebiodieselde origen vegetal, conside-rando que los miembros de
las cooperativas asociadas aFecoprod, se dedican prin-cipalmente a las actividadesagrícolas.
Existen cultivos energéticos
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO24 25
Fuente:Elaboraciónporpiacondatosdelailustración7.
Ilustración 8: Superficie Cultivada por Rubros (estimaciones 2010 / 2011)
Soja 68%
Maíz 21%
Algodón 1%
Caña de Azúcar 2%Maní 1%
Girasol 4%
Sésamo 2%Tártago 0%
Canola 1%
con mayor potencial y conalta factibilidad de conver-tirse en materias alternati-vas para la producción debiocombustibles, atendiendoa factores técnicos,económi-cos, cualitativos y cuantita-tivos. Por ejemplo, el aceitedesojaconstituyeunamate-riaprima interesantepara laproducción de biodiesel, porsu gran volumen de produc-ción en el país, pero al igualque los aceites de girasol ycanola, compiten con el con-sumo humano, y por ende,cotizan a buen precio en elmercadointernacional.
En este factor radica la im-portanciade la investigacióny desarrollo de otras materias primasparalaproduccióndebiodiesel, que no compitancon los aceites comestibles,sino de aquellas que sonutilizadas como cultivo decobertura y de siembra obli-gatoriaenelañoagrícolaes-pecialmente para la rotacióndeloscultivos.Estasmateriasprimas pueden ser: crambe,naboforrajero, jatrophayenunfuturolacamelinaylasa-licornia para suelos salinos(investigadas en otros paí-ses).
En la ilustración 7 presenta-mos la situaciónde losprin-cipales cultivos del país delos cuales puede extraerseel aceite para la produccióndel biodiesel. Los datos de capacidad de producción deaceites se encuentran calcu-ladosenbasealassuperficiescultivadas y el rendimiento
promediodelcultivoensí,asícomo la extracción de aceitesegúnelrubro.
Comopuedeobservarseenlailustración 8, los cultivos demayor cobertura son la sojay elmaíz, sin embargo en lacanolayeltártagosepuedenobservar importantes incre-mentos en la producción yeneláreacultivada.Deotroscultivos como el nabo forra-jero, la jatropha,elcrambeyelcártamonosetienendatosestadísticos, ya que los mis-mosnoestánmuydesarrolla-dosennuestropaís.
La disponibilidad de los acei-tes como materia prima para la produccióndebiodieseldepen-dedelusoqueseledéefectiva-mente a los cultivos oleagino-
sos.Debiendoaclararse,quelosrendimientosque sepresentanenla ilustración7serefierenala productividad de la semillaensí,conlocualsepuedetenerunaprimeraaproximacióndeladisponibilidad potencial de losaceites en caso de lograr talesrendimientosproductivosydes-tinar la totalidadde la produc-ciónalaindustrialización.
Cabe recordar que la produc-cióndebiodieselapartirdelautilización de las oleaginosascompiteconlosdiversosusos,especialmente la soja que esdestinada a la exportacióncomo alimento, y en caso delmaíz es el rubro de mayor au-toconsumo en nuestro país ymuy utilizado en la alimenta-ciónanimal.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO26 27
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO26 27
Materiales y método utilizados para la selección y análisis
6
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO28 29
6.1 Criterios aplicados para la selección de las oleaginosas en el proyecto
Prácticamentetodoslosacei-tes vegetales desde el puntodevistatécnicosonpotencial-mentemateria primapara laelaboración de biodiesel. Sinembargo,paraquesuproduc-ción sea viable en términoseconómicos, es muy impor-tantetenerencuentalasven-tajas y desventajas que cadauna de ellas presenta, y enespecial laclasificaciónentrelos aceites que son comesti-blesylosqueno.
Los siguientes aspectos fue-ron considerados para la se-lección:
• Priorizar los aceites nocomestibles.
• Las formas de siembra y cosecha: mecanizadas/nomecanizadas.
• Comportamiento de losaceites a las diferentestemperaturas.
• Usoyaplicacióndelresi-duosólido.
Luegodelmonitoreo, señala-doenelcuadrometodológico,se elaboró la ilustración 9,considerando los principalescultivos de los socios de lascooperativas que tienen ma-yorpotencialidadparalapro-duccióndelbiodiesel.
Teniendo en cuenta las ven-tajas y desventajas compara-tivas que se han visto de los
Cuadro metodológico
•Monitoreo, selección y recolección de granos y aceites con potencialidad para la elaboración de biodiesel, en las dis-tintas áreas de producción (influencia de las cooperativas), en los departamentos de Alto Paraná, Itapuá, San Pedro y Boquerón.•De acuerdo a criterios aplicados para la elección de olea-ginosas, se seleccionaron los aceites crudos y granos a ser investigados por mostrar potencialidad y viabilidad para la elaboración de biodiesel.•Traslado de las muestras de aceites y granos al laboratorio de investigación.•Identificación de los aceites separándolos en función a: la clase, la fecha de producción, forma de extracción, origen y variedad de oleaginosas base.•Igual pocedimiento se realizó con los granos. Para la ex-tración del aceite fue aplicado el proceso físico de prensado de grano.
1
2
3
Parcela experimental
de Friesland, 90 días luego de la
siembra.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO28 29
Ilustración 9: Materia prima con potencialidad para elaboración de biodieselnombRe VulGaR nombRe CientíFiCo GéneRoAlgodón GossypiumCamelina Camelina sativa CamelinaCanola Brassica napus BrassicaCártamo Carthamus tinctorius CarthamusCrambe Crambe abyssinica CrambeGirasol Helianthus annuus AsteráceasJatropha Jatropha curcas JatrophaMaíz Zea mays ZeaNabo Forrajero Raphanus sativus BrassicaSoja Glycine max Fabaceae
Fuente:Elaboraciónpropia.
esteúltimorubroeneldocu-mento).
La camelina y la salicorniason dos oleaginosas, que sibien no se cultivan en Para-guay, presentan buen poten-cial para la producción debiodiesel. En una segundaetapa se pretenden realizarcultivosexperimentalesyloscorrespondientes análisisparaevaluarlafactibilidaddesugerirsucultivo.
Enbasea lasoleaginosasse-leccionadas, cooperativas yempresas (Ilustración 11)han provisto al proyecto demuestrasdegranosyaceitescrudosque fueronutilizadosenelpresenteestudio.
rubros con potencial paraproduccióndebiodiesel,yloscriterios considerados queapuntan a lograr viabilidadeconómica, se selecciona-
ron las siguientes materiasprimas: canola, crambe, cár-tamo, soja, nabo forrajero yjatropha(porelmomentonose han realizado análisis de
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO30 31
Ilustración 10: Ventajas Comparativas de los Rubros Seleccionadosmateria Prima
Ventajas desventajas
1 Algo-dón
• Cultivo tradicional en Paraguay.• Importante a nivel social, ocupa mucha
mano de obra familiar y rural. • Buen rendimiento para la extracción de
aceite.
• Commodity sujeto a las oscilaciones de la cotización internacional.
• Uso de tóxicos: pesticidas, bactericidas, herbicidas, fungicidas, fertilizantes.
2 Canola • Cultivo conocido en el país, siembra en invierno como rotación de la soja.
• Alto rendimiento del aceite • El expeller es utilizado para producir
balanceados de uso integral.• Mecanizado.
• Uso principal del aceite: comestible.• Aceite fino, alta cotización mundial.
3 Cárta-mo
• Uso de sus subproductos: alimento para ganado, con alto contenido en proteínas y fibras.
• Cultivo que se adapta a suelos poco fértiles, diferentes climas y necesita poca agua.
• Mecanizado.
• Uso principal del aceite: comestible de alta calidad y valorado por sus propieda-des curativas en la salud. También se usa en la industria de las pinturas, por sus propiedades secantes.
• Su cultivo no es muy conocido en nues-tro país.
4 Crambe • Cultivo de gran tolerancia a sequías y heladas.
• De ciclo muy corto. Florece a los 35 días, y puede ser cosechado a los 90 días.
• Maduración uniforme.• Bajo costo de producción.• Subproducto: harina utilizada como
suplemento proteico para el ganado.• La torta de extracción contiene altos
porcentajes de proteínas, fibras y compo-sición bien balanceada de aminoácidos.
• Posee capacidad de capturar aluminio y disminuir el PH del suelo, a la vez que se comporta como buen reciclador de fósforo.
• Mecanizado.
• Uso principal del aceite: comestible y usos industriales (lubricante, inhibi-dor de la corrosión, y como uno de los ingredientes para la fabricación de goma sintética, entre otros).
• Su cultivo no es muy conocido en nues-tro país.
5 Girasol • Cultivo de invierno de muy buen desa-rrollo en el país.
• En la industrialización se obtiene aceite de muy buena calidad.
• Resistente a altas temperaturas.• Mecanizado.
• Uso principal del aceite: comestible. • Alta cotización y precio a nivel mundial.• Se están investigando variedades de
ciclos más cortos y de mejor adaptación a nuestro clima.
6 Jatropha • Se adapta a climas calurosos y suelos pobres, soporta sequías y es corrector de suelos pobres.
• Su vida útil es de más de 50 años. • Alto rendimiento del aceite por hectárea. • Excelente calidad de su aceite para la
elaboración del biodiesel. • La siembra puede ser muy rentable.• Cultivo importante desde el punto de
vista social.
• Poca experiencia en el Paraguay. • Al parecer, las semillas no maduran al
mismo tiempo, lo que dificultaría su recolección.
• Alta toxicidad de la torta y poco valor comercial debido a que el expeller tiene bajo contenido proteico. El tratamiento para bajar la toxicidad es muy costoso.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO30 31
7 Maíz • Rubro tradicional muy conocido, de amplio cultivo en el país.
• Existen muy buenas variedades adaptadas a nuestro suelo y clima.
• Esá en desarrollo el maíz zafriña (para cosecha de entre zafra).
• Alto rendimiento/Ha. • De su aceite se pueden obtener tanto
bioetanol como biodiesel.• Mecanizado.
• Uso principal del aceite: comestible. • Uno de los principales rubros de auto-
consumo en Paraguay.• Alto costo para su transformación al
alcohol. • Aceite de alta cotización internacional. • Commodity sujeto a las oscilaciones de
los precios internacionales.
8 Nabo Forra-jero
• Cultivo de siembra de invierno. • Mejorador de suelos. • Buen rendimiento en la industrialización
como aceite. • Excelente calidad de aceite para producción
de biodiesel. • Aceite de poco valor comercial, hecho
que puede ser aprovechado para elaborar biodiesel.
• Uso principal: Cobertura.
• Ciclo extenso.• Manejo final de cosecha del nabo.
9 Sésamo • Cultivo fácil de ciclo corto, periodo de producción flexible, tolera suelos pobres.
• Buen rendimiento a nivel de industriali-zación del aceite.
• Precio muy alto para ser procesado como biodiesel.
• Gran interés internacional en el sésamo paraguayo como semilla para consumo alimenticio directo.
10 Soja • Cultivo altamente mecanizado, con gran-des áreas de siembra.
• Resistente a enfermedades y al uso de herbicidas.
• Cultivo en manos de grandes y media-nas empresas, que pueden garantizar el abastecimiento del aceite.
• Alta competitividad del expeller.
• Principal uso: comestible • Commodity sujeto a las oscilaciones de
los precios internacionales. • Degradación ambiental por la deforesta-
ción y uso de agroquímicos.• Menor rendimiento de aceite/ha. en com-
paración a otras materias primas.
Fuente: Elaboraciónpropiaenbaseadatosextraídosdeldocumento“Biocombustibles.AlternativadeNegociosVerdes”,elaboradoporAlexandraFriedmannparaUsaid/ParaguayVende.Agostode2009yotraspublicaciones.
Ilustración 11: Proveedores de granos y aceitesPRoduCto PRoVeedoRes aÑo de CoseCHa /
PRoduCCion de la muestRa
ubiCaCiÓn
Granos de nabo forrajero Coop. Unión Curupayty Cosecha 2008 Alto ParanáGranos de nabo forrajero Fundación NIKEI - CETAPAR Cosecha 2009 Colonia YguazúGranos de crambe 1 Coop. Unión Curupayty Cosecha 2010 San PedroGranos de crambe 2 Coop. Unión Curupayty Cosecha 2009 San PedroAceite crudo de soja Colonias Unidas Producción 2010 Colonias UnidasAceite crudo de soja Otros Producción 2010 Bella VistaAceite crudo de canola Otros Producción 2010 Bella VistaAceite crudo de girasol Coop. Unión Curupayty Producción 2010 Alto ParanáBiodiesel de canola Hermanos Gahlera Agro valle del Sol Producción 2010 CedralesBiodiesel de canola y soja Hermanos Gahlera Agro valle del Sol Producción 2010 Cedrales
Fuente: Elaboraciónpropia.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO32 33
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO32 33
Determinaciones y métodos utilizados en el análisis físico - químico
7
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO34 35
Los análisis cuyos resultadosse presentan en este docu-mento, fueron realizados enel laboratorio de Fecoprod. Los profesionales que reali-zaronlostrabajossonelAna-lista Industrial EugenioOrtizy el Ing. Luis Servín a partirdegranos,aceitesybiodieseldedistintosorígenesquefue-ron provistos por miembrosde cooperativas asociadas aFecoprod y empresas que co-laboraronvoluntariamente.
Además de los análisis rea-lizados, el laboratorio estáequipado para efectuar las pruebasdetalladasenlailus-tración12.
Tanto los aceites, como lasdistintasmuestrasdebiodie-sel, fueron sometidos a losmismos análisis físico – quí-micos. No existen NormasParaguayas especificas paraaceitesnocomestiblesdesti-nadosalaproduccióndebio-diesel, ya que los valores re-sultantesindicanlasaccionesquedebenserllevadasacabopara lograr los niveles nece-sarios para que el producto obtenidotengalascaracterís-ticas propias del biodiesel.
Técnicamente casi todos losaceites pueden ser conver-tidos en biodiesel medianteprocesos químicos. Sin em-bargo,hayqueanalizarelcos-to de estos procesos, ya quela materia prima representaaproximadamenteel73%delcosto en la producción delbiodiesel.
Los análisis cuyos resultados se presentan en este documento, fueron realizados en el laboratorio de Fecoprod.
deteRminaCionesV métodos aPliCados
Esteres EN 14.103Glicerina Total EN 14.105Glicerina Libre EN 14.105Resíduo Carbonoso ASTM D 189Sedimento ASTM D 2276
Ilustración 12: Laboratorio de Fecoprod
Fuente:Elaboraciónpropia.
Fuente:www.rendermagazine.com
Ilustración 13: Estrucutura típica de costos de producción del biodiesel
MantenimientoyOverheat
4% Depreciación 6%Manodeobra
4%Energía
2%
Químicos 11%Materia prima
(aceite) 73%
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO34 35
Ilustración 14: Significancia e Importancia de los Análisis Realizados deteRmi-naCiones
método utiliZa-do
esPeCiFiCaCiones
Determinación de Acidez
ASTM D 664 Un combustible con alta acidez se asocia con corrosión y depósitos en el motor, en especial en los inyectores. El número ácido (NA) o valor ácido de los aceites comestibles o sus esteres correspondientes indica la cantidad de ácidos grasos y ácidos minerales (depreciable) presentes en la muestra. De acuerdo con las normas ASTM D 664 y EN 14104, el NA se expresa como mg KOH (hidróxido de potasio) requeridos para neutralizar 1 g de MEAG (Metil Ester de Ácido Graso).
Determinación de Densidad
ASTM D 1298
Este análisis da idea del contenido en energía del combustible. Mayo-res densidades indican mayores energías térmicas y una economía de combustible mejor. La determinación de densidad se expresa en Masa/Volumen medida a una temperatura definida, cuya unidad de medida es kg/m3.
Determinación de Agua
ASTM D 1533
El contenido de agua tiene gran influencia en la eficiencia del proceso de transesterificación. Para una mejor conversión el aceite debe ser práctica-mente anhidro, es decir sin contenido de agua. El contenido de agua puede provocar los siguientes problemas en el motor:• Corrosión en los componentes, generalmente herrumbre. El agua
se puede acidificar y termina atacando los tanques de almacena-miento.
• Contribuir al crecimiento de microorganismos, formando lodos y limos que terminan por colmatar los filtros. Además algunos mi-croorganismos pueden convertir el azufre que posee el combustible, y producir ácido sulfúrico.
El contenido de agua debe estar por debajo del 0.5% o por debajo de los 800 ppm (partes por millón).
Determinación de Índice de Iodo.
NP 14 El índice de Iodo (IY) es otra medida de estabilidad y determina el grado de instauración en compuestos orgánicos. Se define como la cantidad de iodo en gramos que se puede adicionar a 100 gramos de muestra y se uti-liza como un indicador del número de dobles enlaces. A mayor IY, mayor cantidad de dobles enlaces. Originalmente, el IY en la norma EN 14214 funcionaba como una prueba excluyente para ciertas materias primas.
Determinación de Flash Point.
ASTM D 93 Es la menor temperatura a la cual el producto se vaporiza en cantidad suficiente para formar con el aire una mezcla capaz de inflamarse.
Determinación de Viscosidad.
ASTM D 445 Debe poseer una viscosidad mínima para evitar pérdida de potencia debido a la fuga en la bomba inyectora y en el inyector. Además, brinda características de lubricidad al sistema de combustible.
Determinación de Punto de Nube.
ASTM D 2500
Indica la temperatura a la cual empiezan a precipitar o cristalizar ciertos compuestos del aceite (Parafina, Materia Insaponificable). Esta determi-nación es muy importante especialmente cuando se utiliza el combusti-ble a temperatura baja.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO36 37
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO36 37
Resultados de los análisis físico-químicos
8
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO38 39
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias: Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Crambe2:Correspondientealacosecha2009.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotrasempresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.Girasol(Ref.)=Aceiterefinadodegirasol.AceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.
1,82% 1,82%
0,96%
0,17%
0,97%1,28%
0,47%
0,19% 0,09%
Ilustración 15: Determinación de Acidez en Aceites (%)
Canola
Girasol
Girasol (R
ef)
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Soja (R
ef)
Soja (C
U)
Soja y A
lgodón (R
ef)
Crambe 1
2,0%
1,5%
1,0%
0,5%
0,0%
Porc
enta
je
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO38 39
8.1 Resultados obtenidos de los aceites
Las muestras recibidas fue-ron sometidas a los análisisfísico –químicos, los resulta-dosobtenidosdelasdistintaspruebas se exponen en lasilustraciones que se presen-tanacontinuación. Fuente: ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.
Crambe 2Cosecha2009
5,31%
Ilustración 16: Determinación del Porcentaje de Acidez en una Muestra de Aceite de Crambe
6,00%
5,00%
4,00%
3,00%
2,00%
1,00%
0,00%
Porc
enta
je
El laboratorio de Fecoprod está instalado en la Cooperativa Unión Curupayty (Alto Paraná).
Muestra de cártamo en el laboratorio de Fecoprod.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO40 41
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias: Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovis-to por otras empresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.
1.013,00
694,30
923,20
619,70
789,00752,92
Ilustración 17: Determinación de Agua en los Aceites
1200
1000
800
600
400
200
0
Canola
Girasol 1
Soja (C
U)
Crambe 1
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Part
e x
Mill
ón
Fuente: Resultadosdelosanálisisreali-zadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias: Crambe1:Correspondientealacosecha2010Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistopor otras empresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.
117,9
89,6
122,0106,10
130,2128,7
Ilustración 18: Determinación del Índice de iodo en Aceites
140120100
80604020
0
Canola
Girasol 1
Soja (C
U)
Crambe 1
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
g / 1
2 / 1
00g
Equipamiento del laboratorio de Fecoprod.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO40 41
Fuente:Resultadosdelosanálisisreali-zadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias: Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotras empresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.Girasol(Ref.)=Aceiterefinadodegirasol.AceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.
Ilustración 19: Determinación de la Corrosión de Lámina de Cobre en Aceites
Canola
Girasol 1
Girasol (R
ef)
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Soja (R
ef)
Soja (C
U)
Soja y A
lgodón (R
ef)
Crambe 1
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Losdatosqueindicanlafiguraserefierealatemperaturaenlacualaparecenlosprimeroscristalesenelprocesodeformacióndecuerpossólidosensuspensión,correspondeaunprocesofísicollamadocristalización.Referencias:Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Crambe2:Correspondientealacosecha2009Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotrasempresas.Girasol1=AceitecrudodegirasolGirasol(Ref.)=AceiterefinadodegirasolAceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.
11
2 22 22 22 2
Ilustración 20: Determinación del Punto de Enturbiamiento en Aceites (en grados centígrados)
2
,15
1
0,5
0
Tem
pera
tura
Canola
Girasol 1
Girasol (R
ef)
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Soja (R
ef)
Soja (C
U)
Soja y A
lgodón (R
ef)
Crambe 2
Crambe 1
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO42 43
0,9206
0,9118
0,9150
0,9240 0,9240 0,9236 0,92400,9230 0,9230
Ilustración 22: Determinación de la Densidad en Aceites a 15° C
0,9250
0,9200
0,915
0,9100
0,9050
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias:Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotrasempresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.Girasol(Ref.)=Aceiterefinadodegirasol.AceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.
gr/c
c
Canola
Girasol 1
Girasol (R
ef)
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Soja (R
ef)
Soja (C
U)
Soja y A
lgodón (R
ef)
Crambe 1
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Referencias:Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Crambe2:Correspondientealacosecha2009.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotrasempresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.Girasol(Ref.)=Aceiterefinadodegirasol.AceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.
Ilustración 21: Determinación de la Viscosidad en Aceites a 100° C (En cSt)
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Canola
Girasol 1
Girasol (R
ef)
Nabo Forra
jero
Soja (O
tros)
Soja (R
ef)
Soja (C
U)
Soja y A
lgodón (R
ef)
Crambe 2
Crambe 1
Cen
tisto
ck
9,19 9,298,29
10,01
8,199,19 9,19
8,209,46
11,17
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO42 43
Ilustración 23: Comparativo de Resultados de Análisis Físico – Químicos de Aceites
aCeite aCideZaCideZ(+6 me-
ses)
densi-dad a
15° C
PPm de aGua
ind. iodo
CoRRo-siÓn a la
lámina de CobRe
VisCo-sidad a
100° C (cst)
Punto de entuR-
biamien-to
Nabo Forrajero 0,97% 1,10% 0,9240 619,70 106,10 1 10,01 1Crambe 1 1,82% 1,82% 0,9118 694,30 89,6 1 9,46 2Crambe 2 5,31% 5,60% NR NR NR 11,17 2Canola 1,82% 1,86% 0,9206 1.013,00 117,9 1 9,19 1Soja (CU) 1,28% 1,60% 0,9236 789,00 130,2 1 8,19 2Soja (Otros) 0,47% 0,75% 0,9240 725,92 126,7 1 9,19 2Soja (Ref.) 0,19% 0,9230 NR NR 1 9,19 2Girasol (Ref.) 0,17% 0,9240 NR NR 1 8,29 2Girasol 1 0,96% 0,9150 923,20 122,0 1 9,29 2Soja y Algodón (Ref.)
0,09% 0,9230 NR NR 1 8,20 2
REFERENCIASUnidad de Medida % gr/ cc % g/l2/100 gr cSt ° C
Mínimo ……. 0,9100 ….. 100 8,00
Máximo 3,0 0,9250 0,05 % / 800 ppm 145 1 12,00 Reportar
Fuente: ResultadosdelosanálisisrealizadosenlosLaboratoriosdeFecoprod.Referencias: Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Crambe2:Correspondientealacosecha2009.Soja(CU)=AceitedesojaprovistoporColoniasUnidas.Soja(Otros)=Aceitedesojaprovistoporotrasempresas.Girasol1=Aceitecrudodegirasol.Girasol(Ref.)=Aceiterefinadodegirasol.AceitedeSojayAlgodón=Mezcladeaceitedesojayalgodónrefinados.NR=Análisisnorealizado.Ppm=Partespormillón.
De acuerdo a la ilustración23sepuedenobservarlossi-guientesresultados:
• acidez: De las muestras tomadas, unos de losaceites de crambe sale totalmente del rango dereferencia. A la prueba dedeterminacióndeaci-dez fueron sometidas10muestras de aceites, 9de ellas cumplen con losparámetros establecidos,mientras que una de lasdos muestras de aceite decrambesaledelrango
aceptado. No obstantela muestra del aceite de crambe1conjuntamenteconlacanolasonlosacei-tesquecontienenmayoracidez(1,82%)enamboscasos.Elmenorresultadoseobtuvoconelaceitedesoja y algodón (0,09%).La muestra de este acei-te de crambe presentóun alto grado de acidez(5,31% en la ilustración16), presumiblementecomo consecuencia dela excesiva humedad del
grano, (la humedad pre-senteoañadidaenlasemi-llaatacaalostriglicéridos,componente principal delaceite).
• densidad a 15°c: Todos losvaloresresultantesen-tran dentro del estándar,las variaciones entre losdistintosaceitessonmíni-mas.
• determinante de agua: Lacanolaeselaceiteenelqueel porcentajede aguafuemayor,conunresulta-dode1.013ppm.Elgirasoltambién registró nivelespor arriba del estándarcon 923,20 ppm. Por suparteelnaboforrajerore-sultóelaceitemásanhídri-do,con619,70ppm.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO44 45
• Índice de Iodo: casi to-dos los valores corres-pondientes al índice deiodoseencuentranden-trode losrangosdefini-dos, la excepción es elcrambe cuyo resultado fuede89,6g/I2/100gr,encontrándose por de-bajo del mínimo reque-rido.
• corrosión a lámina de cobre: Todoslosvaloresseencuadrandentrodelvalorrequerido“1”.
• Viscosidad a 100° c cst: Todas las muestras se encuentran dentrodel rango de referencia.Lamínimaviscosidad laobtuvounadelasmues-trasdesojacon8,19cen-tistock y la máxima fuela segunda muestra decrambe con 11,17 cen-tistock.
• punto de enturbia-miento: La prueba solo indicareportar.
8.2 Factores que afectan a la calidad del aceite
Laobtencióndeunaceitedecalidadconlleva lavigilanciade todos los procesos de su elaboración,desdelacosechahasta el envasado y almace-namiento.Noesaconsejablequeelaceiteestéencontac-toconla luz,elagua,elaire,restos metálicos, ni a altastemperaturas, pues podríanafectar la calidad del óleoproduciendo procesos como
la fermentación, laoxidaciónylahidrólisisoelaumentodela acidez del mismo.
Fermentación: Origina olo-res y sabores desagradablesdebidoalapresenciadeazú-caresyaguaatacadapormi-croorganismosexternos.
oxidación: Es una reacciónnatural degenerativa, no de-seada, que conduce a un en-ranciamientodelosaceitesyproduce una serie de altera-cionesenelsaboryolor.Hayuntipodeoxidaciónllamadano inducida que se producedemaneranatural,yqueestádirectamente relacionadacon la insaturación.Amayorinsaturaciónmayorriesgodeoxidación. Existen tres tiposdeoxidación:
• Foto oxidación: produ-cida por el oxígeno at-mosférico activado por
la luz.
• Auto oxidación: desen-cadenada por un inicia-dor que puede ser uncompuesto formado por laoxidaciónoportrazasde metales.
• Oxidación enzimática:oxidación de varios ti-pos que lleva a formarácidosgrasosdenúmerode carbonos impar (losácidos grasos que com-ponen el aceite son denúmeropar),ácidosgra-sostotalmentedegrada-dos(desintegrados,par-tidos,portantoyanoeselácidograsoquedebe-ría),aldehídosycetonas.
No obstante están losllamados antioxidantesnaturales como la vi-tamina E (tocoferoles),que realizan importan-
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO44 45
tes acciones, prolongan-do la vida útil del pro-ducto (contenido en losaceitesnorefinados).
Hidrólisis: la humedad pre-sente o añadida en la semillaataca a los triglicéridos (com-ponente principal del aceite)
Ilustración 24: Resultados del análisis de GranostiPo de GRano nitRÓGeno
total*FÓsFoRo total**
Potasio total**
PRoteína*** extR. etéReo****
Unidad de Medida g/kg g/kg g/kg g/kg %Crambe 2 32,3 13,88 6,07 201,88 34,5Cártamo (Chaco) 33,4 14,77 5,95 208,75 42,7Cártamo (CETAPAR) 26 11,21 5,35 162,5 19,9Crambe 1 42,2 12,63 4,85 263,75 37,3Nabo Forrajero 44,6 18,49 5,35 278,75 36,0
Fuente: ElaboraciónpropiaenbasealosanálisisrealizadosenCETAPAR.Referencias:Crambe1:Correspondientealacosecha2010.Crambe2:Correspondientealacosecha2009.*Métododeanálisis:Digestión,analizadaenKjeldahl.**Métododeanálisis:Digestión,analizadaenespectrofotómetro.***Métododeanálisis,Digestión,analizadaenKjeldahl,resultadodeNitrógenomultiplicadoporelFactor6,25.****Métododeanálisis:Soxhlet,SolventeHexano.
produciendoglicerinayácidosgrasoslibresqueaumentanlaacidez.Estareacciónsenotaaunatemperaturaconcretadayante la presencia de enzimasqueproducenunaumentodelaacidezdelaceitecomocon-secuencia de los procesos hi-drolíticos.
Muestras en laboratorio de Fecoprod.
8.3 Resultado de los análisis químicos de los granos
Losresultadosdelosanálisisquímicosdelosgranosmues-tranlosnivelesdenutrientesqueposeenlosmismos(Ilus-tración24).
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO46 47
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.
0,16%
0,30%0,26% 0,29%
0,33% 0,31%
Ilustración 25: Determinación de Acidez las Muestras de biodiesel (%)
Biodiesel d
e
Soja y C
anola
Biodiesel d
e
Aceite
Vegetal
Biodiesel d
e
Cebo Vacu
no
Mezcla
de biodies
el
BA 50%, B
V 50Biodies
el
de Can
ola
Mezcla
de biodies
el
BA 20% BV 80
%
0,35%0,30%0,25%0,15%0,10%0,05%0,00%
Porc
enta
je
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.
0,094%0,111%
0,093%
0,043%
Ilustración 26: Determinación de Agua en las Muestras de biodiesel
Biodiesel d
e
Soja y C
anola
Biodiesel d
e
Canola
Biodiesel d
e
Sebo Vacu
no
Biodiesel d
e
Aceite
Vegetal
0,120%0,100%0,080%0,060%0,040%0,020%0,000%
% d
e A
gua
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.
0,8833%0,8933%
0,8673%
0,887% 0,88420,8786
Biodiesel d
e
Soja y C
anola
Biodiesel d
e
Aceite
Vegetal
Biodiesel d
e
Cebo Vacu
no
Mezcla
de biodies
el
BA 50%, B
V 50Biodies
el
de Can
ola
Mezcla
de biodies
el
BA 20% BV 80
%
0,9000%0,8900%0,8800%0,8700%0,8600%0,8500%
g / c
c
Ilustración 27: Determinación de la Densidad en las Muestras de biodiesel a 15°C
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO46 47
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.Losdatosqueseindicanserefierenalatemperaturaenlacualaparecenlosprimeroscristalesenelprocesodefor-macióndecuerpossólidosensuspensión,correspondeaunprocesofísicollamadocristalización.
6 6
13
7 8 8
Ilustración 29: Determinación del Punto de Enturbiamiento en las muestras de biodiesel
Biodiesel d
e
Soja y C
anola
Biodiesel d
e
Aceite
Vegetal
Biodiesel d
e
Cebo Vacu
no
Mezcla
de biodies
el
BA 50%, B
V 50Biodies
el
de Can
ola
Mezcla
de biodies
el
BA 20% BV 80
%
141210
86420
Fuente:ResultadosdelosanálisisrealizadosenelLaboratoriodeFecoprod.
5,52
6,13
5,80 5,78 5,83
5,43
Ilustración 28: Determinación de la Viscosidad en las Muestras de biodiesel a 40° (En cSt)
Biodiesel d
e
Soja y C
anola
Biodiesel d
e
Aceite
Vegetal
Biodiesel d
e
Cebo Vacu
no
Mezcla
de biodies
el
BA 50%, B
V 50Biodies
el
de Can
ola
Mezcla
de biodies
el
BA 20% BV 80
%
6,26
5,85,65,45,2
5
cent
istoc
k
tasporlaempresaHermanosGhaleraAgroValledelSol.Elbiodieseldesebovacunofuesuministradoporunaempre-saproductoradeAltoParaná.
Se sometieron a los análi-sisbiodiesel de: soja, canola,aceites vegetales en general,sebovacunoyvariasmezclasrealizadas.
Las mezclas utilizadas fue-
ron:
• biodiesel de soja con canola (producción 2010)
• biodiesel de origen vegetal (producción 2010) con biodiesel de origen animal (produc-ción 2010) en las si-guientes proporciones:
Sirven como referencia de lacantidad de alimentos queaportan al ser utilizados enbalanceados, forrajes, fertili-zantesorgánicos,etc.
8.4 Resultados de los análisis parciales de las diferentes muestras de biodiesel
Las muestras de biodiesel que se analizaron fueron provis-
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO48 49
Ilustración 30: Resultados comparativos entre las diferentes muestras de biodiesel y la NP 16.018.05biodiesel analiZa-dos
P. e* Res. CaR-bono-so
PPm de aGua
% aC.
dens. a 15° C
VisC. a 40°C
FlasH Point
CoRR. al CobRe
Biodiesel soja y canola 06 ° C 0,56 943,0 0,16 0,8833 5,52 >100 1 (a)
Biodiesel de canola 06 ° C 0,52 1.114,3 0,30 0,8933 6,13 >100 1 (a)
Biodiesel de sebo vacuno 13 °C 0,23 931,50 0,26 0.8673 5,80 >100 1 (a)
Biodiesel aceite vegetal 07 ° C 433,80 0,29 0,8870 5,78 > 100 1 (a)
Mezcla de biodiesel 20 % (B.A) 80% (BV)
08 °C 0,33 0,8842 5,83 > 100 1 (a)
Mezcla de biodiesel 50%(BA) + 50 %(BV)
08 ° C 0,31 0,8786 5,43 > 100 1 (a)
NORMA PARAGUAYA NP 16.018.05
R** Max. 0,3 Max. 800
0,8 R** 6,5 >100 Max. 1
Fuente: Elaboraciónpropia.Referencias:*PE:PuntodeEnturbiamiento.**Reportar.
• Biodieselanimal20%yvegetaldecanola80%.
• Biodieselanimal50%yvegetaldecanola50%.
8.5 Resultados comparativos entre las diferentes muestras de biodiesel y la NP 16.018.05
• biodiesel de soja y cano-la:Elporcentajederesiduocarbonoso y nivel de aguase encuentran por encimade losparámetros estable-cidospor laNP, losdemásdeterminantes muestranvaloresaceptados.
• biodiesel de canola: la muestra de este producto sinlamezcladesojapre-
senta incluso un conte-nido de humedad supe-rior que el biodiesel de canola y soja, dejándolofueradelnivelaceptable.El contenido de carbóntambiénestáporencimadel permitido 0,3%. Encuanto al punto de en-turbiamiento tanto delbiodieseldecanolacomoel de lamezcla con sojapresentan menor gradoencomparaciónalosde-másproductos.
• biodiesel de sebo vacu-no: prácticamente todoslos valores se encuen-trandentrodeloslímitesa excepción del nivel dehumedad.
• biodiesel de aceites ve-getales: este producto a
diferenciadelostresan-teriores,eselúnicocuyocontenido de agua seencuentradentrodelpa-rámetroaceptado.Todoslos demás valores estándeacuerdoalasnormasexigidas.
• mezclas de biodiesel de ba con los de bV: ambas muestras en susdiferentes proporciones,arrojanvaloresenlosde-terminantesmuysimila-res,ytodosdentrodeloestablecido por la NP. Es importantedestacarqueel biodiesel de sebo va-cuno,ensumezclaconelbiodieseldeorigenvege-tal,presentauna tempe-ratura de cristalizaciónoenturbiamientomenor,bajandode13°Ca8°C.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO48 49
biodiesel analiZa-dos
P. e* Res. CaR-bono-so
PPm de aGua
% aC.
dens. a 15° C
VisC. a 40°C
FlasH Point
CoRR. al CobRe
Biodiesel soja y canola 06 ° C 0,56 943,0 0,16 0,8833 5,52 >100 1 (a)
Biodiesel de canola 06 ° C 0,52 1.114,3 0,30 0,8933 6,13 >100 1 (a)
Biodiesel de sebo vacuno 13 °C 0,23 931,50 0,26 0.8673 5,80 >100 1 (a)
Biodiesel aceite vegetal 07 ° C 433,80 0,29 0,8870 5,78 > 100 1 (a)
Mezcla de biodiesel 20 % (B.A) 80% (BV)
08 °C 0,33 0,8842 5,83 > 100 1 (a)
Mezcla de biodiesel 50%(BA) + 50 %(BV)
08 ° C 0,31 0,8786 5,43 > 100 1 (a)
NORMA PARAGUAYA NP 16.018.05
R** Max. 0,3 Max. 800
0,8 R** 6,5 >100 Max. 1
Fuente: Elaboraciónpropia.Referencias:*PE:PuntodeEnturbiamiento.**Reportar.
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Los resultados presentadoscorresponden a los primerosanálisisrealizadosenelLabora-toriodeInvestigacióndeMate-rias Primas para biodiesel. Las muestrasfueronsuministradaspor socios de las cooperativasde Fecoprod y empresas cola-boradoras.
Elobjetivoescontinuarelpro-yecto realizando las pruebasen las parcelas demostrativasya instaladas en San Pedro,AltoParanáeItapúa,deformaacontarconbasesestadísticas,datostécnicosycientíficosquepermitanconocerlaadaptaciónde los cultivos de las especiesseleccionadas para la produc-cióndelbiodiesel,eirincorpo-rándolasdentrode la rotaciónde losprincipales cultivosquesonlasojayelmaíz.
Conrelacióna losanálisisrea-lizados en los granos y en lassemillaslasprincipalesconclu-sionesobtenidasson:
Severificóquemedianteelbuenmanejoytratamien-to adecuado de las semillas para el ensilado del naboforrajero,éstaspuedenseralmacenadas hasta por 2años sin que sus caracte-rísticas físico - químicasseanafectadas.
Enbasealasexperienciasde losproveedoresde se-millas/granosdemateriasprimas se pudo observarqueel retrasoexperimen-tadoenlagerminacióndela soja sembrada sobre el
naboforrajerosedebealaalelopatía, y al desconoci-mientodelmanejofinalenlacosechadenabo.
Definitivamente debemosinvestigar y desarrollarunasemilladenaboforra-jerodeciclocorto.quenocomprometa el tiempo de siembradelasoja.
Delosanálisisrealizadosenlasmuestrasdeaceites,lasprinci-palesconclusionesson:
Se observaron diferenciasenélporcentajedeextrac-cióndelaceite,dependien-dodelosprocesosfísicosoquímicos aplicados, comotambién los rendimientosobtenidosdelasoleagino-sas provenientes de dife-rentes lugares, así mismola adaptabilidad de la es-peciecultivada.
Además de los criteriosutilizadospara laeleccióndelasoleaginosasmencio-nadosenelCapítulo6,yenlosresultadosfísico–quí-micosdelosaceitesextraí-dossedefinieronlasolea-ginosasaserutilizadasenlas parcelas experimen-tales,y son las siguientes:nabo forrajero; cártamo;crambeycanola.
Con la creación de estasparcelas de investigacióntambién se estaría eva-luandocómopuedenafec-tar las características del suelo al rendimiento de
aceite, ya que se encuen-trandistribuidasendistin-tasregiones.
Enlosanálisisdebiodiesellasconclusiones más relevantesson:
Los resultados químicos obtenidos indican que elbiodiesel analizado nece-sitaría un mejor controlenlosdiferentesprocesos,especialmente en el seca-do y tiempo de reacciónquímica durante la trans-formación de ácidos gra-sosenesteresglicéridos.
Dentro de las pruebasefectuadas, se realizaronexperiencias con diferen-tesporcentajesdemezclasde biodiesel elaborado de sebo vacuno con bio-diesel de origen vegetal.Estudiando su compor-tamiento en condicionescontroladas de tempera-tura se obtuvieron resul-tadosmuyimportantes.Seconcluyó finalmente quela temperatura de crista-lizacióno enturbiamientobajade13°Ca8°C.
Finalmente, de los resultadosobtenidosenelanálisisquími-co, se concluyequeel residuosolidoprovenientedelaextrac-cióndelaceitedelgrano,puedeserutilizado,tantoparalaela-boracióndeforraje,comoenlafabricacióndefertilizanteorgá-nico,entreotros.Estodebidoalbuen contenido de nutrientesqueposeen.
Conclusiones
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO50 51
Friedmann,AlexandrayRei-naldo Penner, USAID/Para-guay Vende, Biocombusti-bles:AlternativadeNegociosVerdes. Asunción-Paraguay,Agostode2009.
Instituto Interamericano deCooperaciónparalaAgricul-tura (IICA), Oficina en Para-guay. (2007). “El Estado deArte de los Biocombustibles enParaguay”.
Juan Manuel García Camús,José Ángel García Laborda.Informe de vigilancia tecno-lógica N° 4: Biocarburanteslíquidos: biodiesel y bioeta-nol.
Silvia Liliana Falasca, AnaUlberich. “Potencialidadbioenergética:sudamericanaapartirdeforestacionesconJatropha sp. (J. curcas, hie-ronymiymacrocarpa). Julio,2008.
BibliografíaAtlas de la agroenergía ylos biocombustibles en lasAméricas:IIBiodiesel/IICA,Programa Hemisférico enAgroenergía y Biocombus-tibles – San José, C.R.: IICA,2010.
Castro, Paula, Javier Coello,Liliana Castillo. Opcionespara laproducciónyusodelbiodiesel en el Perú. Lima.Soluciones Prácticas-ITDG;Agosto2007.
Experiencias y perspectivasdelaproduccióndebiodieselenMéxico.Dr. Oliver Probst:Tecnológico de Monterrey,CampusMonterrey.
Foro de Biocombustibles como energía alternativa:“Unamiradahacia laregión”.17 y 18 de Octubre – Ciudad deQuito–Ecuador,ProgramaNacionaldeBiocombustiblesArgentina.
BIODIESEL Materias primas FECOPROD INBIO52 MT
SacramentoNº2279c/Tte.SilverioMolinasAsunción,Paraguay+59521297050 / 2
www.fecoprod.com.py