Gregorio Antolín - Aprovechamiento Integral de la Biomasa. Concepto de Biorrefineria.
Anuncio
APROVECHAMIENTO INTEGRAL DE LA BIOMASA. CONCEPTO DE BIORREFINERIA Dr. Gregorio Antolín Giraldo Director División Químico-Alimentaria de CARTIF Madrigal de las Altas Torres, 24 de Mayo de 2012 ¿Quién somos? Centro Tecnológico Especializado en Transferencia de Tecnología de procesos y sistemas a la Industria. ¿Quién somos? Divisiones de la Fundación CARTIF QUÍMICO-ALIMENTARIA ENERGÍA PROCESOS QUÍMICOS. AGROALIMENTARIA. ENERGÍAS RENOVABLES BIOCOMBUSTIBLES. INGENIERÍA MECÁNICA MATERIALES DISEÑO ESTRUCTURAL INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN INGENIERÍA BIOMÉDICA ROBÓTICA MÉDICA BIOINFORMÁTICA MEDIO AMBIENTE GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL ROBÓTICA, VISIÓN ARTIFICIAL Y TIEMPO REAL TECNOLOGÍA AMBIENTAL ROBÓTICA INDUSTRIAL ROBÓTICA MÓVIL VISIÓN ARTIFICIAL TIEMPO REAL AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INGENIERÍA DEL SOFTWARE GESTIÓN DE CALIDAD COMUNICACIONES INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS DIAGNÓSTICO INDUSTRIAL, CONTROL DE CALIDAD Y MANTENIMIENTO PREDICTIVO CONTROL DE ESTRUCTURAS Área de Biocombustibles Combustión/Co-combustión Obtención de biocarburantes Pretratamiento y densificación de biomasa Líneas de Trabajo del Área de Biocombustibles Gasificación y Pirólisis Estudios de potencial y logística Estudios de viabilidad y asesoramiento técnico-económico ¿Dónde encontrarnos? Fundación Cartif Parque Tecnológico de Boecillo, 205 (Valladolid) - España www.cartif.es Tfn.: 983 14 38 04 Fax: 983 54 65 21 Situación actual Energía Contaminación Reservas Ambiental Petróleo Mucha biomasa en zonas rurales Producción de residuos en industrias I+D+I BIORREFINERÍA Demanda de combustible, productos químicos, farmaceúticos, etc. Población rural Concepto Biorrefinería Pelets Char ALIMENTACIÓN Alimentación Animal Biomasa Forestal Biocarburantes Biomasa Agrícola BIOCOMBUSTIBLES Hidrocarburos Cultivos Energéticos ENERGÍA E. Eléctrica Residuos Urbanos Residuos Animales MATERIAS PRIMAS E. Térmica BIORREFINERIA - Gasificación. - Pirólisis. - Combustión, Co-combustión. - Hidrólisis-Fermentación. - Transesterificación. - Fermentación enzimática. BIOMATERIALES Concepto Biorrefinería BIORREFINERIA Sistema Integrado para la completa conversión de la Biomasa a energía y coproductos de alto valor añadido. VENTAJAS • Diversificación energética. Disminuye la dependencia energética exterior. • Ventajas medioambientales frente a los combustibles fósiles. Reduce las emisiones de CO2 (calentamiento global). • Ventajas socioeconómicas. Creación de puestos de trabajo y fijación de la población rural. Concepto de Biorrefinería • Empleo de Biomasa como M. P. para producir en una sola instalación: Energía y/o biocombustibles y Productos de alto valor añadido para la industria química, farmaceútica, alimentaria y/o cosmética. • Aprovechamiento integral de la Biomasa: - Fuente de energía primaria y biocombustibles. - Obtención de compuestos de alto valor añadido (química fina, alimentación y medicina naturalista). - Mayor rentabilidad de la materia prima y producción mínima de residuos. Cultivos Biomasa (M. P.) Cultivos Oleaginosos COLZA CARDO GIRASOL SOJA PALMA JATROPHA Otras Semillas Oleaginosas (no destinadas a alimentación) Biomasa la M. P. de Biorrefinería OBTENCIÓN DE BIODIESEL Cultivos Biomasa (M. P.) Cultivos con alto contenido en Almidón MAÍZ TRIGO Cultivos con alto contenido en Sacarosa REMOLACHA CAÑA SORGO Cultivos con alto contenido en Inulina PATACA Aplicación Industrial No Alimentaria Biomasa la M. P. Biorrefinería OBTENCIÓN DE BIOETANOL Hidrólisis Destilación Residuos sólidos y Co-productos M. P.: Azúcares no fermentables directamente Inulina, Almidón. Azúcares Fermentación BIOETANOL M. P.: Azúcares fermentables directamente Sacarosa, Glucosa, … Extracción continua Procesos aplicados en Biorrefinería Gran variedad de procesos debido a: • Heterogeneidad de la Biomasa. • Posibilidad de obtener biocombustibles sólidos, líquidos y gaseosos. • Obtención de productos de valor añadido. Vías de obtención de biocombustibles y bioproductos de biomasa. Extracción productos de alto valor agregado • CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA RESIDUAL O CULTIVADA. • PLANTA INTEGRADA: Extracción de productos de alto valor agregado y generación de energía (concepto de Biorrefinería). • Evaluación cuali y cuantitativa de productos de interés (poder antioxidante, fibra, proteínas, etc.). • Análisis como Biocombustible. • Ejemplos: • Orujo de uva: Extracción de polifenoles previo a la gasificación o combustión. • Alpechín: Extracción de antioxidantes previo a la producción de biogas. • Ramones de poda de olivo: Extracción de antioxidantes previo a gasificación o combustión. • Tallos de Helianthus tuberosus (pataca): Extracción de inulina previo a hidrólisis de lignocelulósicos para bioetanol, combustión o gasificación. Extracción productos de alto valor agregado • DESARROLLO DE LOS PROCESOS DE EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN • Pretratamiento de la Biomasa residual o cultivada: - Secado para extracción con solventes orgánicos, cuando sea necesario. - Molienda o cortado según el tipo de materia prima. - Pretratamiento térmico de las M. P. (mejora de los procesos de extracción). • Procesos de extracción continua o batch con solventes (agua, etanol, acetato de etilo, etc.). • Purificación de extractos por floculación y centrifugación, tratamiento con resinas, filtración tangencial, separación cromatográfica. • Concentración y secado de productos de interés: Concentración a vacío, secado en spray, etc. • Recuperación de solventes: Recuperación de etanol o acetato para reintroducción a proceso, recuperación de agua para minimizar el consumo, etc. • Estudio de integración energética en el concepto integral de producción: Productos de alto valor agregado y biocombustible. Esquema Proceso (Biorrefinería) Extracción productos de alto valor agregado Consumo energético RES. LIGNOCEL. DISOLVENTES ORUJO DE UVA DESTILACIÓN Consumo energético ALPECHÍN BIOMASA Consumo energético EXTRACCIÓN PURIFICACIÓN Tratamientos previos Mat. PRIMA CONCENTRACIÓN SECADO EN SPRAY o CRISTALIZACIÓN Tratamiento térmico previo Escaldado Hidrólisis ácida Deshidratado Consumo energético Tratamientos adicionales Microondas Ultrasonidos Alta presión Consumo energético RESIDUOS SÓLIDOS DE LA EXTRACCIÓN LAVADO, PRENSADO Y SECADO BIOMASA PARA APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO PRODUCTO FINAL 1 Consumo energético PRODUCTO FINAL 2 Esquema Proceso (Biorrefinería) Planta Integral de Revalorización de Biomasa Síntesis Productos químicos / Biocombustibles Energía Eléctrica Motor Energía Térmica Limpieza del gas combustible ACS y Calefacción Energía Eléctrica Microturbinas Energía Térmica BIOMASA Líquidos/Biooil ACS y Calefacción Gases Energía Eléctrica Turbinas de gas Energía Térmica Turbinas de vapor Acondicionamiento PIROLIZADOR Motor Stirling Energía Térmica BIOMASA Calderas ORC GASIFICADOR Energía Térmica Carbón Vegetal Activación Carbón Activo Peletización Peletización Pelets Carbón Vegetal Pelets Carbón Activo Energía Eléctrica ACS y Calefacción Esquema Proceso (Biorrefinería) Planta Integral de procesamiento de semillas oleaginosas y producción de biodiesel Esquema Proceso (Biorrefinería) Almazara Integral Ecológica GRACIAS POR SU ATENCIÓN
