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Desarrollo de tecnologías innovadoraspara la generación de bio-energéticos através de la valoración integral debiomasa.
Dr. Abelardo Flores Vela
Agosto 2018
Fundamentos
Capacidad instalada en México se estima en 1,250 aserraderos.
Producción de aserraderos en México de 94 m3r.
Mercado en asenso en la producción de pellets en Europa
México no figura en la producción de pellets y exportación a la UE
No existe el aprovechamiento de los subproductos de la industria de
aserraderos
Alto potencial para la generación de productos energéticos
Productos energéticos en estado sólido, liquido y gaseoso
Evaluación económico financiera aplicando el modelo financiero estocástica
para el mercado de subproductos de aserraderos
FundamentoEscenario de la penetración de Bioenergía en México
Realizar la valorización integral de
la biomasa lignocelulósica para la
obtención de bio-combustibles
sólidos, líquidos, gaseosos y el
desarrollo de productos con valor
agregado.
Objetivo
Procesos de transformación de biomasa para la generación de bio-energéticos
1. Biocombustibles sólidos (CMPL)
Estructura modular
2. Biocombustibles líquidos (CMPL)
3. Biocombustible gaseoso (CIEMAD)
4. Evaluación económico financiera (ESIA-T)
1. Biocombustibles sólidos
Caracterización del subproducto de aserrios para la fabricación de productos con alto poder calórico a
partir de la biomasa.
a. Caracterización de las propiedades físico-químicas.
Aserrín y corteza de la madera:densidad, humedad, material volátil, porcentaje dedurabilidad, esfuerzo de compresión, módulo deelasticidad y poder calórico.
1. Biocombustibles sólidos
b. Diseño y desarrollo tecnológico
Aplicación de las estrategias de ecodiseño:
1. Selección de materiales de bajo impacto;2. Reducción de uso de materiales; 3. Técnicas para optimizar la producción;4. Optimización del sistema de distribución;5. Reducción del impacto durante su uso;6. Optimización de la vida útil;7. Optimización del sistema de fin de vida;8. Desarrollo de un nuevo concepto.
Origen de la Planta
TipoCelulosa(% masa)
Hemicelulosa(% masa)
Lignina(% masa)
Madera blanda 46 23 28
2. Biocombustibles líquidos
PINO
2. Biocombustibles líquidos
Separación de Lignina
Secado
Lignocelulosa
Hidropirólisis, Hidrotratamiento(400 °C)
H2
AROMÁTICOS(fenol, catecol, guaiacol, etc.)
Lignina
Bio Aceite Crudo
Pirólisis(600 °C)
Producto
Materia prima
Proceso catalítico
Proceso termoquímico
PROCESO DE DEPOLIMERIZACIÓN
DE LA LIGNINA Y PRODUCTOS
HIDROTRATAMIENTO
Combustibles Líquidos
Hidrogenación
H2
2. Biocombustibles líquidos
Reactores batch de laboratorio (100 y 600 ml)
H2
Lignina
P = 90 – 100 bargT = 380 – 430 °CN = 750 rpmCat./Lignina = 5 % pesot = 1, 2, 3 y 4 horas
Catalizador
Gases(C1, C2, C3, C4, H2,
H2O, CO, CO2, etc.)
Aromáticos
Char (material sólido que se forma durante la etapa inicial de la combustión de un material carbonoso)
2. Biocombustibles líquidos
Procesos principales, productos primarios y aplicaciones de la ligninaaislada y biomasa conteniendo lignina. Producción de hidrógeno apartir de los productos primarios involucra la gasificación (oreformación) y las reacciones de cambio agua-gas
Proceso Carga Productos de
la Lignina Aplicaciones
Actual Mediano Plazo Largo Plazo
Combustión B, L Gas de escape
Pulpa Kraft B Lignina alcalina
H2, Alcoholes, Combustibles líquidos F-T
Pulpa de sulfito B Lignosulfonato LV-MM HV-MM
Gasificación B, L Syngas (Gas Sintético)
H2, Alcoholes, Combustibles líquidos F-T
Pirólisis B, L Bio-aceite, Char
Combustible sólido, H2
Aromáticos
Hidrólisis B Char
Combustible sólido, H2
Depolimerización L Aromáticos Combustible sólido, Aromáticos
B Biomasa, L Lignina; Potencia y calor
LV-MM = Macro-moléculas de bajo valor; HV-MM = Macro-moléculas de alto valor; H2 = hidrógeno+Syngas.
3. Biocombustible gaseoso
La biomasa lignocelulósica (BLC) (incluso residuos de nopalOpuntia ficus y papel higiénico usado (PHU)) y la fracciónorgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU) sonextremadamente abundantes, por sus características son fuentede biogás. Lo que se pretende es caracterizarfisicoquímicamente estos sustratos, utilizando análisis proximal,análisis elemental y determinar su contenido de celulosa,hemicelulosa y lignina.
En la CDMX se producen:
a) 109.6 ton/día de residuos de nopal de los
cuales en la delegación Milpa Alta se generan
de 9-10 ton/día (Marin,2017)
b)743 ton/día de residuos de papel higiénico
(Tovar, 2008)
3. Biocombustible gaseoso
DIGESTIÓN ANAEROBIA DE NOPAL EN MÉXICO
En México existen dos digestores anaerobios para producción de metano que utilizan nopal como materia prima.
Ubicación Camémbaro Delegación Milpa Alta
Inicia operación 2010 2017
Capacidad 100m3 50m3
Tratamiento 8 ton/día de nopal forrajero 1 ton/día de residuos de nopal
Rendimiento 25 a 40 m3 /ton de nopal No reportado
3. Biocombustible gaseoso
4. Evaluación económico financiera
Diagnóstico del mercado de residuos de madera en México
Oportunidades en mercados globales
Diagnóstico sobre la industria de aserraderos en México
Estudio de caso (aserradero en el Edo. de Hidalgo)• Identificación de productos tipos• Estudio de mercado • Definición del óptimo a producir
Propuesta de valor a un caso de un aserradero tipo
Aplicación de modelofinanciero estocástico
Costos de inversión, corrientes y de mantenimiento
Ingresos
Condiciones de rentabilidad del proyecto
Análisis financiero
Análisis de Riesgo
Fuentes de financiamiento
4. Evaluación económico financiera
.
Solicitudes de patente
Solicitudes de modelos de utilidad
Solicitudes de derecho de autor
Artículos científicos
Tesis de nivel superior
Tesis de nivel posgrado
Transferencias tecnológicas
Convenios con la industria
Productos
Muchas gracias.
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