sistema de produccion artesanal de bioetanol

La Segunda Revolución

AgrícolaAgrícola

john.b.loke@gmail.com

Tecnologías y Procesos Innovativos para que g y p qEmpresarios Rurales Puedan Producir Biocombustibles y Tener Acceso a Mercados Ilimitados

Desarrollo de Microplantas deDesarrollo de Microplantas deDesarrollo de Microplantas de Desarrollo de Microplantas de Bioetanol en ColombiaBioetanol en Colombia

John B. Loke, I.A., M.Sc.

C t 7 ti b 2007

john.b.loke@gmail.com, cel. 312-749 0918

Cartagena, 7 septiembre 2007

Sistema de Producción Artesanal Ajustes al Vehículo:

de Bioetanol 1. Tanque de HDPE2. Tubería de cobre en lugar de mangueras

de caucho3. Membrana de neopreno en bomba de

combustiblecombustible4. Filtro de combustible mas grande5. Hacer mas pesado flotador del carburador6. Diámetro de los chicleros mas grande7. Inyección eléctrica de gasolina en el

b dcarburador8. Adelantar tiempo de combustión9. Otras bujías10. Aumentar la relación de compresión

Planteamiento del Problema Según el Productor de

Providencia S.A.

Según el Productor de Bioetanol:

• Materia prima es costosa• Inversión inicial de los sistemas de• Inversión inicial de los sistemas de

producción muy alta• Residuos causan contaminaciónResiduos causan contaminación• Residuos no generan ingresos

Reto: Integrar Micro y Macro PlantasReto: Integrar Micro y Macro Plantas

Agroexpo 2007:

Mas de 200 solicitudes de apoyoMas de 200 solicitudes de apoyo de empresarios, incl. agricultores de Panamá, Honduras, Costa Rica, Ecuador, Perú, México y Colombia

Micro-plantas para la Producción de c o p a tas pa a a oducc ó deBioetanol en Comunidades Rurales

Comunidades

C i d P d t

Comunidades Rurales

Consorcio de Productores de Biocombustibles

Fincas: 100 ha de Cultivos Energéticos

Micro-plantas: 1.000 – 2.000 lt/día

(50%-99,5%)

Planta Central de Producción Etanol

(50% 99,5%)

Producción Etanol (99,5%)

Planteamiento del Problema: CaficultorPlanteamiento del Problema: Caficultor• Residuos (pulpa y miel) de café no generan ingresos• El transporte de residuos de café genera un costo• Residuos causan contaminación

Residuos de Café para Bioetanol

1.800 lt etanol/día (50% pureza)Desmucilaginador / ( p )Armenia, Quindío

Desmucilaginador

Tecnología de segunda generación

Residuos de Café para Bioetanol (cont.)

Tecnificado PromedioIndicadoras Colombia*

3.0006.400

1.1002.000

Café pergamino seco** (kg/ha por año)Pulpa fresca mojada (kg/ha por año) 6.400

380140

2.00012043

Pulpa fresca mojada (kg/ha por año)Etanol (lt/ha por año)Ingresos caficultor (US$/ha por año)

• 60 Lt EtOH/Ton pulpa fresca mojada (Loke y colaboradores 2006))

• Potencial de 250.000 lt/ha por día en Colombia

*Promedio nacional 2000-2004 (FEDECAFE, MADR)**Listo para la trilla, 10-12% de humedad

Banano Industrial para BioetanolBanano Industrial para Bioetanol en Barreras con el Café

• 2 m x 20 m• 50 kg/planta• 1.313 lt EtOH/año• Costos de producción

US$1/racimof• Neto para caficultor

US$226/ha de café por año*

*50% para productor

Banano Industrial para Bioetanol

50 k / l t• 50 kg/planta• 67 Ton/ha por año• 7.000 Lt EtOH/ha por año• Costos de producción

US$1/racimo• Neto para productor

Materiales FHIA

US$1.200/ha por año*

Residuos!

Luz Adriana MezaLuz Adriana Meza, Bióloga: Tesis

Laureada

*50% para productor

Batata para Bioetanol en la Soca del Café y la Sombra del Plátano

• 30 Ton/ha por 4-6 meses• 150 Lt EtOH/Ton• 4.500 Lt EtOH/ha por 4-6 meses• Costos US$1.250/ha por cultivo• Neto productor US$760/ha por año*

*50% pa a p od ctoNeto productor US$760/ha por año *50% para productor

Yuca para BioetanolYuca para Bioetanol• 25 Ton/ha por año• 154 Lt EtOH/Ton• 3.846 Lt EtOH/ha por añop• Costos $2.000.000/ha por año• Neto productor US$400/ha

por año*por año

10%

12%

6%

8%

[%]

EtO

H

2%

4%v/v

[

0%0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Tiempo [Horas]Evaluación de Rendimiento de Bioetanol deEvaluación de Rendimiento de Bioetanol de

*50% para productor

Evaluación de Rendimiento de Bioetanol de Evaluación de Rendimiento de Bioetanol de Variedades de YucaVariedades de Yuca

Sistema Rápido de Evaluación de MateriasSistema Rápido de Evaluación de Materias Primas para Bioetanol

Evaluación de Rendimiento de

Materia Rendimiento Bioetanol

Bioetanol de Variedades de Yuca

Cáscara

SinVariedad

MTAI8 (Rayong 60)

Materia

Seca (%)

34.9 252 7.188

Rendimiento Bioetanol

(Lt/Ton) (Lt/ha.año)

Sin

Sin

Si

SM 1707-41

Reina (CM 6740-7)

32.0

36.8

37 8

237

223

249

6.760

6.008

5 991Sin

Sin

Con

Negrita (CM 3306-4)

Roja (CM 4574-7)

Reina (CM 6740-7)

37.8

35.3

37.2

249

208

195

5.991

5.333

5.270Con

Sin

Sin

Reina (CM 6740 7)

SM 1834-20

Vergara (CM 6438-14)

37.2

25.7

36.2

195

182

196

5.270

4.909

4.714Sin

Con

Con

SM 1992-1

Vergara (CM 6438-14)

R j (CM 4574 7)

28.5

36.5

35 7

185

183

152

4.602

4.394

3 894ConRoja (CM 4574-7) 35.7 152 3.894

Proceso de Producción queProceso de Producción que Requiere Menor Cantidad de

Energía y Equiposg y q p

Agregar al fermentado:

• Nutrientes• Vitaminas • Hormonas• Enzimas• Levadura• Ácido

La enzima STARGENTM de Genencor permite combinar los procesos de sacarificación y fermentación

l i é iCultivos Energéticos

Rendimiento por cultivo

Netoagricultor

YucaS d l

(Ton/ha)25

2 t

(Lt/ha)3.8466 000

agricultor(US$/ha)

358932Sorgo dulce

BatataBanano industrial

2 cortes3080

6.0004.5008.400

932693

1.314Remolacha azucareraCaña de azúcarMaíz tradicional

40603

4.0003.1501.200

364129-755

Bore* 15 2.250 n.d.

*Xanthosoma sagittifolium

Investigación ParticipativaInvestigación Participativa para Desarrollar Procesos

de Obtención de Etanol

100 lt/día

Descentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol

Construidas y Validadas

Cali

Descentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba

C téCereté

Retos tecnológicos:R d i t d iReducir costos de equipos…Procesar en sitio de cosecha…

Descentralizar: Prototipos de pPlantas de Bioetanol en Construcción y Prueba

Palmira

Descentralizar: Prototipos deDescentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba

FermentisMerquiandPavcoPedrolloRotoplast

Palmira

Descentralizar: Prototipos deAlexander Rincón,Descentralizar: Prototipos de

Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba

có ,Jaime Mora yRicardo Ospina: tesis laureada

P l iPalmira

Costo de una Micro-PlantaCosto de una Micro Planta(1.000-2.000 lt/día, 50%-99,5%)

RubroApoyo a agricultoresTransporte de materias primas

US$1.3646.109

Procesamiento de materias primasAdecuación y constructoresFermentaciónC ld d til ió

3.1825.0019.0917 319Caldera y destilación

ConservaciónTratamiento de residuosOtros

7.3191.3644.0455 910Otros

InesperadosTOTAL

5.9105.227

48.612

Tamices moleculares u otras tecnologías para purificar bioetanol…

Beneficios para el Productor de Bioetanol*e e c os pa a e oducto de oeta o

Ejemplo: Yuca: 79 ha/año; 0,23 ha/día; 5,9 ton yuca/día; 1.800 lt etanol/día a 50%

Compra de materia prima%

50,0US$/día**

245Transporte del jugo (1)***Preparación del fermentado (1,5)Fermentación (1)D til ió i il i (2)

2,07,03,5

103417

Destilación y vigilancia (2)Leña (1)Desnaturilización y conservaciónTransporte alcohol crudo (1 5)

6,54,00,5

15 0

32202

74Transporte alcohol crudo (1,5)Mantenimiento instalaciones (0,5)Coordinación y administración (1)Seguros y otros

15,02,05,02 5

74102512Seguros y otros

Manejo residuos (0,5)TOTAL (10)

2,52,0

100

1210

491*Colombia, 2007**28 días/mes, 12 meses/año***No. de jornales

Coproductos a Partir de ResiduosCoproductos a Partir de Residuos• Tablas de triplex o multiplex!• BiogásBiogás

Fertizante

Valor (g/kg)

Análisis

285.80Cenizas

92.20Humedad

(g/kg)

301.23C

129.20Fibra acida detergente

23.4Extracto étereo

Fertilizantes orgánicos

64.79N

60.38P

301.23C

Fertilizantes orgánicos12.61K

3.29Mg

65.52Ca

4.03S-Total

g

P ebas Biológicas de S plementos N t icionalesPruebas Biológicas de Suplementos Nutricionales

Vinaza 20 %Yuca 66 %Biopolímeros 1 %

Proteina cruda 21 %E í t b li bl 2 34 M l/kEnergía metabolizable 2.34 Mcal/kg

Otras Oportunidades de ProducciónOtras Oportunidades de Producción de Biocombustibles

Planta Petróleo (Euphorbia tirucalli) y Pedilanthus

Piñón (Jatropha curcas)) y

Dos ConclusionesDos Conclusiones1 Colombia es un país pionero en el1. Colombia es un país pionero en el

desarrollo de tecnologías para microplantas de bioetanol

2. Se espera lograr amplios impactos económicos sociales ambientaleseconómicos, sociales y ambientales usando microplantas

Una Invitación del CIAT y Corpoica:Una Invitación del CIAT y Corpoica:

Propuesta de trabajo: Compartir recursos y experienciasrecursos y experiencias

john.b.loke@gmail.com 312-749 0918