BIODIESEL
JATROPHA CURCAS L.
Consultor Privado, Mexico
Agro-Proyectos y Bio-Energía
j.delavegal@gmail.com
j.alexl@yahoo.com
El Arbol Jatropha
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->La planta Jatropha no es un arbol milagroso para produccion de Biodiesel. Puede desarrollarse en suelos pobres y en regiones con alta o baja precipitacion pluvial, pero los mejores rendimientos se obtienen en suelos arenosos de fertilidad media a escasa, no adecuados para cultivo de alimentos en zonas tropicales y subtropicales del mundo.
La planta Jatropha Curcas L. pertenece a la familia Euphorbiaceae.
Al parecer es originaria de Mexico y America Central, se cultiva en otras partes del mundo.
Es un arbol de corteza grisacea que exuda latex blanquecino no muy espeso cuando su tallo o ramas son cortadas. Normalmente crece a una altura entre tres y cinco metros, y en ocasiones su altura puede llegar a los ocho o diez metros. Sus hojas son grandes, alternadas de color verde a verde palido. En sus flores, el peciolo mide entre seis y veintitres milimetros. La inflorescencia se forma en la axila de las hojas. Los frutos se producen en invierno cuando el arbol queda sin hojas. Las semillas maduran cuando su caparazon cambia de color verde a amarillo, dos o tres meses despues de la floracion. La floracion ocurre en la epoca de lluvia, y la muda de hojas en la estacion seca. Las flores son polinizadas por insectos, especialmente abejas del tipo europeo.
REQUIRIMIENTOS DEL CULTIVO <!--[if !vml]--><!--[endif]--> | |||||
Altitud | Precipitacion | Temperatura | Suelo Tipo | Suelo Fertilidad | Irrigacion |
0-1200 Metros. | 300 a1800 mm. o mas | 20°C Promedio Anual | Arenoso, Ventilado, Bien Drenado. PH 5 -7 Profundidad Minima 0.60m | Media - Baja | 1200 mm. 1500 mm. |
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->PRODUCTIVIDAD ESTIMADA (en condiciones favorables) | ||||||||
Producto Kg. | Meses 12-24 | Meses 36-48 | Meses 60-72 | Meses 84-96 | Meses 108-120 | Meses 132-360 | Promedio 96 | Hectarea 1156 Arboles |
Semilla | 0.10 0.80 | 2.00 4.00 | 4.50 5.50 | 6.00 7.00 | 7.50 8.50 | 9.00 10.0 | 5.40 | 6,242 |
Aceite 35% | .035 .280 | 0.70 1.40 | 1.60 1.90 | 2.10 2.45 | 2.60 3.00 | 3.15 3.50 | 1.90 | 2,200 |
Bio Diesel | .034 .270 | 0.67 1.36 | 1.55 1.85 | 2.03 2.38 | 2.52 2.90 | 3.06 3.40 | 1.84 | 2,127 |
Glicerina | .003 .0250 | .060 .130 | .150 .170 | .180 .230 | .250 .290 | .300 .340 | 0.180 | 208 |
Co2 Captura | 1.60 3.20 | 4.80 6.40 | 8.00 | 8.00 | 8.00 | 8.00 | 6.00 | 6,936 |
Pasta | 0.05 0.45 | 1.5 2.0 | 2.5 3.0 | 3.5 4.0 | 4.5 5.0 | 5.5 6.0 | 3.17 | 3,664 |
| |||
Contenido | Masa 60% | Cascara 40% | Harina |
Proteina Cruda | 25.6 | 4.5 | 61.2 |
Lipidos (aceite crudo) | 56.8 | 1.4 | 1.2 |
Cenizas | 3.6 | 6.1 | 10.4 |
Fibra detergente neutra | 3.5 | 85.8 | 8.1 |
Fibra detergente acida | 3.0 | 75.6 | 6.8 |
Lignina acido detergente | 0.1 | 47.5 | 0.3 |
Energia bruta (MJ/Kg.) | 30.5 | 19.5 | 18.0 |
Fuente: J. de Jongh, 15-03-2006, edited by W. Rijssenbeek |
BIODIESEL | |
Peso Especifico | 0.870 a 0.89 |
Viscosidad 40°C | 3.70 a 5.80 |
Punto de Ignicion | 130 °C |
Valor Calorifico Alto (btu/lb.) | 16,978 a 17,996 |
Valor Calorifico Bajo (btu/lb.) | 15,700 a 16,735 |
Azufre (% del peso) | 0.00 a 0.0024 |
El Bio-Diesel tiene propiedades similares del Diesel Convencional |
<!--[if !vml]--><!--[endif]--> FORMULA PARA ELABORACION EXPERIMENTAL DE BIO-DIESEL | ||
Jatropha Aceite | Alcohol Metanol 95% Puro | Hidroxido de Sodio (sosa caustica) |
Un Litro | 200 mililitros | Cinco Gramos |
Procedimiento: 1) Mezclar el hidroxido de sodio con el alcohol (metanol) hasta disolver el hidroxido de sodio. 2) Añadir la solucion alcohol-hidroxido de sodio al aceite calentado a 60°C, mezclar suavemente. 3) Dejar la solucion en reposo. El Bio-Diesel queda en la superficie y la glicerina en el fondo. 4) Extraer la glicerina y el Bio-Diesel. 5) Lavar el Bio-Diesel con agua (aspersion) 2 a 3 veces para eliminar la parte jabonosa. |
Perfil de la planta
<!--[if !supportLists]-->a) <!--[endif]-->Llega a Medir: 3 a 10 metros de alto.
<!--[if !supportLists]-->b) <!--[endif]-->Vida productiva: 20 a 40 años.
<!--[if !supportLists]-->c) <!--[endif]-->Tallo erguido; ramas gruesas.
<!--[if !supportLists]-->d) <!--[endif]-->Hojas verdes: 6 a 15 cm. largo y ancho.
<!--[if !supportLists]-->e) <!--[endif]-->Fruto oval 40 mm. longitud aprox.
<!--[if !supportLists]-->f) Cada fruto contiene 2 a 3 semillas.
<!--[if !supportLists]-->g) <!--[endif]-->Semillas color negro: longitud 11 a 30 mm.
<!--[if !supportLists]-->h) <!--[endif]-->Semillas anchura 7 a 11mm..
<!--[if !supportLists]-->i) <!--[endif]-->1000 Semillas = 0.750 a 1.0 Kg. aprox.
<!--[if !supportLists]-->j) <!--[endif]-->Aceite en semillas 30 a 40%.
<!--[if !supportLists]-->k) <!--[endif]-->Ramas contienen latex blanquizco.
<!--[if !supportLists]-->l) <!--[endif]-->Cinco raíces en semillas germinadas.
<!--[if !supportLists]-->m) <!--[endif]-->Una raíz central y 4 laterales en semilla germinada.
<!--[if !supportLists]-->n) <!--[endif]-->Sin hojas en sequía e invierno su desarrollo queda latente.
<!--[if !supportLists]-->o) <!--[endif]-->No soporta frio ni heladas.
<!--[if !supportLists]-->p) <!--[endif]-->80% del aceite es insaturado.
<!--[if !supportLists]-->q) <!--[endif]-->Oleico y linoleico principalmente.
Variedades
De acuerdo con investigacion y coleccion en herbarios de Mexico se han encontrado dos especies adicionales de Jatropha además de
Jatropha Pereziea con presencia en la region del rio Balsas en el Estado de Michoacan.
Jatropha Dehganii con presencia en lomerios del rio Armeria en el Estado de Jalisco.
Ambas especies pertenecientes a la sub-seccion (Cav.) Muell.
Fuente: Instituto de Ecología and Herbario de
Toxicidad
Investigaciones en ratas y peces establecieron que la harina de semillas de la planta Jatropha en estado salvaje originaria de Mexico no mostro toxicidad como alimento. El contenido de proteina, energía, lipidos y aminoacidos en Jatropha Curcas fue similar al de variedades toxicas de Jatropha. La harina mostro niveles significativos de lecitina, fitatos e inhibidor de la tripsina similares a los de la variedad toxica.
La ausencia de esteres de forbol en las semillas de Jatropha Curcas originaria de Mexico sugiere que uno de los principios de toxicidad en la variedades toxicas de Jatropha puede estar relacionado con la presencia de esteres de forbol.
El fitato en las harinas constituye el mayor componente anti-nutritivo que no se destruye con el calor y que puede tener efecto adversos, mientras que otros factores anti-nutricionales como los inhibidores de la tripsina y lecitinas pueden ser destruidos mediante calor. Fuente: N. Foidl, G. Oliver, B. Schmook, T. N. Bhandare, J. B. Pandey, M. Sujatha.
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->PLAGAS Y ENFERMEDADES COMUNES | |
Causa | Solucion |
Indarbella sp. - | Endosulfan 32ml./Lt. de agua. |
Perforador de Corteza - | Endosulfan 32ml./Lt. de agua. |
Pudrición Cuello Raíz | Mezcla Bordeaux 1.4% a plantas afectadas y vecinas. |
Termitas e Insectos Dorados - | Insecticida (consulte a su proveedor). |
Jatropha hospeda virus que afectan a la planta Yuca (Cassava). |
<!--[if !vml]-->PLAGAS Y ENFERMEDADES POTENCIALES | ||
Nombre | Sintomas y Deterioro | Fuente |
Phytophora spp. | Pudrición de raíz | Heller 1992 |
Pythium spp. | Pudrición de raíz | Heller 1992 |
Fusarium spp. | Pudrición de raíz | Heller 1992 |
Helminthosporium tetramera. | Manchas en hojas | Singh 1983 |
Pestalotiopsis paraguarensis | Manchas en hojas | Singh 1983 |
Pestalotiopsis versicolor | Manchas en hojas | Phillips 1975 |
Cercospora Jatropha curcas | Manchas en hojas | Kar & Das 1987 |
Julus sp. (millipede) | Pérdida de plántulas | Heller 1992 |
Oedaleus senegalensis (locust) | Hojas en plántulas | Heller 1992 |
Lepidoptera larvae | Galerías en hojas | Heller 1992 |
Pinnaspis strachani (cushion scale) | Manchas negras en ramas | Van Harten |
Ferrisia virgata (wooly aphid) | Manchas negras en ramas | Van Harten |
Calidea dregei (blue bug) | Succionan frutos | Van Harten |
Nezara viridula (green stink bug) | Succionan frutos | Van Harten |
Spodoptera litura | Larva se alimenta de hojas | Meshram & Joshi |
La planta en estado silvestre tiene poco problema con plagas y enfermedades, pero en
condiciones de monocultivo puede haber mayor problema con plagas y enfermedades.
Floracion
1. Patrones en la producción vegetal
Investigación para detectar patrones en la producción de flores, frutos y semillas en plantas Jatropha Curcas (Euphorbiaceae) de un año de edad con relación a la variabilidad en la fertilidad y humedad de los suelos durante un período de doce meses en Nicaragua.
<!--[if !supportLists]-->a) <!--[endif]-->La conformación de la planta se ajusta al modelo Leeuwenberg.
<!--[if !supportLists]-->b) <!--[endif]-->La floración tiende a ser episódica y responde a la variación en la precipitación pluvial.
<!--[if !supportLists]-->c) <!--[endif]-->La deficiencia de nutrientes en plantas pequeñas ocasiona que lar reproducción y el desarrollo terminen mucho antes del final del período de lluvias.
<!--[if !supportLists]-->d) <!--[endif]-->El tamaño de las inflorescencias y la proporción de flores femeninas varían de acuerdo al vigor en los módulos de las plantaciones.
<!--[if !supportLists]-->e) <!--[endif]-->El desarrollo de los frutos se presenta frecuentemente disparejo y, el crecimiento de los frutos tardíos comienza hasta después de la maduración de los frutos tempranos.
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<!--[endif]-->
2. Biotecnología para el mejoramiento de Jatropha Curcas
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<!--[endif]-->Las plagas principales en Jatropha Curcas L. (Euphorbiaceae) que causan abortos en frutos y malformaciones en las semillas en Nicaragua son: Pachycoris klugii Burmeister (Heteroptera: Scutelleridae) and Leptoglossus zonatus (Dallas) (Heteroptera: Coreidae).
No hubo diferencia significativa en la actividad de la lecitina en variedades tóxicas y no tóxicas. Ambas fueron sometidas a tratamientos en calor seco a 130°C y 160°C durante 20, 40 y 60 minutos, y en calor húmedo con 60% de humedad a 100°C y 121°C durante 20, 40 y 60 y 10, 20 30 minutos. Los tratamientos en calor húmedo a 100°C, y en calor seco a 130°C y 160°C durante 60 minutos, no inactivaron la lecitina en ninguna de las dos variedades. La aglutinación del látex se presentó a los 10 y 20 minutos en calor húmedo a 121 °C. Sin embargo la aglutinación no se presentó después de 30 minutos. Esto sugiere que: el tratamiento con calor húmedo es más efectivo que con calor seco para inactivar las lecitinas; las lecitinas pueden ser inactivadas mediante calor húmedo a 121°C durante 30 minutos; las lecitinas probablemente no son el principio tóxico en la harina de semillas de Jatropha. La prueba de aglutinación fue llevada a cabo en presencia de iones de Ca2+, Mn2+ y Mg2+. El ion Mn2+ fue el mejor. Una concentración de 0.286 mM de Mn2+ fue mantenida en la mezcla del ensayo.
Los peces alimentados únicamente con la pasta resultante de la extracción de aceite previamente tratada con calor presentaron una mortandad de 100%. Sin embargo, la extracción de aceite con etanol al 92% (o éter etílico) dio como resultado una pasta resultante de la extracción de aceite de Jatropha Curcas con la que se alimentó a los peces que se desarrollaron sin problemas y no presentaron síntomas de intoxicación. Las misma pasta resultante de la extracción de aceite con etanol o éter etílico fue suministrada a un grupo de ratones que se desarrolló más lentamente que aquellos alimentados con soya. Los ratones tampoco presentaron síntomas de intoxicación.
O. López, G. Foidl, N. Foidl, Universidad Nacional de Ingenieria, Departamento de Biomasa, Managua, Nicaragua. Sucher & Holzer, Austria.
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<!--[endif]-->
E. Winkler, G.M. Gübitz, N. Foidl, R. Staubmann, W. Steiner, Institute of Biotechnology, Graz University of Technology, Austria. Proyecto Biomasa,
11. Fermentación de la pasta resultante de la extracción de aceite
Trabi, G.M. Gübitz, W. Steiner, N. Foidl, Institute of Biotechnology, Graz University of Technology, Graz, Austria. Proyecto Biomasa, Universidad Nacional de Ingeniería, Managua, Nicaragua.
Un hongo fue aislado de la semillas de Jatropha Curcas en Nicaragua e identificado como Rhizopus oryzae (Went & Prinsen Geerlings). harina de semillas y pasta resultante de la extracción de aceite fueron utilizadas como sustratos para fermentaciones con el hongo Rhizopus oryzae. El hongo se desarrollo bien en ambos sustratos sin añadir levaduras, pero la cascarilla de las semillas sin adición de levaduras no fue un buen sustrato. El hongo produjo un amplio espectro de enzimas hidrolíticas apropiadas para incrementar la extracción de aceite. Incluso la fermentación de las semillas o de la pasta resultante de la extracción de aceite mediante el hongo Rhizopus oryzae podría ser factible para degradar las sustancias tóxicas. Los experimentos mostraron que utilizar la pasta resultante de la extracción de aceite como sustrato para el hongo Rhizopus oryzae y producir más aceite, podría ser mejor que usarla como forraje, particularmente porque no existe una forma práctica y económica para su detoxificación.
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->12. Harina de semillas como suplemento proteico para el ganado
M. Mittelbach, Karl-Franzens, University
M. Trabi,
Symposium "Jatropha 97", Managua, Nicaragua, Febrero 23 al 27, 1997, patrocinado por el Ministerio Austriaco de Asuntos Exteriores y Sucher & Holzer Graz Dbv-Verlag für die Technische Universität Graz Uhlandgasse 8, A-8010 Graz, Austria.
Rodrigo González Fernández
DIPLOMADO EN RSE DE LA ONU
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