BIOCOMBUSTIBLES, UNA MIRADA DESDE LA BIOMASA HASTA LOS PRODUCTOS FINALES - JERSSON PLÁCIDO PHD, MSC
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Biocombustibles, una
mirada desde la
biomasa hasta los
productos finales
Jersson Plácido PhD, MSc
Webinar VEDAS CII: Movilidad y Combustibles Sostenibles.
Septiembre 3 2020
www.vedascii.com
Bioenergía
Bioenergía es una forma de energía renovable derivada de material
orgánico denominado biomasa, la biomasa puede ser utilizada para
producir combustibles, calor, electricidad y productos.
Cultivos energéticos (leñosos o
Residuos agroindustriales Algas
herbáceos)
Residuos forestales Residuos solidos municipales Residuos alimenticios
Biocombustibles: Energía para transporte
BioGeneración : Energía para calefacción y electricidad
Bioproductos: Materias primas para el día a día
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Biocombustibles
Tradicionalmente los biocombustibles se han
dividido según su proceso de producción:
Procesos biológicos Procesos termoquímicos
Biogás Gasificación
Etanol Pirolisis
Hidrogeno Biodiesel
Algas
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Biocombustibles
Recientemente, la investigación en biocombustibles se ha divido en dos
áreas principalmente:
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Biomasa Intermediarios Productos
• Residuos Deconstrucción y • Azucares Síntesis y • Combustibles
agroindustriales • Bio-oils • Químicos
Fraccionamiento Mejoramiento
• Cultivos • Mezclas gaseosas • Energía
energéticos • Intermediarios
• Recursos forestales químicos
• Residuos orgánicos
• Algas
Análisis y Sostenibilidad, Integración e Intensificación, Tecnologías de Apoyo
Ruta generalizada para la conversión de materias primas derivadas de la biomasa en productos renovables
Modificado de: Bioenergy technologies office multi-year program plan, 2016
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Deconstrucción y
Fraccionamiento
La producción de biocombustibles requiere la deconstrucción de la
biomasa en sus unidades químicas básicas y los procesos son
diferenciados por la temperatura en la que se realizan
Deconstrucción a Deconstrucción a
altas temperaturas bajas temperaturas
Gasificación
Deconstrucción de la biomasa a mas de 700 °C Pretratamiento
en presencia de cantidades sub-estequiométricas Son los procesos químicos, biológicos y/o
de aire o cargadores de oxigeno. mecánicos diseñados para preparar la biomasa
antes de otro proceso deconstructivo o de
síntesis.
Pirólisis
Deconstrucción térmica y química sin la
presencia de oxigeno.
Hidrólisis
Son los procesos químicos o biológicos
Licuefacción hidrotérmica utilizados para el rompimiento de los polímeros
azucarados en moléculas utilizables como
Proceso deconstructivo que utiliza lodos de materia prima en la producción de
biomasa bajo altas temperaturas y presiones biocombustibles.
para producir biooil.
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Síntesis y
Mejoramiento
La producción de biocombustibles requiere la transformación de
productos intermediarios como bio-petroleos, azucares y mezclas
gaseosas mediante diferentes tipos de técnicas
Procesos biológicos Procesos catalíticos
Fermentaciones de azucares, proteínas, lípidos y Transformación de gases y/o bio-oils para la
mezclas de gases para la producción de transformación de productos intermediarios en
biocombustibles biocombustibles
Mejoramiento de intermediarios Procesamiento en
Procesos establecidos para el mejoramiento de
las propiedades de biocombustibles o de refinerías petroleras
productos intermediarios
Integración de productos de las corrientes de la
biomasa dentro de las tradicionales refinerías
petroleras
Procesos de Acabado
Procesos que incluyen transformaciones
requeridas para cumplir con estándares
regulatorios
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Biocombustibles
Rutas de conversión de materias primas en productos:
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Mejoramiento
intermedio
Hidrólisis
Abastecimiento
y logística de Pretratamiento Pirólisis Procesos Distribución de
materias primas Biológicos biocombustibles
Acabados del y productos,
(incluyendo
infraestructura y
algas) Combustible uso final
Gasificación y/o producto
Preprocesamiento Procesamiento
catalítico y
Licuefacción estabilización
hidrotérmica
Mejoramiento
intermediario
en refinerías
petroleras
Legislación, Separaciones, Integración, Tecnologías de Apoyo
Modificado de: Bioenergy technologies office multi-year program plan, 2016
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.com
Etanol
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Filtración,
Destilación
Pretratamientos Hidrólisis
Físico-quimicos Celulasas
Fermentación de
Químicos Amilasas
Residuos glucosa o xilosa,
Biológicos Hongos Deshidratación Distribución del
agroindustriales fermentación y bioetanol
Cultivos sacarificación del etanol
energéticos simultanea,
microorganismos
Preprocesamiento transgénicos
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Biodiesel
Aceite vegetal/grasas
animales/residuos
Metanol y
catalizador Esterificación Biodiesel Refinado Biodiesel
crudo
Glicerina cruda
Recuperación Refinamiento
del metanol de la glicerina Glicerina
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Biodiesel
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Prensado de las
semillas
Reacondicionamiento
de aceites usados
Aceites
vegetales, Filtración,
grasas Esterificación Distribución
Acondicionamiento lavado,
animales, química o
del aceite y reúso del
grasas de enzimática
restaurante preparación del metanol
reciclada catalizador
Descascarado,
secado, limpieza
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comDigestión anaerobia
ALCOHOLES
POLÍMEROS
Fermentación
ETANOL
mixta
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Biogás Digestión
anaerobia
➢ FUNCIONA ÓPTIMAMENTE CON SUSTRATOS COMPLEJOS
➢ SE PUEDE ADAPTAR A DIFERENTES TIPOS DE SUSTRATOS Y PRODUCTOS
➢ PUEDE SER ELICITADA
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comDigestión anaerobia
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Limpieza del
biogas o
purificación
del producto
bioquímico
Distribución de
Residuos biocombustibles
alimentarios, Pretratamiento Fermentación y productos,
residuos Hidrólisis anaeróbica infraestructura y
agroindustriales Acabados del uso final
Combustible
y/o producto
Preprocesamiento
Mejoramiento
intermediario
en refinerías
petroleras
Modificado de: Bioenergy technologies office multi-year program plan, 2016
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comGasificación y Pirolisis
-Energia
Syngas -Biocombustibles
-Fermentación del syngas
Gasificación -Biocombustibles
700 °C, baja Bio-oil -Fermentación del biooil
concentración
de oxigeno
Pirolisis:
(400-600 °C)
ausencia de
oxigeno
-Mejoramiento de suelos
Biochar -Carbon activado
-Nanomateriales
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comGasificación y Pirolisis
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Mejoramiento
intermedio
Fermentación
Pirólisis del Syngas
Abastecimiento
(gasificación) y
y logística de Fermentación Distribución de
materias primas del biooil biocombustibles
(incluyendo (pirolisis) Acabados del y productos,
Preprocesamiento infraestructura y
algas) Combustible uso final
y/o producto
Procesamiento
Gasificación catalítico y
estabilización
Mejoramiento
intermediario
en refinerías
petroleras
Separaciones, Integración, Tecnologías de Apoyo
Modificado de: Bioenergy technologies office multi-year program plan, 2016
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comLicuefacción hidrotérmica
Presión Catalizador
Fase Chemicals
acuosa
Temperatura
Bio-oil Biocombustiles
Biomasa Biochar Materiales
Syngas
Modificado de Yuan et al 2016
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comLicuefacción hidrotérmica
Deconstrucción y Síntesis y
Fraccionamiento Mejoramiento
Mejoramiento
intermedio
Fermentación
de la fase
acuosa,
separación de Distribución de
Algas, residuos químicos de la biocombustibles
alimenticios, fase acuosa y productos,
residuos Licuefacción Acabados del
hidrotérmica infraestructura y
municipales Combustible uso final
y/o producto
Procesamiento
catalítico del
biooil y la fase
acuosa y
estabilización Mejoramiento
intermediario
en refinerías
petroleras
Separaciones, Integración, Tecnologías de Apoyo
Modificado de: Bioenergy technologies office multi-year program plan, 2016
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.comRetos y perspectivas
-Métodos de separación y concentración de químicos de valor
agregado
-Procesos de integración entre tecnologías
-Desarrollo de mejores microorganismos y enzimas para apoyar los
procesos de producción de biocombustibles
-Mayor colaboración entre científicos para la integración de
procesos combinados de producción de biocombustibles
-Reglamentaciones claras y legislación para el apoyo de nuevo
proyectos industriales en biocombustibles
Webinar: Movilidad y combustibles sostenibles. Septiembre 3 2020 www.vedascii.com@jepeteso
Jersson.placido@vedascii.org
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