Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia La Hidrólisis Rápida de la biomasa Vegetal como precursora de biocombustibles IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Producción de etanol en México y su demanda a futuro Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia Producción de etanol en México y su demanda a futuro El etanol o bioalcohol como combustible se obtienen a partir de la fermentación alcohólica de mieles finales los rendimientos máximos se estiman en 4:1 kilos de melaza por litro de alcohol. Se obtienen aproximadamente 55 litros de etanol por tonelada de caña. México produce al año 5 millones de toneladas de azúcar y 56 millones de litros de etanol. PEMEX vendió 11 mil 25 millones de litros de gasolina en México, Monterrey y Guadalajara en 2005. Para cumplir con la especificación de oxígeno en ese volumen de gasolinas se requieren 661.5 millones de litros de etanol. (PEMEX, 2005). Molécula Proceso Productos Rendimiento Ingenio Azucarero Azúcar Melaza Etanol 100 -120 kg  Ton-1 8 -10 kg  Ton-1 2 - 2.5 l  Ton-1 Ingenio Azucarero + Destilería (50-50) 67 kg  Ton-1 42 l  Ton-1 Alcoholera 85 l  Ton-1 IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

DESCRIPCION DEL PROCESO DHR Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia DESCRIPCION DEL PROCESO DHR Descripción del proceso El DHR consiste en la utilización de un proceso de hidrólisis rápida, transformando el bagazo de caña de azúcar (BIOMASA VEGETAL) en azucares que fermentados y destilados producen alcohol. Proceso para hidrólisis de bagazo que combina pre-tratamiento con solventes orgánicos e hidrólisis con ácidos diluidos; Características: disolución total del bagazo, reacción rápida en un único reactor a presión entre 2000 - 2500 k Pa (20-25 Atm) entre 180-200 ºC; En la etapa actual del proceso está prevista para aprovechar únicamente las hexosas y operar anexo a una destilería, realizando la fermentación alcohólica en un mosto formulado con caldo, jarabe o melaza y licor hidrolítico. Ventajas: el licor hidrolítico es comparativamente más concentrado y presenta altas tasas de conversión de celulósicos, formación de inhibidores controlada, flexibilidad para integración con tecnologías futuras (hidrólisis enzimática). IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DE LA CAÑA DE AZÚCAR 1 T CAÑA 1,206,209 Kcal BAGAZO EXCEDENTE 100 kg Azúcar 395500 Kcal 12 l Alcohol 68953 Kcal 464453 Kcal Melaza 0.0 Kcal PROCESO TRADICIONAL EFICIENCIA ENERGÉTICA DEL AZÚCAR MÁS ALCOHOL = 464.453 1,206,209 39% PROCESO ACTUAL 82.2 l ALCOHOL + FÚSEL 472328 Kcal EFICIENCIA ENERGÉTICAGLOBAL = 851,394 1,206,209 71% 12.2 m3 BIOGÁS (VINAZA) 1 T CAÑA 62220 Kcal 1,206,209 KCAL 176 kg BAGAZO EXCEDENTE 316846 Kcal 851394 Kcal IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

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EL PROCESO DE HIDROLISIS RÁPIDA DE DEDINI (DHR) Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia EL PROCESO DE HIDROLISIS RÁPIDA DE DEDINI (DHR) IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

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CONDICIONES DEL PROCESO Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia CONDICIONES DEL PROCESO Sacarificación (HIDRÓLISIS) P = 2000-2500 kPa T = 185°C PURIFICACIÓN DEL HIDROLISADO FERMENTACIÓN (HEXOSAS) / DESTILACIÓN ETANOL PENTOSAS CaO H2SO4 BAGAZO HIDROLISADO PURIFICADO IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Estequiometría de la conversión de 1 ton bagazo a etanol Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia Estequiometría de la conversión de 1 ton bagazo a etanol IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia Comparativo del sistema tradicional y el DHR en la producción de biocombustible. Características técnicas del sistema Tradicional DHR Capacida de Molienda (ton-dia-1) 5 500-6x78” 5 500 Tiempo de fermentacion (h) 24 6 Valor teórico del alcohol en vino (GL0) 7.5 10 Rendimiento de Extracción (% Alcohol en caña) 93 97 Rendimiento fermentativo (%) 80 91 Rendimiento en destilación (%) 98 99.5 Rendimiento total (litros de alcohol  ton. De caña 66 86 Consumo de vapor en kg por ton. de caña 600 380 Consumo de vapor saturado en kg por litro de alcohol 3.4 2.0 Consumo de vapor seco en kg por litro de alcohol 4.5 2.8 Eficiencia de la caldera (% PCI) Pressiòn (bar) Temperatura (ºC) 21-300 87 85-530 Producion de vinaza en litros por litro de alcohol 13 0.8 IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia CONCLUSIONES La agroindustria azucarera Mexicana puede ser ecológicamente sustentable al secuestrar CO2, contribuyendo a la disminución de la temperatura global. La energía empleada en la agroindustria y la recuperada en la producción de etanol y biomasa representan un a relación positiva. El sector azucarero de México se incluiría dentro del sector terciario contribuyendo a darle valor agregado a la industria con la oferta de combustible líquido de origen renovable. IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia El empleo del bagazo como energético en la producción de etanol generará excedentes de biomasa lignocelulósica con potencial para la producción de otros productos. La utilización los residuos de la cosecha promoverá la cosecha en verde con lo que disminuirá el deterioro ambiental, mejorará las condiciones edáficas y aumentará la disponibilidad de biomasa para la producción de biocombustibles. IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia La hidrólisis de bagazo se vuelve estratégica para aumentar la oferta de etanol de 8000 a 12000 litros por hectárea cultivada. Los residuos de vegetales constituyen la fuente más importante de materias primas en el futuro para la industria química, por tratarse de recursos renovables que no incrementa la emisión de CO2 a la atmósfera. IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx

PRODUCTOS DE LA HIDRÓLISIS RÁPIDA Colegio de Postgraduados – Campus Córdoba Dr. Héctor Debernardi Delavequia PRODUCTOS DE LA HIDRÓLISIS RÁPIDA FIBRA BIODIESEL POLIMEROS ALCOHOL debernardi@colpos.mx IMPACTO Y MITIGACIÓN DEL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL: Sector Agropecuario y Forestal www.cambioclimaticoglobal.colpos.mx