PRODUCCION DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS ORGANICOS

PRODUCCIN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS ORGNICOS

INTEGRANTES:Anconi Huanca Janett RocioCardona Ruiz YoselynCarrillo Parada Daniel PabloLpez Soto BeatrizRodas Alejandro Selvi AdelinSakihama Tarifa Kenji

OBJETIVO GENERALRealizar la obtencin de biocombustibles (bioetanol) a escala laboratorio aprovechando los restos de frutas, lo cual permitir de alguna manera tener una alternativa de reducir la contaminacin ambiental.

OBJETIVOS ESPECFICOSObtener bioetanol a partir de restos de frutas a escala laboratorio.Determinar las etapas del proceso y las condiciones optimas de operacin.Dar a conocer las posibilidades de aprovechamiento de los restos orgnicos para la obtencin de bioetanol.Describir los posibles aspectos e impactos ambientales que se generan en la produccin de bioetanol.Elaborar el diseo de tratamiento para el efluente contaminante.

TERICOMARCO

BIOETANOL

Caractersticas fsico-qumicas del bioetanol

Bioetanol como combustibleEl bioetanol puede utilizarse como combustible, puro o mezclado con gasolina en cantidades variables para reducir el consumo de derivados del petrleo y disminuir las emisiones GEI a la atmosfera en un 66 -73 %.La flexibilidad de este combustible radica en que puede ser utilizado en vehculos con motores de combustin interna no modificados (los cuales estn garantizados para utilizarse con mezclas bajas de etanol), motores flexibles de combustin interna (capaces de usar etanol, metanol, y gasolina en cualquier proporcin), motores encendidos por compresin, motores de combustin interna especializados.

Tipos de mezclas combustibles que incluyen etanol.

VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASDESVENTAJASReduccin de emisiones de NOx, CO.Aumento del octanaje de las gasolinasCreacin de nuevos mercados para productos agrcolasMenor poder calorfico que la gasolinaPerdida de potencia de motorProblemas por evaporacin en altitud y a elevadas temperaturasDificultad de arranques en frioIncremento de la corrosin de algunas partes metlicas Mayor costo que los combustibles fsilesTECNOLOGA DE PRODUCCINSistemas de fermentacin

Sistema de operacin por lote Sistema de operacin en continuo

Sistema de operacin semicontinuoMATERIA PRIMAESTUDIO DE

ALTERNATIVAS DE MATERIA PRIMA PARA LA PRODUCCIN DE BIOETANOLPrimera fuente: Sustancias con alto contenido de sacarosa (azucares).Caa de azcarRemolachaMelazasSorgo dulceJugo de frutasSegundo grupo: Sustancias con alto contenido de almidn.MazPapaYuca Tercer grupo: Sustancias con alto contenido de celulosa (Biomasa lignocelulsica).Madera Residuos agrcolas

CRITERIO DE SELECCIN DE MATERIA PRIMACon este tipo de materia prima pueden resolverse dos problemas paralelos, uno el de la acumulacin de basura y dos la produccin de una fuente de energa renovable.

Alta velocidad de hidrlisisAlto rendimiento en azucares fermentablesMnima degradacin de carbohidratosNo generacin de inhibidores de la fermentacinMnima generacin de residuos INSUMOS PARA LA PRODUCCIN DE BIOETANOL

SACCHAROMYCES CEREVISIAELas caractersticas deseables son: Capacidad de fermentar rpidamente el medio y producir bioetanol con un rendimiento prximo al valor terico.Capacidad de soportar elevadas concentraciones de etanol.Tolerar cambios bruscos de temperatura dentro de su rango de crecimientoEl cido clorhdrico es habitualmente utilizado para acidificar una muestra en la fermentacin dando efectos positivos como ser:La reduccin del pH.La eliminacin de ciertas molculas responsables de los olores desagradablesACIDO CLORHDRICO

FrutaManzanaPeraSandaNaranjaPapayaMandUvaGuineoPiaDuraznoPltanoFrutillaLimnKg/da401515022571125307130721131911DISPONIBILIDAD DE MATERIA PRIMACOMPOSICIN QUMICANaranjaGreyManzanaPeraUvaPiaPapayaMaracuyDuraznoLimnFrutillaBananaSandiaAgua (gr)88,490,18886,28885,586,885,687,287,3589,673,891.44Kcal40,834,0845,435162,2647,8465161,4239348530Protenas (g)0,60,40,070,30,380,40,360,391,070,70,71,20,61Grasa (g)0,10,150,10,040,080,060,050,140,30,50,270,15Hidratos de carbono(g)107,311,813,216,112,0812,1813,614,99720,87.55Glucosa (g)3,183,63,12,37,573,343,63,641,50,52,65,81,58Fructosa (g)3,293,47,516,48,533,343,52,810,90,92,33,83,36Sacarosa (g)3,520,31,510,91,45,4103,096,70,21,36,61,21Sorbitol (g)0,420cido ascrbico (mg)40311,41,5108429,8751251040Sodio (mg)122,143181,9111Potasio (mg)16612011633140140241144153350112Calcio (mg)15,59,36,95111229,946111697Hierro (mg)0,20,22,60,30,30,70,20,20,80,450,410,60.24COMPOSICIN DE LAS FRUTASDESCRIPCIN DEL PROCESODIAGRAMA DE FLUJO

Fase del procesoIngresoSalida Separacin de elementos no tilesMateria prima recibida: 250000 grFruta seleccionada=6240 grRestr18760 grTrituracin del sustratoAgua=6240 grSustrato= 12480grFruta Seleccionada=6240Acondicionamiento del sustratoSustrato= 12480grpH=6;T=27CSustrato para fermentacin= 12482grAgua=6240grFruta=6240gr HCl=2gr(CH=555.466gr) pH= 4.6T=35CHCl=2gr [1N]FermentacinSustrato para fermentacin= 12482grProducto de fermentacin=12510,2grAgua=6240grEtanol=95,68grCO2=91,52grBiomasa=6083 gr(CH=373,37gr)pH= 4.6T=30CLevaduras=28,2grBALANCES DEMATERIAFase de procesoEntradaSalidaFiltracinProducto de fermentacin=12510,2grPerdidas= 1019.2grProducto lquido= 10115.12grLquido= 10035,31gr(Etanol)= 79,81grMasa slida=1375,88grEtanol=15,87grDestilacinProducto lquido= 10115.12grDestilado= 202,30grEtanol= 79,81grAgua y otros=123,49grFondos= 9912,82grMEDIO AMBIENTE

CICLO DE VIDAEVALUACIN DE IMPACTO AMBIENTAL

Identificacin de las acciones impactantes del Proceso de Operacin

EtapaActividad impactos negativos y/o positivosDescripcin acumulativos Temporales/ permanentes; Directos/Indirectos.Etapa de OperacinAcopio de la cascara de frutasPositivoReduccin de contaminacin de suelos A corto plazoTemporaldirectoTransporte de cascara de frutasNegativo Emisin de gases a la atmsferaA corto plazoTemporaldirectoRecepcin de cascara de frutas-----------------------Pesado, descarga y preparacin de las frutasNegativoUso de energa elctricaA corto plazoTemporaldirectoTrituracin de la pulpa de las frutasnegativoEmisin de ruido, uso de energa elctricaA corto plazoTemporaldirectoPreparacin y fermentacin de jugosPositivoTransformacin de desechos a productos tiles.A corto plazoTemporaldirectoDestilacinNegativoUso de energa elctricaA corto plazoTemporaldirectoAlmacenamiento de etanol-------------------------Disposicin de residuos solidosPositivoElaboracin de abonoA corto plazoTemporaldirectoMantenimientoLimpieza de los equipos de laboratorioNegativoUso de aguaA corto plazoTemporaldirectoEVALUACIN DE IMPACTO AMBIENTALIdentificacin de factores ambientales afectados en proceso de produccin

MEDIOFACTOR AMBIENTALVARIABLES AMBIENTALESFsicoCalidad de agua Elementos fisicoqumicosElementos biolgicosCalidad de aireOlores Gases de CombustinGeneracin de gases CO2metanoCalidad del sueloElementos qumicosResiduos orgnicosMatriz de impactoFACTORES AMBIENTALESAIREAGUASUELOECOLOGARUIDOSOCIOECONMICAOLORPARTCULAS SUSPENDIDASMETANODIXIDO DE CARBONOSOLIDOS SUSPENDIDOSTEMPERATURAACIDEZ Y ALCALINIDADDBO5DQOSOLIDOS DISUELTOSCARGA ORGNICACOMPUESTOS TXICOSESTERILIDADUSO DE SUELO SALINIDAD Y ALCALINIDADNUTRIENTESEROSIN VEGETACIN Y FLORA TERRESTREREAS VERDE VECTORESPAISAJISMOEFECTOS FISIOLGICOS (100DB)COMUNICACIN COMPORTAMIENTO SOCIALESTILO DE VIDANECESIDADES COMUNALESEMPLEO CULTURACONSUMO PER CPITAPROPIEDAD PUBLICAPROPIEDAD PRIVADARESULTADOSETAPA DE RECOLECCIN DE MATERIA PRIMAAcopio de los residuos de frutas-1-1-122225Transporte de las frutas21ETAPA DE OPERACINRecepcin de frutas-1-1-1-3Separacin de elementos no tiles22Trituracin de la materia prima-1-2-3Preparacin de los microorganismosFermentacin y liberacin de gases-1-2-2-1-2-8Filtracin biomasa-2-2-1-1-1-2-12-2-2-12Fase lquida-1-1-2Destilacin bioetanol-1-1Vinaza residual-2-1-2-2-2-1-1-1-1-112-1-1-13Almacenamiento de bioetanol-2-2Limpieza de materiales de laboratorio-1-1-1-1-5RESULTADOS-19-18-3-70+12ATRIBUTOS AMBIENTALESACTIVIDADES DEL PROYECTOConclusiones y recomendacionesSe consigui obtener bioetanol a partir de la materia prima seleccionadaComo resultados de investigacin se logr determinar las etapas de proceso.Se ha dejado establecida una propuesta de gestin de residuos tanto slidos como lquidos.Se ha identificado y valorado los impactos ambientales del proyecto, lo que ha resultado en propuestas para mitigar dichos impactos.Se ha dado a conocer el proyecto a los generadores de los restos orgnicos, los mismos han encontrado acertada y beneficiosa la propuesta, comprometiendo su apoyo al proyecto.Establecer un sistema de recoleccin eficienteMotivar, incentivar y reconocer el apoyo brindado por parte de los proveedores de la materia prima.Mantener un trabajo coordinado con las autoridades universitarias.Establecer una gestin de manejo de recursos que minimice su uso, en especial el agua.Establecer mejoras en la propuesta de tratamiento de vinazasEstablecer mejoras en el proceso propuesto para aumentar rendimientos y la obtencin de etanol absoluto.

PROPUESTA PARA EL TRATAMIENTO DE EFLUENTE CONTAMINANTE

Tratamiento de vinaza en la produccin de bioetanol

ParmetroPromedioProyectoRequisito legalTemperatura78-82C70-80+- 5C del cuerpo receptor pH3,7-4,53,66,9Slidos totales 9-12 (%p/p)1880 mg/L60DQO mg/L80000-11000051875250DBO5 mg/L45000-500001296880Dosificacin de NaOHNeutralizacin de acidez

Ejemplo de clculo

Sistema de flotacin aire disuelto