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revista biomasa como combustible

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3 Artículos Sobre Biomasa

Como Fuente de Combustible

BIOMASA

Escobar

Morillo

Mosquera

2023

Edición

2023

Sarmiento

Rojas


AUTORES

Escobar Mariacecilia

Morillo Marihumber

Mosquera Mizraim

Rojas Mayra

Sarmiento Julio

PRINCIPIO DE BIOINGENIERIA


ÍNDICE

Páginas

1

Biomasa

2 Importancia

3 Ventajas

4

5-7

Tipos de Combustibles

Combustible a partir de

biomasa

8-13 Bioetanol

14-15

Biomasa de residuos de

caña de azúcar

16 Referencias bibliograficas


La Biomasa

Autor: Sarmiento Julio

Se define la biomasa como la

fracción biodegradable de los

productos, residuos y desechos de

origen biológico procedentes de

actividades agrarias, incluidas las

sustancias de origen vegetal y de

origen animal, de la silvicultura y de

las industrias conexas, incluidas la

pesca y la acuicultura, así como la

fracción biodegradable de los

residuos, incluidos los residuos

industriales y municipales de origen

biológico.

La biomasa es, por tanto, fuente de

energía renovable procedente de

materia orgánica de origen vegetal

o animal incluyendo residuos

orgánicos. Puede parecer confuso,

pero la biomasa abarca un amplio

conjunto de materias orgánicas que

se caracteriza por su

heterogeneidad. Se considera como

la materia orgánica originada en un

proceso biológico, espontáneo o

provocado, utilizable como fuente

de energía.

¿Sabías que?

Aproximadamente el 80% de toda la basura orgánica

urbana puede ser convertida en energía. Estos compuestos

tienen un considerable valor energético que puede ser

utilizado para la generación de energía “limpia”.

Pág 01


Biomasa

Importancia

Autor: Sarmiento Julio

La biomasa puede desempeñar un papel importante

en la reducción de la dependencia de los

combustibles fósiles. Además, la mayor utilización

de combustibles a base de biomasa será

fundamental para salvaguardar el medio ambiente.

Así como para generar nuevas oportunidades de

empleo, desarrollo sostenible y mejoras en la salud

en las zonas rurales.

Los sistemas de bioenergía ofrecen posibilidades

significativas para reducir las emisiones de gases de

efecto invernadero. Esto se debe a su inmenso

potencial para reemplazar los combustibles fósiles

en la producción de energía. La biomasa reduce las

emisiones y mejora la captura de carbono, ya que

los cultivos de rotación corta o los bosques

establecidos en tierras agrícolas abandonadas

acumulan carbono en el suelo.

La energía de biomasa suele proporcionar un efecto de mitigación irreversible al reducir el

dióxido de carbono en la fuente. Sin embargo, puede emitir más carbono por unidad de energía

que los combustibles fósiles.

La utilización de la biomasa es importante ya que con esta se puede reducir o remplazar el uso de

los combustibles fósiles, se podría llegar a una disminución notable de C02. Tal vez una mejor

estrategia económicamente posible podría ser la sustitución del combustible fósil, especialmente

la del carbón, con combustibles de biomasa. Se podrían obtener substancialmente mayores

beneficios mediante el sustituto de combustibles fósiles con biomasa, desarrollada en manera

sostenible y convertida en energía útil utilizando tecnologías modernas de conversión.

Pág 02


Las ventajas que conllevan a utilizar

la biomasa como combustible son:

Autor: Sarmiento Julio

Contribuye a reducir el consumo de combustible fósiles, responsables de la

generación de emisiones de gases efecto invernadero.

Son una alternativa viable al agotamiento de energías fósiles, como el gas y el

petróleo, donde se observa incremento en sus precios.

Permiten disponer de combustible independientemente de las políticas de

importación y fluctuaciones en el precio del petróleo .

Producen mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire.

" La energía contenida en la biomasa proviene originalmente del sol. A través de la

fotosíntesis, el dióxido de carbono del aire se transforma en otras moléculas que

contienen carbono (por ejemplo, azúcares, almidones y celulosa) en las plantas. La energía

química que se almacena en plantas y animales (los animales comen plantas u otros

animales) o en sus desechos se llama energía de biomasa o bioenergía.".

Pág 03


Tipos de

Combustibles

Autor: Sarmiento Julio

A partir de biomasa podemos obtener tres tipos de combustibles: biocombustibles sólidos, biogás y

biocarburantes.

Biocombustibles sólidos

Los principales biocombustibles sólidos obtenidos a

partir de la biomasa son pellets, astillas de madera y

hueso de aceituna. También son biocombustibles

otros menos abundantes como las cáscaras de frutos

secos, o menos homogéneos y tecnificados como la

leña pero igual de importantes.

Biocarburantes

Un biocarburante es una mezcla de sustancias

orgánicas que se utiliza como combustible en los

motores de combustión interna. Los

biocarburantes presentes a día de hoy en el

mercado se utilizan principalmente en el

transporte por carretera. Sin embargo, cabe

destacar su creciente uso en el sector de la

aviación, en cuyo caso se emplea la denominación

de bioqueroseno.

Biogás

El biogás es un gas combustible cuyos principales

componentes son metano (CH4, entre 50 a 70%

vol.), dióxido de carbono (CO2 entre 30 a 50% vol.)

y otros componentes en menores proporciones. El

biogás se genera mediante la descomposición

microbiológica de materia orgánica biodegradable

en condiciones anaerobias (ausencia de oxígeno). Se

define como “biogás agroindustrial” aquel biogás

generado a partir de sustratos agroindustriales,

como p.e. las deyecciones ganaderas, lodos de

industrias agroalimentarias, restos de cosechas,

cultivos energéticos, etc.

Los principales biocarburantes tanto a escala

global como nacional son actualmente los

siguientes:

Bioetanol

Biodiésel

Hidrobiodiésel

" La industria alimenticia genera una gran cantidad biomasas

como residuos y subproductos, que pueden ser usados como

fuentes de energía, los provenientes de todo tipo de carnes

(avícola, vacuna, porcina) y vegetales (cáscaras, pulpa) cuyo

tratamiento como desechos representan un costo considerable

para la industria. Estos residuos son sólidos y líquidos con un

alto contenido de azúcares y carbohidratos, los cuales pueden

ser convertidos en combustibles".

Pág 04


COMBUSTIBLE

A partir de Biomasa

Autores: Mosquera Mizraim

Resumen

Existen diferentes tecnologías para obtener combustible a partir de biomasa. Una de las más utilizadas es la

gasificación, otra técnica es la pirolisis, donde utiliza calor para descomponer la biomasa en diferentes

productos gaseosos, líquidos y sólidos. Estos productos pueden ser utilizados como combustibles. La

producción de biocombustibles a partir de biomasa tiene varias ventajas y desventajas. Hay varios procesos

para obtener combustible a partir de biomasa, como lo son; biodiésel, bioetanol,biogás, pellets, explicando

brevemente el uso, ventajas y desventajas de los procesos para obtener combustibles.

Palabras Claves: Metanol Pirolisis Gasificación

Fósiles

Hidrolisis

La obtención de combustible a

partir de biomasa es una

técnica que se ha venido

desarrollando en los últimos

años como una alternativa

sostenible y renovable a los

combustibles fósiles.

Existen diferentes tecnologías

para obtener combustible a

partir de biomasa. Una de las

más utilizadas es la gasificación,

que consiste en la

transformación de la biomasa

en un gas sintético mediante la

aplicación de calor y una

cantidad limitada de oxígeno.

Este gas puede ser utilizado

directamente

como

combustible o procesado para

obtener otros productos, como

el metanol o el diésel sintético.

Otra técnica es la pirolisis, que

también utiliza calor para

descomponer la biomasa en

diferentes productos gaseosos,

líquidos y sólidos. Estos productos

pueden ser utilizados como

combustibles, pero también como

materiales para la producción de

productos químicos y otros

materiales.

La producción de biocombustibles

a partir de biomasa tiene varias

ventajas. En primer lugar, es una

fuente de energía renovable y

sostenible, ya que la biomasa es un

recurso que se puede regenerar.

Además, reduce la dependencia de

los combustibles fósiles y ayuda a

reducir las emisiones de gases de

efecto invernadero, Reduce la

dependencia de los combustibles

fósiles. Aunque la producción de

combustible a partir de biomasa

puede tener beneficios

ambientales y económicos,

también presenta algunas

desventajas.

Aquí te presento algunas de ellas:

Competencia por tierras y

recursos, la producción de

biomasa y el procesamiento de

biocombustibles también generan

emisiones de gases de efecto

invernadero, . Uso intensivo de

energía, Impactos en la

biodiversidad: La producción

intensiva de biomasa puede tener

impactos negativos en la

biodiversidad, La producción de

biomasa para biocombustibles

debe ser sostenible a largo plazo

para asegurar que no se agoten los

recursos naturales y que no se

generen impactos negativos en el

medio ambiente. En resumen,

aunque la producción de

biocombustibles a partir de

biomasa puede tener beneficios

ambientales y económicos, es

importante

considerar

cuidadosamente las desventajas y

trabajar para minimizar los

impactos negativos.

Pág 05


Hay varios procesos para obtener combustible a

partir de biomasa. Aquí te presento algunos

ejemplos: Biodiésel: se obtiene a partir de aceites

vegetales o grasas animales. La biomasa se somete

a un proceso de transesterificación para producir

ésteres metílicos o etílicos que pueden ser

utilizados como combustibles. El biodiésel puede

ser utilizado en motores diésel sin necesidad de

modificaciones.

Estos dos últimos desarrollan los siguientes

procesos: El proceso de producción de biogás

comienza con la eliminación de cualquier

material no deseado de la biomasa, seguido de la

trituración y homogeneización. Luego, la

biomasa se introduce en un tanque hermético,

llamado digestor, donde se produce la

fermentación anaerobia. Durante este proceso,

las bacterias descomponen los materiales

orgánicos y liberan biogás que contiene metano y

dióxido de carbono. El biogás se recoge y se

somete a un proceso de purificación para

eliminar el dióxido de carbono y otros

contaminantes, una vez purificado, el biogás se

puede utilizar como combustible para generar

electricidad o calor.

Bioetanol: Se produce a partir de la fermentación

de azúcares y almidones presentes en cultivos

como la caña de azúcar, el maíz o la remolacha.

El proceso de producción incluye la hidrólisis del

almidón en azúcares simples, la fermentación de

los azúcares para producir etanol y la destilación

para purificar el etanol.

Biogás: Se produce a partir de la digestión

anaerobia de materia orgánica, como residuos

agrícolas, estiércol y residuos alimentarios.

Durante la digestión, las bacterias descomponen

la materia orgánica y producen metano y dióxido

de carbono, que pueden ser utilizados como

combustibles.

La producción de biogás a partir de biomasa

tiene varias ventajas en comparación con los

combustibles fósiles convencionales. En primer

lugar, es una fuente de energía renovable y

sostenible, ya que se produce a partir de

materiales orgánicos renovables que de otra

manera podrían terminar en vertederos. En

segundo lugar, el biogás tiene un contenido de

carbono neutro, ya que, el dióxido de carbono

liberado durante la combustión se equilibra con

el dióxido de carbono absorbido durante el

crecimiento de la biomasa, lo que lo convierte en

una opción más limpia y ecológica

Pág 06


Pellets: son pequeñas piezas de biomasa

comprimida, generalmente hechas de aserrín,

virutas de madera o residuos agrícolas. Los

pellets se utilizan como combustible en calderas

y estufas de biomasa.

Los pellets de biomasa tienen varias ventajas

en comparación con los combustibles

tradicionales como el carbón y el petróleo.

Son una fuente de energía renovable y

sostenible, ya que se producen a partir de

materiales orgánicos renovables y se pueden

regenerar con facilidad. Además, tienen un

contenido de ceniza bajo y producen menos

emisiones de dióxido de carbono, lo que los

convierte en una opción más limpia y

ecológica.

En conclusión, la producción de combustible a

partir de biomasa tiene varias ventajas, incluyendo

su naturaleza renovable, la reducción de la

dependencia de los combustibles fósiles, la

reducción de las emisiones de gases de efecto

invernadero, la promoción de la sostenibilidad y la

economía circular, la creación de empleos y el

desarrollo económico, y la contribución a la

seguridad energética.

El proceso de producción de pellets

comienza con la selección y trituración de

los residuos de biomasa, seguido de un

proceso de secado para reducir el contenido

de humedad. Luego, los residuos se

comprimen en una matriz con agujeros

pequeños, donde se aplican altas presiones y

temperaturas para formar los pellets. Los

pellets se enfrían y se tamizan para eliminar

cualquier residuo o partícula no deseada.

"La biomasa es una fuente renovable de energía

que puede ser convertida en combustibles

líquidos y gaseosos, lo que la convierte en una

alternativa prometedora a los combustibles

fósiles."

Pág 07


Tema: Obtención de bietanol a partir de la celulosa presente en

cascarilla de arroz y aseerin de algarrobo.

Reseña del trabajo de presentado por Eliana P. Dagnino, E. R. (2014).

Universidad Tecnológica Nacional, Argentina

Resumen

Autores: Escobar Maria y Rojas Mayra

La tendencia actual está orientada hacia la sostenibilidad, por ello, es necesario encontrar procesos

eficientes y amigables con el medio ambiente para darle valor agregado a residuos agroindustriales que

generan contaminación como la cascarilla de arroz y el aserrín de algarrobo. Estos residuos muy

abundantes podrían ser aprovechados, utilizándolos como materia prima para la producción de

biocombustible. Por ello, el objetivo de este trabajo fue la obtención de bioetanol a partir de estos

residuos lignocelulósicos, a través de un proceso de pretratamiento ácido, seguido de hidrólisis

enzimática y fermentación. El sólido pre tratado de cascarilla de arroz presentó un 52,8% de glucanos,

de los cuales se concluyeron el 55,7%, luego de la hidrólisis enzimática a las 72h y solo un 19,7% en

cascarilla sin tratar. Para el caso del aserrín de algarrobo se encontró, luego del pretratamiento, un

sólido con 51,2% de glucanos ya las 72h de hidrólisis enzimática se alcanzó un 41,5% de conversión en el

material pretratado y solo un 9,6%, en el material original. Los rendimientos de la fermentación de los

hidrolizados fueron aproximadamente del 100% en todos los casos.

Palabras Claves: Bioetanol. Hidrólisis enzimática.

Residuos lignocelulósicos.

Fermentación.

Hoy en día la utilización de

residuos agroindustriales como

materia prima de bajo costo en

procesos químicos y

biotecnológicos ha adquirido gran

importancia debido al uso de

recursos renovables en lugar de

los petroquímicos. La biomasa

lignocelulósica es de especial

interés por su elevada

disponibilidad, así como las

diferentesfuentes agroindustriales

que lo generan (Álvarez et al.,

2012).

La cascarilla de arroz es un

residuo que debido a sus

características abrasivas y

alto contenido de cenizas y

sílice, aproximadamente 18-

20% y 15-20%,

respectivamente (Syarif et

al., 2016; Pode, 2016), no es

empleada en la

alimentación de animales

siendo quemadas de manera

descontrolada o depositadas

en botaderos (Proaños et

al., 2014).

La eliminación de estos desechos

representa un foco de

contaminación que deben

enfrentar todos los países pues

el arroz es una de las plantas

más cultivadas en el mundo con

una producción de alrededor de

1 200 millones de toneladas al

año, por ende, se generan

toneladas de residuos todos los

días y gran parte de estos no

tiene una disposición final

adecuada (Costa et al., 2018). Es

por esto que la utilización de

recursos renovables como el

caso de la cascarilla de arroz es

de gran interés para la industria

(Cury et al., 2017).

Pág 08


El bioetanol elaborado a partir de celulosa se

denomina biocombustible de segunda

generación. La materia prima en este caso son

los materiales lignocelulósicos, por lo que

pueden utilizarse residuos foresto y

agroindustriales, como paja, cáscara de cereales,

aserrín, etc. Los residuos lignocelulósicos son

una alternativa muy interesante pues presentan

grandes ventajas respecto a las materias primas

convencionales (caña de azúcar, maíz y sorgo

dulce), ya que no compiten con la industria

alimentaria, además, muchas de ellas son

residuos (biocombustibles de tercera

generación) generados por la misma industria, y

en otros casos, crecen en zonas consideradas

marginales para la producción de alimentos,

por lo tanto su uso contribuiría al descenso del

costo debido a la incorporación de

subproductos de valor agregado.

Otras ventajas son su amplia disponibilidad y

bajo costo. La gran desventaja que presenta la

utilización de materiales lignocelulósicos como

materia prima para la producción de bioetanol,

es que se necesitan etapas adicionales para

lograr la liberación de carbohidratos de la

matriz lignocelulósica. Por lo tanto, este tipo

de materiales deben recibir un tratamiento

previo para que la celulosa se encuentre

fácilmente disponible en la etapa siguiente, la

hidrólisis (Sims et al., 2010).

El proceso de obtención de bioetanol a partir

de residuos lignocelulósicos consiste

básicamente en las etapas de pretratamiento,

hidrólisis enzimática, fermentación y

separación (Benarjee, 2009; Binod, 2010;

Cotana et al., 2014; Saha, 2007). El

pretratamiento puede llevarse a cabo por

diferentes métodos dependiendo del tipo de

material a tratar. Luego la hidrólisis

enzimática de la celulosa para la producción

de glucosa se lleva a cabo utilizando enzimas

celulasas, que son catalizadores altamente

específicos. La hidrólisis se realiza bajo

condiciones suaves (generalmente a pH 4,5-5,0

y temperaturas entre 40°C y 50°C) y presenta

ventajas frente a la hidrólisis química, entre

las cuales pueden mencionarse que no genera

corrosión, el consumo de enzima es bajo y los

hidrolizados son de baja toxicidad

(Taherzadeh y Karimi, 2007).

Es importante resaltar que, el pretratamiento

de la materia prima lignocelulósica es,

probablemente, la etapa más importante, ya

tiene gran impacto en el rendimiento y la

eficiencia de la etapa de hidrólisis enzimática.

Justamente, el objetivo de esta etapa consiste

principalmente en la interrupción de la

estructura lignocelulósica mediante el uso de

tratamientos químicos, físicos y/o mecánicos,

con el fin de mejorar la separación y

eliminación de algunos de sus componentes

constitutivos (Alvira et al., 2010; Galbe y

Zacchi, 2012; García, González Alriols, y

Labidi, 2014).

Pág 09


Materiales y Métodos

Se utilizó cascarilla de arroz, variedad epagri,

suministrada por una industria local (arrocera

del interior de la provincia del Chaco,

Argentina). Esta fue molida con un molinillo de

discos de 100W de potencia y 280g de capacidad.

La cascarilla se almacenó en recipiente cerrado

a temperatura ambiente hasta su utilización.

El aserrín de algarrobo utilizado fue facilitado

por aserraderos de la cuidad de Resistencia,

provincia del Chaco, Argentina. La muestra se

lavó exhaustivamente para eliminar el exceso de

sustancias solubles en agua destilada a

temperatura de ebullición con agitación durante

2 minutos. El aserrín lavado se filtró, se secó a

60ºC durante 12h, y por último, se almacenó en

recipiente cerrado a temperatura ambiente

hasta su utilización. El aserrín de algarrobo no

requiere de molienda dado que este presentó el

tamaño ideal para su posterior procesamiento, a

modo de homogenización se tomaron muestras

de tamaño de partícula entre 40 y 100 mesh. Se

utilizaron enzimas comerciales, celulasas de

Trichodermareeseiy celobiasas de Aspergillusniger.

Finalmente, en la etapa de fermentación se

emplearon levaduras comerciales de

saccharomicescerevisiae.

Caracterización de las

Materias Primas

La composición química compleja de la

cascarilla de arroz representa una barrera

adicional para la liberación de celulosa.

Este residuo, en comparación con otros

materiales lignocelulósicos, contiene

relativamente bajas proporciones de

lignina, pero posee elevados niveles de

materiales inorgánicos y material orgánico

soluble (aproximadamente 23% de la materia

seca) (Fengel y Wegener, 1984). Según datos

bibliográficos, la composición media de los

residuos de arroz de la cosecha y el

procesamiento (paja y cáscaras) es: celulosa

(32-47%), hemicelulosas (19-27%) y lignina

(5-24%) (Binod et al., 2010), mientras que la

cáscara de arroz consiste en 36-40% de

celulosa y hemicelulosas 12-19% (Benarjee, et

al., 2009; Saha et al., 2005; Saha y Cotta,

2007; Saha y Cotta, 2008). También

contienen grasas, gomas, alcaloides, resinas,

aceites esenciales y otros componentes

citoplásmicos (componentes solubles en

agua).

Respecto del aserrín de algarrobo, Pizzo y

colaboradores encontraron que la

composición aproximada de las sustancias

extractivas del algarrobo negro es de 9,11%

de extractos orgánicos, 5,17% de extraíbles

acuosos, 2,70% de taninos, 5,28% de

sustancias no tánicos, 10,22% de compuestos

fenólicos y 0,08% de flavonoides (Pizzo et

al., 2011).

Pág 10


Procesos para la obtención del bioetanol

Las etapas más representativas en la transformación de biomasa a etanol se evidencian en la

siguiente figura:

Las cuales comprenden:

.

Un pretratamiento inicial de la biomasa, que favorece el acceso a los azúcares para su

posterior tratamiento en la hidrólisis, generando regiones más débiles para el acceso a la

celulosa, es posible combinar pretratamientos físicos y químico

Un tratamiento o hidrólisis, donde los azúcares más complejos o polisacáridos son reducidos

en moléculas más simples como glucosa y fructosa.

La fermentación es necesaria para que con la ayuda de levaduras, los azúcares simples sean

transformados en etanol, agua y dióxido de carbono junto con otros compuestos

contaminantes como ácidos orgánicos y furfural.

Finalmente la destilación del caldo de fermentación permite purificar el bioetanol,

eliminando el agua presente en la mezcla, adicionalmente los residuos formados pueden ser

tratados para mantener la conservación del medio ambiente y cumplir con los requerimientos

legales.

Pretratamiento

Procesos Productivo del Bioetanol

La cascarilla de arroz y el aserrín de algarrobo

fueron pretratados con soluciones de ácido

sulfúrico de 0,3 y 1%p/v,

respectivamente; con la aplicación de vapor a

152ºC (5atm) según procesos optimizados para

cascarilla de arroz (Dagnino, etal. 2013a) y

aserrín de algarrobo (Dagnino, et al. 2013b).

El proceso consistió básicamente en la

mezcla de la materia primacon la solución

ácida de concentración correspondiente en

una proporción del 5% de sólidos y esta se

colocó en el reactor yse calentó con vapor a

152ºC. Posteriormente se separó el líquido

del sólido mediante filtración al vacío, el

sólido pretratadose lavó repetidas veces con

agua destilada para retirar la solución ácida

remanente y se lo refrigeró a 4°C, ya que este

no debeser secado para evitar el colapso de la

estructura y con ello, disminuir el

rendimiento de la hidrólisis enzimática.

Pág 11


Hidrólisis enzimática

Posteriormente se realizó la hidrólisis

enzimática de los sólidos pretratados, de

humedad conocida. Se pesó una muestra de

biomasa igual al equivalente al 1% de celulosa y

se colocó en un reactor de 200 ml, se agregó 50

ml del buffer, la cantidad de agua destilada

necesaria para alcanzar el volumen total de

100 ml, considerando la densidad del material

sólido de 1g/ml(Selig et al., 2008) y teniendo

en cuenta la cantidad de enzimas que serían

adicionadas luego de alcanzar las condiciones

de reacción. Se agregó 0,3 ml de ácido sodio,

para evitar el crecimiento de organismos

durante la digestión y se adicionó Tween 80

como surfactante en una concentración de

0,1g/l. Se colocaron los tubos en baño

termostático a 50ºC con agitación y,

finalmente, se adicionaron las enzimas

comerciales Sigma-Aldrich, celulasas de

Trichodermareeseiy celobiasas de Aspergillus

niger, en una concentración de 40 FPU/g de

celulosa. Se evaluó la producción de azúcares

durante 72 horas.

Fermentación biológica

Se usaron levaduras comerciales a razón de 1%

p/v. Se adicionaron nutrientes: (NH4)2SO4,

KH2PO4, K2HPO4, MgSO4.7H2O,CaCl2,

CuSO4.5H2O, MnCl2, ZnSO4 y CoCl2. La

fermentación se llevó a cabo a pH 4,7 en

estufa de cultivo a 25°C durante 48h. La

evaluación de esta etapa se realizó por

cromatografía gaseosa del etanol producido.

No se realizó la destilación fraccionada para la

separación del alcohol debido a que los

volúmenes obtenidos fueron muy pequeños.

.

Pág 12


En conclusion, en el desarrollo del proceso completo de obtención de bioetanol a partir de

cascarilla de arroz y aserrín de algarrobo se realizó una etapa de pretratamiento con solución

ácida diluida de H2SO4 y calentamiento con vapor saturado a 5atm (152°C) , La caracterización

de la cáscara de arroz indica que tiene gran potencial en la producción de etanol debido a que se

encuentra un alto porcentaje de glucanos correspondiente a la celulosa lo que hace posible

mediante hidrolisis enzimática la conversión a glucosa, bajo contenido de lignina, importante

para llevarse a cabo la acción enzimática que condujo a un sólido con 52,8% de glucanos, 20% de

cenizas y el porcentaje restante de lignina para el caso de cascarilla de arroz y un sólido con 51,2%

de glucanos, 0,5% de cenizas y el porcentaje restante de lignina para aserrín de algarrobo. La

hidrólisis enzimática del sólido tratado de cascarilla de arroz alcanzó un 55,7% de conversión

máxima a las 72h, mientras que la conversión alcanzada en el material sin pretratamiento fue solo

de un 19,7% a las 20h y luego disminuyó hasta 6,9% a las44h. En el caso de aserrín de algarrobo la

hidrólisis enzimática del sólido tratado alcanzó un 41,5% de conversión máxima, mientras que el

aserrín sin tratar alcanzó un 9,6%, ambos a las 72h Por último, los rendimientos de la

fermentación fueron cercanos al 100% en todos los casos.En ambos casos, cascarilla de arroz y

aserrín de algarrobo, pudo comprobarse que es necesaria una etapa de pretratamiento para

aumentar la accesibilidad de las enzimas en la etapa de hidrólisis.

Pág 13


Tema: Energía disponible a partir de biomasa

de residuos de caña de azúcar (Saccharumspp.)

Reseña del trabajo de grado presentado por Debernardi-De La

Vequia, H. Colegio de Postgraduados. Campus Córdoba

Autor: Morillo Marihumber

Resumen

Los residuos agrícolas en la producción de caña de azúcar como el bagazo y puntas de tallo

representan una fuente de biomasa aprovechable. El bagazo representa 30% de los tallos cosechables

y es el residuo fibroso que resulta del proceso para extraer el azúcar; se obtiene con 50% de humedad

promedio. Las puntas son el residuo vegetal que queda en campo después de la cosecha y contienen

80% de humedad, representando en promedio 25% del rendimiento; tales residuos generados

funcionan como una fuente primaria de combustible que al ser quemados en cantidad producen

suficiente calor para generar energía eléctrica que pueda satisfacer las propias necesidades del

proceso, se estima que el valor energético equivalente obtenible de una tonelada de caña de azúcar

oscila entre 1.15 y 1.31 barriles de petróleo.

Palabras Claves:

Biomasa Biocombustible. Energía eléctrica

Zafra de caña Agua de imbibición. Bagazo

Durante la época de cosecha de caña y producción

de azúcar llamada zafra las centrales azucareras

producen al año un promedio de 7.5millones de

toneladas de bagazo que se generan luego de que

la caña es molida para la extracción de su jugo, los

ingenios trabajan de manera auto suficiente

produciendo la energía que consume el propio

proceso y vendiendo el resto al mercado eléctrico

nacional y regional La biomasa aprovechable

energéticamente a partir de la caña de azúcar, es

el bagazo y la punta de caña o cogollos (RAC). El

bagazo representa aproximadamente 30% de los

tallos zafrables y es el residuo fibroso de este

proceso, el cual se obtiene con el 48% a 55 % de

humedad. El contenido de la humedad es el

principal indicador del valor calorífico puesto que

a menor contenido de humedad mayor es el

rendimiento en la producción de energía, este

valor depende de la cantidad de agua de

imbibición empleada y la eficiencia de los molinos

del trapiche.

En cuanto a las emisiones de CO2 resultantes

por la combustión de los residuos estas son

iguales a la cantidad absorbida por las plantas

durante su fase de crecimiento por lo que el

proceso de cogeneración es neutral en gases

invernaderos evitando que cada año llegue a

la atmosfera más de 4 millones de CO2, es por

ello que la obtención de energía sostenible a

partir de los residuos generados en el proceso

de caña de azúcar es considerado actualmente

como un importante fuentede energía

renovable, en términos de energía, 1 kg de

bagazo es igual a 37.5MJ

Pág 14


Poder calorífico del bagazo de caña de Azúcar

Determinar el poder calorífico inferior de la caña de azúcar es un parámetro de suma

importancia en el balance térmico de una fábrica azucarera para evaluar el rendimiento

de un generador de vapor y establecer la cantidad de vapor que es posible obtener a

partir de un kg de bagazo. El (PCI) es el poder calorífico inferior de combustión, es decir

la cantidad total de calor que se desprende durante el proceso de combustión completa

de una unidad de combustible, sin contar la parte correspondiente al calor latente de

vaporización, generado en la combustión, ya que no se producen cambios de fase y solo

se genera vapor.

En el ámbito industrial este valor es de interés para hornos, calderas, turbinas, entre

otras maquinarias debido a que los gases de escape producto de la combustión tienen

normalmente temperaturas elevadas, y por lo tanto el agua en fase vapor no se condensa.

Otra manera de identificar al PCI es el Poder Calórico Neto (PCN), que se puede

obtener restándole al Poder Calorífico Superior (PCS) el calor latente de vaporización.

Para la determinación del poder calorífico inferior (PCI), se hace uso de una bomba

calorimétrica y se utiliza la ecuación:

Donde M S es la masa de la bomba calorimétrica (masa del sistema); Cvs es el calor

específico promedio de la bomba calorimétrica (calor específico del sistema); ΔT es el

cambio de temperatura registrado durante las pruebas; H es el poder calorífico del

combustible; e 1 es la corrección por el calor que libera la formación de ácidos de

nitrógeno y azufre; e 2 es la corrección por el calor generado por la combustión del

filamento de ignición; m es la masa o longitud del filamento de ignición; h es el poder

calorífico del filamento por unidad de masa o longitud; Mc es la masa de combustible.

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Finalmente se dice que la cogeneración del bagazo es un proyecto energético de gran

interés debido a la producción de energía renovable que promueve el desarrollo

sostenible, el aprovechamiento de la biomasa depende de una serie de factores que

requieren ser estudiados y desarrollados, entre los parámetros de más importancia a

evaluar se encuentra la recolección, transporte, almacenamiento y procesos tecnológicos

para su transformación.

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Referencias Bibliograficas

APPA Renovables (s/f). ¿Qué es la biomasa?

Recuperado el 7 de mayo de https://www.appa.es/appa-biomasa/que-es-la-biomasa/

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Recuperado el 7de mayo de https://e-ficiencia.com/que-es-la-biomasa/

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Recuperado: el 7 de mayo de

https://www.universitatcarlemany.com/actualidad/blog/por-que-es-tan-importante-laenergia-debiomasa/#:~:text=La%20biomasa%20puede%20desempe%C3%B1ar%20un,para%20salvaguar

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Recuperado:

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Word energy trade. (2019) ‘’La caña de azúcar como fuente agrícola de energía’’

Recuperado: https://core.ac.uk/download/pdf/249320577.pdf

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