jueves, 31 de julio de 2014

DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE BIOETANOL DE PRIMERA GENERACIÓN A PARTIR DEL SORGO SACARINO [SORGHUM BICOLOR (L.) MOENCH] EN EL DEPARTAMENTO DE PIURA.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL
  
TESIS
DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE BIOETANOL DE PRIMERA GENERACIÓN A PARTIR DEL SORGO SACARINO [SORGHUM BICOLOR (L.) MOENCH] EN EL DEPARTAMENTO DE PIURA.



 ÍNDICE 



DEDICATORIA..............................................................................................................11 AGRADECIMIENTOS...................................................................................................12 RESUMEN......................................................................................................................13 INTRODUCCIÓN...........................................................................................................14 
1 MARCO REFERENCIAL...........................................................................................15 
1.1 MARCO REFERENCIAL DE LA INVESTIGACIÓN ...........................................16
 1.1.1 Planteamiento del Problema..........................................................................16 
1.1.2 Formulación del Problema.............................................................................19 
1.1.3 Objetivos de la Investigación..........................................................................19 
1.1.3.1 Objetivo General..................................................................................................19 
1.1.3.2 Objetivo Específicos............................................................................................19 
1.1.4 Justificación...................................................................................................19 
2 MARCO TEÓRICO.....................................................................................................22 
2.1. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL......................................................................23
 2.1.1 Origen y Situación Mundial del Sorgo..........................................................23 
2.1.2 Definición Botánica.......................................................................................25 2.1.3 
Morfología de la Planta de Sorgo..................................................................26
 2.1.3.1 Raíz............................................................................................................. 26 
2.1.3.2 Tallo..................................................................................................... 26 
2.1.3.3 Hoja......................................................................................................27 
2.1.3.4 Pedúnculo.............................................................................................27 
2.1.3.5 Flor........................................................................................................27 
2.1.4 Tipos de Sorgo...............................................................................................29 
2.1.4.1 Sorgo Granifero....................................................................................29
2.1.4.2 Sorgo Forrajero.....................................................................................29 
2.1.4.3 Sorgo Sacarino......................................................................................30 
2.1.4.4 Sorgo Escobero.....................................................................................31
 2.1.5 Bioetanol........................................................................................................32 
2.1.5.1 Tipos de bioetanol................................................................................32 
2.1.5.2 Obtención del Bioetanol.......................................................................33 
2.1.5.3 Beneficios del Bioetanol........................................................................34
2.1.5.4 Leyes y Decretos supremos que promueven la industria del etanol en el Perú......................................................................................................35 
2.1.6 Producción de Bioetanol................................................................................37
 2.1.6.1 Importancia de la Producción de etanol...............................................37
 2.1.6.2 Producción de Bioetanol en el Departamento de Piura........................37 
2.1.7 Diseño de Planta............................................................................................39
 2.1.7.1 Análisis de Mercado.............................................................................39 
2.1.7.2 Localización de la Planta......................................................................39
 2.1.7.3 Selección de Maquinaria y Equipo.......................................................41
 2.1.7.4 Distribución en Planta..........................................................................41
 2.1.7.5 Inversión y Financiamiento..................................................................42
 2.1.8 Procesos.........................................................................................................43 
2.1.8.1 Diseño del Proceso...............................................................................43
 2.2. ANTECEDENTES...................................................................................................45
 2.3. METODOLOGÍA.....................................................................................................48 
2.3.1 Tipo de Investigación....................................................................................48 
2.3.2 Diseño de Investigación.................................................................................48
 2.3.3 Nivel de Investigación...................................................................................48
 2.3.4 Dimensión Temporal................................................................................48 
2.3.5 Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos........................................48 
2.3.6 Modelo Teórico.............................................................................................49 
3 ESTUDIO DE MERCADO..........................................................................................50 
3.1. DATOS HISTORICOS............................................................................................51
 3.2. EVOLUCIÓN DEL ETANOL.................................................................................52
 3.2.1 El Origen del Etanol como Combustible.......................................................52 
3.2.2 Evolución del etanol......................................................................................53 
3.3. PRODUCTOS COPETITIVOS................................................................................54
 3.4. PRODUCTO.............................................................................................................54
 3.5. SUBPRODUCTOS...................................................................................................54 
3.5.1 Materiales Lignocelulosicos..........................................................................54 
3.5.2 Materiales Alimenticios.................................................................................54 
3.6. USOS DEL ETANOL..............................................................................................55 
3.7. ANÁLISIS DEL ENTORNO INTERNACIONAL.................................................55
 3.8. ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA FUTURA......................................................58 
3.8.1 Estimación de la Demanda Futura Internacional...........................................58 
3.8.2 Estimación de la Demanda Futura Nacional.................................................60 
3.9. PRECIOS DEL ETANOL........................................................................................62
 3.10. ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD COMPARANDO PRECIOS DE CULTIVOS.62
 3.11. PLANTAS DE BIOETANOL................................................................................63 
3.12. CAPACIDAD DE PLANTA..................................................................................64
 4 UBICACIÓN DE LA PLANTA...................................................................................67
 4.1. MACRO LOCALIZACIÓN.....................................................................................68 
4.1.1 Adaptabilidad de Materia Prima....................................................................68
 4.1.2 Clima.............................................................................................................68
 4.1.3 Accesibilidad al Mercado..............................................................................68 
4.1.4 Energía Eléctrica............................................................................................69 
4.1.5 Recurso Hídrico.............................................................................................69
 4.1.6 Transporte......................................................................................................70
 4.1.7 Disponibilidad de Mano de Obra...................................................................71
 4.1.8 Análisis de Aptitud y Disponibilidad de Tierras...........................................72
 4.2.EL MÉTODO DE CALIFICACIÓN POR PUNTOS PONDERADOS...................73 
4.3. MICRO LOCALIZACIÓN......................................................................................75 
5 FASES DEL PROYECTO ..........................................................................................77
 5.1. FASE AGRÍCOLA DEL PROYECTO....................................................................78
 5.1.1 Captación de Agua.........................................................................................79 
5.1.2 Preparación del Terreno.................................................................................82 
5.1.3 Siembra..........................................................................................................88
 5.1.4 Mantenimiento de las Plantaciones...............................................................93
 5.1.5 Fertilización...................................................................................................96
 5.1.6 Cosecha..........................................................................................................96 
5.1.7 Transporte....................................................................................................101 
5.2. FASE INDUSTRIAL DEL PROYECTO...............................................................102 
5.2.1 Recepción y Pesado.....................................................................................103
 5.2.2 Preparación..................................................................................................104
5.2.3 Extracción....................................................................................................108 
5.2.4 Purificación del caldo..................................................................................110
 5.2.5 Evaporación.................................................................................................113
 5.2.6 Fermentación...............................................................................................114
 5.2.7 Destilación...................................................................................................115 
5.2.8 Generación de Vapor y Electricidad............................................................116 
5.2.9 Almacenamiento..........................................................................................119 
6 DISTRIBUCIÓN DE PLANTA.................................................................................120 
6.1. DIAGRAMA DEL PROCESO..............................................................................121
 6.2. DIAGRAMA DE BLOQUES................................................................................122 
6.3. DIAGRAMA DE PRODUCCIÓN.........................................................................123 
6.4. PLAN DE PRODUCCIÓN....................................................................................124
 6.5. EQUIPOS, MAQUINARIA E INSUMOS.............................................................124
 6.5.1 Equipos y Maquinaria..................................................................................124 
6.5.2 Insumos.........................................................................................................127 
6.6. RECURSOS HUMANOS......................................................................................129 
6.6.1 Fase Agrícola...............................................................................................129 
6.6.2 Fase Industrial..............................................................................................129 
6.7. CALCULO DE LAS ÁREAS DE LA PLANTA INDUSTRIAL..........................129 
6.8. DISTRIBUCIÓN DE PLANTA ............................................................................134
 6.8.1 Triangulo relacional de Actividades...................................................................135 
7 ANÁLISIS TÉCNICO- ECONOMICO.....................................................................138
 7.1. INVERSIÓN Y FINANCIAMIENTO...................................................................139 
7.1.1 Estudio de las Inversiones.......................................................................139
 7.1.1.1 Inversión Fija......................................................................................139 
7.1.1.2 Capital de trabajo................................................................................151
 7.1.1.3 Imprevistos.........................................................................................156
 7.1.2 Financiamiento...........................................................................................156 
7.1.2.1 Amortización del crédito....................................................................157 
7.1.3 Presupuesto de Insumos Fase Agrícola e Industrial...................................158 
7.1.4 Presupuesto de Mano de Obra ...................................................................159
7.1.5 Depreciaciones y Amortizaciones.. ....................................................................169
 7.1.6 Presupuesto de Ingresos y gastos... ......................................................................170 
7.1.7 Estados Financieros..............................................................................................172 
7.1.7.1 Estado de pérdidas y Ganancias............................................................172
 7.1.7.2 Estado de Situación Inicial....................................................................173 
7.1.7.3 Presupuesto de Ingresos y Egresos........................................................174 
7.1.7.4 Flujo de Caja..........................................................................................175
 7.1.8 Análisis de resultados...........................................................................................176 
7.1.8.1 Cálculo de la Relación Costo-Beneficio................................................177
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................................................183 BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................184




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