Mutis (Sep 2016)
Estudio de prefactibilidad para el diseño de una planta de etanol a partir de residuos de cosecha de caña de azúcar (Pre-feasibility study for design of a ethanol plant from waste of sugar sugarcane)
Abstract
En el Valle del Cauca se generan alrededor de 5 millones de toneladas anuales de desechos lignocelulósicos de la caña de azúcar, constituidos principalmente por hojas y cogollos. Esta biomasa dependiendo de su variedad, posee un estimado promedio en peso de 42% de celulosa, 26% de hemicelulosa y 22% de lignina en base seca, siendo apta para obtener azúcares fermentables para conseguir etanol deshidratado como combustible. Basados en las anteriores consideraciones, el grupo de investigación en biocombustibles y biorefinerías de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad del Valle junto con el Laboratorio de Biotecnología de la Universidad Autónoma de Occidente, viene ajustando el diseño de una planta de obtención de etanol a partir de las hojas y cogollos que son dejados en el suelo tras realizar la cosecha de la caña de azúcar, por esta razón el presente trabajo tuvo como objetivo estudiar la prefactibilidad de montar la planta para la producción de etanol como producto principal y de otras sustancias que puedan ser aprovechables (lignina y proteína) a partir de estos residuos lignocelulósicos. Para este estudio se hizo uso de los estudios experimentales previos ejecutados por los investigadores del grupo en biocombustibles y realizando el proceso a partir de 1000 toneladas de hojas y cogollos usando los datos de pruebas realizadas en el laboratorio y mediante cálculos de balances, que fueron incluidos en un simulador comercial Aspen Plus versión 10.8.1. Se logró obtener 121.000 litros/día de etanol anhidro con un rendimiento del 78,57% y 202 ton/día en base seca de lignina con 94,5% y 6,4 ton/día de proteína con 40% de recuperación como subproductos principales. El análisis económico muestra que la capacidad mínima de la planta de producción es de 285.000 litros/día, presentada a una tasa interna de retorno de 34% y VPN de US$ 36.839.602. (Abstract. In Valle of Cauca are grown around 100,153 hectares of cane and 22 million tons/year can generate about 5 million tons of lignocellulosic wastes, consisting mainly of leaves and buds. This biomass that depending of variety, has an estimated average 42% by weight of cellulose, 26% hemicellulose and 22% lignin on dry basis, being apt to obtain fermentable sugars to get dehydrated ethanol as fuel. Based on the above considerations, the biofuels research group and biorefineries School of Chemical Engineering at the Universidad del Valle with the laboratory of Biotechnology of the University of the West; they are come adjusting the layout of a plant for production of ethanol from the leaves and buds that are left in the harvesting the sugar cane, which is why this study aimed to study the prefeasibility of assembling the plant for the production of ethanol as main product and the other substances like lignin and protein from these lignocellulosic residues. For this study, use was made of the previous results achieved by researchers of group biofuels where it start of 1000 tons of leaves and buds using the commercial simulator Aspen Plus version 10.8.1 It was possible to obtain 121,000 liters / day of anhydrous ethanol in a yield of 78.57% and 202 tons / day on dry basis 94.5% of lignin and 6.4 ton / day with 40% protein recovery as major byproducts. This document includes information from studies conducted by researches of biofuels group and performing process in which from 1000 tons of leaves and buds are obtained 121,000 liters / day of anhydrous ethanol with a yield of 78.57% and major subproducts like 202 ton / day of lignin with 94.5% and 6.4 ton / day with 40% protein recovery. The economic analysis gave as most appropriate alternative sizing estimate a production of 285,000 liters / day minimum capacity, brought to an internal rate of return of 34% and NPV of USD$ 36389602.)
Keywords
