bioetanol-remolacha
TRANSCRIPT
GRUPO DE INVESTIGACIÓN: BIOINDUSTRIAS
LINEAS DE INVESTIGACIÓN: BIOALCOHOLBIODIESELBIOCOMERCIOBIOMASA RESIDUALCONTROL BIOLÓGICO
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Ambiental
PROBLEMA¿QUÉ PRODUCTOS AGRÍCOLAS DE LAS CONDICIONES AGROECOLÓGICAS DE LA SÁBANA DE BOGOTÁ SE PUEDE OBTENER BIOETANOL CARBURANTE DE MANERA SOSTENIBLE?
PROBLEMA¿QUÉ ES BIOETANOL CARBURANTE?
El Bioetanol es un alcohol, en el que los almidones son convertidos en azúcares, los azúcares se convierten por fermentación en etanol, el que luego es destilado en su forma final.
PROBLEMA¿De dónde obtenemos los azúcares y almidones?
De productos Orgánicos (vegetales y subproductos
de la transformación de vegetales)
MATERIAS RICAS EN SACAROSA
Caña de Azúcar
Melaza
Sorgo Dulce
Remolacha
Malanga
MATERIAS RICAS EN ALMIDÓN
Maíz
Trigo
Cebada
CEREALES
Yuca
Papa
TUBÉRCULOSÑame
MATERIAS RICAS EN CELULOSA
Madera
Residuos
Agrícolas
Requerimientos agro ecológicos de algunos Cultivos agrícolas
CULTIVO ALTITUD TEMPERATURA PRECIPITACIÓN
MAÍZ 0 -2800 14 -30 500 – 1200
TRIGO 120 - 2800 15 - 20 500 – 1000
CEBADA 1200 - 2800 14 -20 350 – 1000
CAÑA DE AZUCAR 0 -600 24 - 28 2000 – 2500
ÑAME 0 - 350 22 - 24 1900 – 2100
PAPA 1500 - 2600 18 - 22 900 – 1200
SORGO 0 - 1500 25 - 28 450 – 650
YUCA 0 - 600 20 - 29 750 – 2000
MALANGA 0 - 1000 14 - 24 2000 - 3000
REMOLACHA 0 - 2800 14 - 28 0 - 1000
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
OBTENER ALCOHOL A PARTIR DE LA REMOLACHA (Beta vulgaris L)
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar la producción de la Remolacha en condiciones de secano y bajo riego para la obtención de alcohol carburante.
Identificar los insectos plagas y las enfermedades que pueden atacar al cultivo de Remolacha.
Realizar el seguimiento agronómico al cultivo de Remolacha desde la siembra en los semilleros hasta la cosecha, en el lugar del cultivo (s).
Estandarizar el proceso químico para la obtención de alcohol carburante de la remolacha.
Realizar la obtención de alcohol carburante a partir de la Remolacha, en la planta piloto de la UAC.
REMOLACHA AZUCARERA
El cultivo de la Remolacha Azucarera, ha demostrado ser uno de los mas rentables del mundo, siempre que se realice con técnicas, que busquen la reducción de los costos de producción y aumenten los rendimientos, siendo respetuoso con el ambiente.
BIOLOGÍAEs una planta dicotiledónea
pertenece al género Beta
Familia de las Quenopodiáceas
Grupo de la Spermatophytae
Clase de las Angiospermae
Subclase de la Dycotylae
Orden Centrospermae.
Se clasifica como una planta C3
10 20 30 40 50Temperatura
25
20
15
10
5
Fotos
íntes
is(µ
mol C
O 2·m-2
·s-1)
C-3 C-4
Temperatura y Fotosíntesis
Con temperaturas superiores a los 40°C puede ocurrir desnaturalización de las proteínasTemperaturas cercanas a los 0°C disminuyen la fotosíntesis por inactivación enzimática y menor difusión por aumento en la viscosidad del aguaEl rango de adaptación de las especies y el funcionamiento del proceso va desde –20°C (en ciertas coníferas) hasta 50°C (en algunas algas de zonas calientes), y normalmente de 10 a 45°C en muchas especies
Comportamiento fotosintético típico de plantas con metabolismo C-3 y C-4 en respuesta a temperatura foliar (Fitter y Hay, 1987)
FISIOLOGÍA - GERMINACIÓN
La remolacha es exigente en cuando a condiciones ambientales para su germinación, como son: la humedad, temperatura y aireación.
La temperatura óptima de germinación es de 25 ºC, aunque el fenómeno se dé entre 5 y 30 ºC.
FISIOLOGÍA - GERMINACIÓNEn suelos muy secos (punto de marchitéz permanente o inferior) y excesivamente húmedos (superior a capacidad de campo), no es un medio apropiado para la germinación.
Agua Higroscópica
Agua Disponible
Agua de CohesiónAgua
Gravitacional
-31 B -15 B -1/3 BPotencial del Agua del Suelo
Espacio poroso lleno de agua 0% 15% 25% 50%
Tipo de agua
Constante de humedad
Coef. Higroscópico
P.M.PC.C Saturación
Agua Disponible
Agua de Adhesión
Agua de Cohesión Agua Gravitatoria
FISIOLOGÍA- NUTRICIÓN
Los elementos minerales que se necesita aportar a la remolacha son principalmente: nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, sodio; y en cantidades pequeñas, los llamados oligoelementos: manganeso, boro, hierro, zinc, cobre, molibdeno.
La remolacha, para formar 1 Kg. De materia seca, requiere absorber de 400 a 500 litros de agua.
FISIOLOGÍA
TRASLOCACIÓN DE LAS RESERVAS
Tanto la velocidad como la cantidad de sacarosa transportada, dependen de varios factores, tales como: edad de la planta, fotoperíodo del día, intensidad de la luz, nutrición nitrogenada y temperatura.
REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES
Una cosecha media de remolacha de 60 a 90 ton/ha, con el 16% de riqueza, puede extraer del suelo los siguientes nutrientes en Kg/ha:
N: 120 – 170P2O5: 70 – 110K2O: 235 – 180Na: 90 – 125Mg: 20 – 45Ca: 85 – 90
RENDIMIENTOS DE ALGUNOS CULTIVOS ENERGÉTICOS
Cultivo RendimientoMg/h*año
Etanol (L/Mg)
Etanol (L/h*año)
Sorgo dulce 45 – 80 60 – 80 1.750 – 5.300
Remolacha azucarera 15 – 50 90 1.350 – 5.500
Remolacha forrajera 100 – 200 90 4.400 – 9.350
Caña de azúcar 50 - 90 70 – 90 3.500 – 8.000
Maíz 1.7 – 5.4 360 600 – 1.944
Mandioca 10 – 65 170 1.700 – 11.050
Batata 8 - 50 167 1336 – 8.350
Fuente: National Research council Report. 1983. Alcohol Fuels. Optionsfor Developing Countries. National Academy Press, Washington.
IMPORTANCIA DEL CULTIVO DE LA REMOLACHA (Beta vulgaris L.)
Las remolachas azucarera y forrajera, pueden presentar un potencial significativo de explotación agroindustrial en razón a sus múltiples usos, que pueden orientarse favorablemente a la producción agrícola o pecuaria e incluso industrial y energética, como por ejemplo:
Producción de azúcar. Villarias (1999), Quintero (2005).Enriquecimiento de los subproductos de la producción de Azúcar para la producción de Bioetanol. Oghbona (2000).Producción de alcohol. Erguí (1999), Quintero (2005).Producción de alimentos concentrados para animales. Cabbidu (2006); Quintero (2005), Ofaz (2004); Collomb(2003); Ericsson (2003), Diez (1998).Producción de abonos y fertilizantes a través de sistemas de compostaje. Medina (2006); Quintero (2005).Producción de proteína unicelular a partir de las vinazas y desechos agroindustriales de la producción de Bioetanol carburante. Quintero (2005).Producción de Carboxymetyl Celulosa. Togrul (2003).Producción de plastificantes para el Concreto. Mateus(2007).Recuperador de Suelos Salinos. Katerji et al. (2000)
Epicotilo
Raíz
VARIEDAD HAYA1
VARIEDAD BRIGADIERT
RESULTADOS - Germinación
RESULTADOS - Germinación
Lugar Bandeja Semilleros Siembra Directa
Chía 74.3% B 82.7% B
78.9% B
89.8% H
Sesquilé 42.3% B
FERTILIZACIÓN
DOSIS FERTILIZANTES
OFERTA DE NUTRIENTES(Estudio de Suelos)
DEMANDA DE NUTRIENTES DEL CULTIVO(Necesidades Nutricionales)
Sesquilé : 1 bulto de Urea mezclado con 0.5 bulto de Triple 15. (Compost)
Chía : 2 bultos de Urea mezclado con 1 de Triple 15.
HIERBAS INVASORAS (EUROPA, USA, CHILE)
FAMILIA NOMBRE CIENTÍFICO NOMBRE VULGARAmarantheceae Amaranthus retroflexus
LAmaranto, bledo, moco de pavo, taramago, zumarraga
Xanthium espinosum L Arranca moños, cacharrera menor, cadillo, carrapitos, cardo de tres puntas, abrojos, cardo de la virgen, cardo garbancero
Xanthium strumarium L. Bardana, cachurreramayor, cadillos, carrapitos, floravia, carrochera.
Ambrosiaceae
HIERBAS INVASORAS (EUROPA, USA, CHILE)
No. Familias : 17No. Especies : 30
HIERBAS INVASORAS EN LOTES
SESQUILÉ• No. Familias : 3 (Gramineae,Amarantheceae,
Ambrosiaceae)• No. Especies : 4 (Pennisetum clandestinum, Lolium
multiflorum Lamarck, Amaranthus retroflexus L, Xanthium espinosum L)
CHÍA• No. Familias : 3 (Gramineae, Amarantheceae,
Cruciferae)• No. Especies : 3 (Pennisetum clandestinum,
Amaranthus retroflexus L, Sinapsis arvensis L.)
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
VIRUS
Amarillez Virótica : Coloración amarillo limón de las hojas y por la aparición ulterior en pequeñas manchas parduscas o rojizas.
Rizomania : Provoca en la remolacha una gran cantidad de masa radicular sobre la raíz principal. Las hojas se crispan y algunas nervaduras se tornan de color amarillo.
Curly Top : Los primeros síntomas parecen días después de la infección. Las hojas centrales presentan las nervaduras traslucidas, se enrollan y se produce un estampillado característico. En el envés de las hojas, las nervaduras resaltan en relieve y aparecen abolladas, como consecuencia, las plantas se quedan enanas
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
BACTERIAS
Bacteriosis foliares : Produce un amarillamiento en los bordes de las hojas que después se necrosan, aparece en temporadas húmedas y desaparece con épocas de sol. Generalmente no requiere tratamiento.
Bacteriosis radiculares : Provoca una reacción del tejido de la raíz que se traduce en multiplicación anormal de las células que dan lugar a tumor más o menos grande dependiendo de su poder patógeno.
Podredumbre húmeda : Es difícil descubrir en plantas afectadas ya que no afectan las hojas en los primeros estadios. Los haces vasculares de la raíz tocada por la enfermedad se necrosan o decoloran y la raíz se puede volver hueca conteniendo una masa mucosa en su interior.
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
HONGOS
Pie negro : Aparecen al principio del cultivo, por una serie de hongos en el suelo. El síntoma consiste en el ennegrecimiento de las raicillas de las plántulas; estas se estrechan a nivel de cuello y mueren posteriormente.
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
Cercosporosis : Provoca unas manchas pequeñas redondeadas, de 2 a 4 mm de diámetro, de color grisáceo en el centro y bordes rojizos o marrones.
Oídio : Provoca la aparición de una masa algodonosa blanca, de aspecto pulveroso. Las hojas amarillean y terminan desecándose por efecto de la enfermedad.
Ramulariosis : Se desarrolla con temperaturas relativamente bajas, pero con elevada humedad. Provoca la formación de manchas en las hojas, de forma angulosa, de color pardo amarronado, en ocasiones rebordeadas de un halo más oscuro.
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
Foma : Provoca unas machas grandes atabacadas, en cuyo interior se observan círculos concéntricos formados por puntitos negros.
Mildiu : Es un hongo que permanece en el suelo, desde donde ataca a las plántulas desarrollándose después en las hojas interiores de la corona de la remolacha donde forma una capa de fieltro de color grisáceo que, en ocasiones, torna a violáceos.
Roya : Es un hongo que origina en las hojas adultas pequeñas pústulas, de color rojo pardo o anaranjado..
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
Alternariosis : Es un hongo, que provoca aparición de manchas pulvurentas negras en la superficie de la hoja. Es frecuente en hojas debilitadas por virus de la amarilléz.
Fusariosis : Ocasiona en las raíces una sintomatología parecida a la rizomanía, con un exceso de cabelleras, pero esta en este caso se sitúan a lo largo de las dos generatrices de raicillas. Las hojas afectadas se suelen romper por la nervadura central y, entonces, el envés de la hoja toma una coloración plateada.
Verticiliosis : La sintomatología que produce el hongo se reconoce fácilmente, al instalarse en el pecíolo de la hojas tapona los haces vasculares e impide la circulación de la savia con lo que parte de la hoja se decolora y mas tarde se deseca.
Botritiosis: Afortunadamente no produce daños importantes en el cultivo.
ENFERMEDADES COMUNES EN PAISES PRODUCTORES
Podredumbre parda : Al principio se manifiesta por un marchitamiento de las plantas que llega a necrosar las hojas. En las raíces se observa una pudrición marrón, más o menos profunda según su grado de evolución.
Mal vinoso : Suele aparecer mas tarde la podredumbre parda. Se manifiesta por un marchitamiento del follaje, consecuencia de la invasión del cuello de la planta por parte del hongo, luego avanza hacia la raíz en la que aparecen manchas irregulares, de color violáceo, que corresponden al micelio del hongo.
Sarna en cintura : Produce en la parte superior de la raíz una cintura ancha de tejidos suberizados.
Sarna pustolosa : Produce en las raíces unas nubosidades redondeadas u ovaladas, acorchadas, escamosas que quedan dispersas o agfrupadas para formar bandas.
ENFERMEDADES EN LOTESSesquilé y Chía
No se tuvo reporte alguno de enfermedades.
PLANTULA ENFERMA CON PIE NEGRO, PROPIA DE SEMILLEROS
LISTADO DE INSECTOS PLAGAS EN LOS PAISES PRODUCTORES
Coleóptero : Pulguilla (Chetocnematibialis), Gusano de alambre (Agriotes lineatus, Agriotes obscurus, Agriotes sputator ), Gusano blanco (Anoxia villosaFabricius, Melolontha melolontha, Melolontha papposa Illiger), Gorgojos.
Afido : Pulgón verde (Myzus persicaeSulzer), Pulgón negro (Aphis fabaeScopoli)Dípteros :Lepidópteros :
LISTADO DE INSECTOS PLAGAS EN LOS PAISES PRODUCTORES
Dípteros :Moscas (Pegomahyoscyami, Pegomya betae),Típulas (Típula paludosdaMeigen, Típula oleracea), Bibiones (Bibio hortulanus)
Lepidópteros : Orugas terrícolas (Agrotis segentum, Agrotis ipsilon, Euxoa nigricans Linnaeus) Orugas desfoliadoras (Spodoptera littoralis, Spodoptera exigua)
LISTADO DE INSECTOS PLAGAS EN LOS PAISES PRODUCTORES
Crisomélidos : Cassida nobilis
Tisanópteros : Thrips tabaciLinman
Hemípteros : Chinches (Piesmanqudratum, Caracoles novergicus, Exolygus pratensisLinnaeus)
Miriápodos : (Scutigerellainmaculata Newport, Blaniulusguttulatus)
PLAGAS PRESENTADAS EN LOS LOTES
Tan solo se presentó el ataque de Chisa (Clavipalpus sp.), cuyo control se hizo con Furadán con 1% de concentración en volumen.
COSECHA
MUESTRA DE EXTRAPOLACIÓN PRODUCCIÓN APRÓXIMADA
Se hizo 20 mediciones de 1 m2, cada una en ubicación aleatoria
Cosechar
COSECHA
Peso Remolacha más hoja (Kg)
Peso remolacha sin Hojas (Kg)
Peso de las Hojas (Kg)
Relación Peso hoja/Peso Remolacha
10,14 6,72 3,42 52,62
Rendimiento por hectárea = 67.2
COSECHA
Peso Remolacha más hoja (Kg)
Peso remolacha sin Hojas (Kg)
Peso de las Hojas (Kg)
Relación Peso hoja/Peso Remolacha
24,02 19,23 4,80 26,90
Rendimiento por hectárea = 192.3
COSECHA
Peso Remolacha más hoja (Kg)
Peso remolacha sin Hojas (Kg)
Peso de las Hojas (Kg)
Relación Peso hoja/Peso Remolacha
11,61 7,43 4,17 56,03
Rendimiento por hectárea = 74.3
COSTOS DE PRODUCCIÓN
ITEM ACTIVIDAD UNID. CANTIDAD VR. UNITARIO VR. TOTAL
1 ADECUACIÓN DE TIERRA
1.1 Preparación terreno (arado, rastrillo) ha 1 $ 360.000 $ 360.000
12 Semillero m 240 $ 800 $ 192.000
SUBTOTAL $ 552.000
2 SIEMBRA
2.1 Semilla Kg 20 $ 10.500 $ 210.000
SUBTOTAL $ 210.000
3 CONTROL DE PLAGAS Y ENFERMEDADES
3.1 Fertilizantes bultos 6 $ 47.500 $ 285.000
3.2 Pesticidas gl 5 $ 77.000 $ 385.000
3.3 Herbicidas gl 1 $ 160.000 $ 160.000
SUBTOTAL $ 830.000
4 MANO DEOBRA
4.1 Semillero jornal 10 $ 15.000 $ 150.000
4.2 Siembra jornal 20 $ 15.000 $ 300.000
4.3 Riego jornal 16 $ 15.000 $ 240.000
4.4 Control de malezas, plagas y enfermedades jornal 80 $ 15.000 $ 1.200.000
4.5 Cosecha jornal 12 $ 15.000 $ 180.000
SUBTOTAL $ 2.070.000
TOTAL $ 3.662.000
COSTOS DE PRODUCCIÓN
ACTIVIDAD PARTICIPACIÓN COSTOS
ADECUACIÓN DE TIERRA 15.0%SIEMBRA 6.0%CONTROL FITOSANITARIO 22.7%MANO DE OBRA 56.3%
Mano de Obra : 138 jornales/hectáreas
Empleos directos: 1 / hectáreas
No se contempla: Costos de la Tierra y Riego
COSTOS DE PRODUCCIÓN
Costos de la Tonelada de Remolacha (Variedad Brigadier) – Sesquilé.Precio producción por hectárea $ $ 3.662.000,0
Producción por hectárea - Sesquilé Ton 67,0
Costo por tonelada $ $ 54.656,7
Costo por Kilo $ $ 54,7
Costos de la Tonelada de Remolacha (Variedad Brigadier) – Chía.Precio producción por hectárea $ $ 3.662.000,0
Producción por hectárea - Chía Ton 192,0
Costo por tonelada $ $ 19.072,9
Costo por Kilo $ $ 19,1
Costos de la Tonelada de Remolacha (Variedad Haya1) – Chía.Precio producción por hectárea $ $ 3.662.000,0
Producción por hectárea - Chía Ton 74,0
Costo por tonelada $ $ 49.486,5
Costo por Kilo $ $ 49,5
OBTENCIÓN DEL BIOETANOL A PARTIR DE LA REMOLACHA
CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA
ADECUACIÓN DE LA BIOMASA
JUGO DE REMOLACHA
HIDRÓLISIS ACIDA
PASTEURIZACION
FERMENTACION ALCOHOL 70º
1% H3PO4
70ºc 15 min
inoculo[ ] cell/ml=108
DESTILACION
82ºC por 2 horas
CARACTERIZACIÓN BROMATOLÓGICA
Análisis Remolacha Método
Humedad (% m/m) 86.6 Secado
Grasa (% m/m) 0.0 Extracción con solvente (éter)
Fibra cruda (% m/m) 1.0 Hidrólisis ácida, alcalina y calcinación
Proteína (N*6.38) (% m/m) 1.6 Kjeldahl
Cenizas (% m/m) 1.1 Calcinación
Carbohidratos (% m/m) 9.7 Cálculo (diferencia)
Kilocalorías (cada 100 g) 45 Cálculo indirecto (factor Atwater)
Azúcares totales (expresados como sacarosa, % m/m) 6.8 Volumétrico (Felhing)
Azúcares reductores (% m/m) 0.3 Volumétrico (Felhing)
FERMENTACIÓNEl proceso BIOTECNOLÓGICO de producción de bioetanol se basa simplemente en una fermentación, que es un cambio químico en las sustancias de naturaleza orgánica llevado a cabo por la acción de enzimas. Lo que ocurre en una fermentación es que las sustancias orgánicas complejas se transforman en otras simples.
FERMENTACIÓN
La fermentación alcohólica es llevada a cabo mayoritariamente por levaduras, ya que una de las características más conocida de las levaduras es su capacidad para fermentar los azúcares para la producción de etanol.
FERMENTACIÓN
La mayoría de las levaduras que se cultivan son del género Saccharomyces. Concretamente la especie Saccharomyces cerevisiae es una de las más utilizadas ya que participa en muchas de las fermentaciones en la obtención de Bioetanol.
CARACTERIZACIÓN FISICO –QUÍMICA DEL JUGO - SESQUILÉ
PARÁMETRO VALOR
pH 6.15
ºBrix 19º
Temperatura 18ºC
Masa Rayada 4.8Kg
Volumen Extraído 2L
PARÁMETRO VALOR
pH 2.55
ºBrix 14.5º
Temperatura 18ºC
Masa Remolacha 4Kg
Masa Rayada 3.Kg
Volumen Extraído 1.3L
FERMENTACIÓN DEL JUGO - SESQUILÉ
Corrida de Fermentación con temperatura controlada y sin fasede preinoculo.
Ensayo de fermentacion
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
1,00E+09
-1 4 9 14 19 24
TIEMPO
CO
NC
ENTR
AC
ION
C
ELU
LAR
Se puede observa en la figura, que la máxima concentración celular se alcanzó a las 14 horas aproximadamente, lo que indica un comportamiento relativamente normal a lo estandarizado en los protocolos propios para ello.
DESTILACIÓN DEL MOSTO - SESQUILÉ
En la fermentación se obtuvo un volumen de 960 ml, seguidamente se filtro este, obteniendo un volumen final de 860 ml. Y finalmente se procedió a destilar en dos etapas:
Primera destilación: 186ml C2H6O, con un porcentaje de 13%
Igualmente, hubo la necesidad de realizar una redestilación, pues el porcentaje de alcohol encontrado era muy bajo, e incluso mas bajo al anterior y pudiéndose que esto se debía a la disminución del ºBrixen el jugo.
El resultado de la segunda destilación fue de 20ml C2H6O, con un porcentaje de 50%
CARACTERIZACIÓN FISICO –QUÍMICA DEL JUGO - CHÍA
Componente Contenido°Brix °14
Densidad (20°C) 1.036
Azúcares reductores (g/l)* 20.5 - 52.25
pH 5.2 -5.6
Peso promedio remolacha (Kg.) 1.7 – 5.7Masa promedio pulpa (Kg.) 0.5 – 2.2 Volumen promedio de jugo obtenido (L) 1.2 – 3.8
DESTILACIÓN DEL MOSTO - CHÍA
Volumen total de alcohol obtenido: 385 mlGrados alcohólicos: 26 %Rendimiento total: 0.385 litros de alcohol / 100 litros de jugo: 0.38%
Se obtuvo 650 ml de vinazas con un pH de 3.5 y de 10º Brix.
Volumen total de alcohol obtenido: 295 mlGrados alcohólicos: 31 %
Rendimiento total: 0.295 litros de alcohol / 100 litros de jugo: 0.29%
Se obtuvo 700 ml de vinazas con un pH de 3.8 y de 7º Brix.
Volumen total de alcohol obtenido: 410 mlGrados alcohólicos: 36 %Rendimiento total: 0.410 litros de alcohol / 100 litros de jugo: 0.41%
Se obtuvo 560 ml de vinazas con un pH de 4.1 y de 8º Brix.
OBTENCIÓN DE BIOETANOL A NIVEL PLANTA PILOTO
CARACTERIZACIÓN JUGO DE REMOLACHA
Contenido segunda corrida**Componente
ContenidoPrimera corrida
(Brigadier)Haya1 Brigadier
°Brix 6 9,5 7
Densidad (20°C) 1,036 1,025 1,036
Azúcares reductores (g/l)* 4.792 14.097 6,89
pH 5,74 6,19 5,2
CARACTERIZACIÓN JUGO DE REMOLACHA
Contenido segunda corrida**Componente
ContenidoPrimera corrida
(Brigadier)Haya1 Brigadier
°Brix 6 9,5 7
Densidad (20°C) 1,036 1,025 1,036
Azúcares reductores (g/l)* 4.792 14.097 6,89
pH 5,74 6,19 5,2
DESTILACIÓN DEL MOSTO
Volumen total de alcohol obtenido: 1,3 LitrosGrados alcohólicos (mezcla): 45%Pérdidas por evaporación (5%)Rendimiento total: 1,3 litros de alcohol / 100 litros de jugo: 1,3%
CARACTERIZACIÓN DE LAS VINAZAS (Alícuota de caracterización = 1.6 l
Variable Valor
Volumen total (L) 30,4
pH @ 17,3°C 4.36
ºBrix 4
CARACTERIZACIÓN DEL BAGAZO
Variable Valor
Peso total (Kg.) 6.192
pH @ 20°C
ºBrix 5.5
Descripción Valor
Peso remolacha (Kg.) 47,289
Peso corteza y raíces (Kg.) 15,148
Peso pulpa (Kg.) 6,192
Volumen Jugo (L) 33.1
Porcentaje de extracción (%) 80,735
CARACTERIZACIÓN DEL ALCOHOL OBTENIDO
Variables Valor Volumen total de las corridas piloto (L) 6.393
Alícuota de caracterización (L) 1
pH @ 20°C 4.10
Concentración (50%) 0.9271
Concentración (83%) 0.8434
Prueba cetonas Negativa
Prueba de alcohol Positiva
Masa específica @ 20ºC (g/l) 0.8650
Punto de ebullición (°C) 70
ºGL (15ºC) 60
Densidad @ 20ºC (g/ml)
¿Otro Problema?
BIOCOMBUSTIBLES(“Energía Limpia”)
SEGURIDAD ALIMENTARIA
(Producción de alimentos para todos)
COMBUSTIBLES FÓSILES
(Energía, Fertilizantes,insecticidas, etc.)
CONCENTRACIÓNDE LA
PROPIEDAD(Inequidad Social)
RECURSOS NATURALES
(Agua, Suelos, Aire, Paisaje, Recursos Genéticos, Frontera Agrícola, Ecosistemas Estratégicos, etc.)
¿SOSTENIBILIDAD?
¿Otro Problema?AUMENTO DE LA
NECESIDAD DE COMBUSTIBLES
GARANTIZAR EL DESARROLLO SOSTENIBLE
DISMINUCIÓN DE LAS RESERVAS
DE COMUSTIBLES FÓSILES
CAMBIO CLIMÁTICO
DEMANDA Y OFERTA DE ETANOL
Total Demanda Etanol:•Año 2005: 10 M Lts/mes •Año 2006: 22 M-Lts/mes
DemandaDemanda OfertaOferta
Total Oferta Etanol:
•Año 2005: 11 M Lts/mes
•Año 2006: 22 M-Lts/mes
Una vez entre Medellín, Bucaramanga, Barranquilla y Cartagena la demanda sería de: 11,4 M-Lts/mes adicionales para alcanzar una demanda total de 34,7 M-Lts/mes
38%
27%
17%
10%
8%
Exxon-MobilTerpel Chevron-TexacoShell Brío
FUENTE: ASOCAÑA, 2006 citado por CORPODIB
PRODUCCIÓN MUNDIAL DEL ETANOL CARBURANTE Y LA GASOLINA
ACTUALMillones
Barriles / año
Millones Barriles
/día
Millones Litros /
año
Millones Litros /día
PRODUCCIÓN MUNDIAL(ETOH) 188,70(2) 0,52(2) 30.000(1) 82,20(1)
PRODUCCION MUNDIAL GASOLINA
7700,00(2) 21,10(2)
(1) El alcohol carburante es de aprox. 80% de la producción mundial de alcohol.
• 90%+ del etanol carburante lo producen Brasil y USA.
• USA alcanzó al Brasil y lo está sobrepasando, convirtiéndose en el primer productor mundial (aprox. 40+ millón litros/día c/u)
(2) El alcohol carburante hoy representa sólo el 2.5% del consumo de gasolina.
• USA consume más del 30% de la gasolina mundial.
FUENTE: US Energy Information Agency, 2003.
Homegroun for the Homeland RFA Renewable Fuels As. Feb, 2005.
CONCLUSIONES
Se puede producir remolacha en la Sabana de Bogotá con rendimientos superiores a los Europeos, Estadinenses, Argentino y Chilenos.
Se puede obtener al Bioetanol Carburante por BIOTECNOLOGÍA, de la Remolacha Azucarera en Colombia
CONCLUSIONES
La alta productividad del cultivo de Remolacha en los sitios escogidos, comparados con los rendimientos en Chile y España. En el caso Sesquilé, el rendimiento por hectárea (67.2 ton.) se aproximó a la que se presentada en Chile (70 ton./ha.), pero por debajo a la presentada en España (90 ton./ha[1].). En el Caso de Chía, donde se alcanzó producción de 193.2 y 74.3 ton./ha., estuvo por encima de ambas referencias, incluso para el caso de Chile, muy cerca de triplicar la producción y España la duplicó. Teniendo en cuanta que estos valores es de ráiz únicamente y los datos referenciados son el total de la producción (raíz+hojas)
[1] VILLARIAS MORADILLO, José Luis. Compendio Práctico para el Cultivo de la Remolacha Azucarera. Ediciones Agrotécnicas. 1999. 330 Pág.
CONCLUSIONES
En cuanto a producción remolacha anual en el altiplano Cúndi – Boyacense, según la producción obtenida en esta investigación, se puede hablar de 2 cosechas al año por ser un cultivo de 4 meses en campo abierto y un mes en semillero, la producción por hectárea asciende a 400 ton/ha/año, que comparada con 120 ton/ha/año de Caña de Azúcar en el Valle del Cauca, entonces la Remolacha se convierte en un cultivo atractivo, para la solución de suministro de Bioetanol Carburante para Bogotá y el Altiplano Cúndi – Boyacense.
CONCLUSIONES
En cuanto a rendimiento en litros de Alcohol producido, también es atractivo, en el evento de alcanzar 3 producciones al año, podríamos hablar de una relación 3:1, Remolacha Vs. Caña de Azúcar.
CONCLUSIONESPoca incidencia de plagas y enfermedades registradas en los cultivos experimentales, con respecto a los presentados en Europa, USA, Chile y Argentina. Esto es un indicador de potencialidades importantes del ambiente en cuanto al manejo de plagas y enfermedades, y por ende el uso de agroquímicos.
CONCLUSIONESLas palabras del Señor Presidente Álvaro Uribe el 28 de febrero de 2006, en torno a los beneficios del TLC para Colombia, afirma: “Además el azúcar tiene unas grandes alternativas en Colombia para producir ese alcohol carburante, que podemos exportar desde ya, si queremos y podemos, a los Estados Unidos con cero arancel”, en concordancia con la prospección “VISION 2019”, quien propone como producto exportable el Alcohol Carburante, el panorama para el Cultivo de Remolacha es mas alentador.
CONCLUSIONESEl costo promedio de producción de remolacha en campo, en las parcelas demostrativas y extrapolando a costos por hectáreas, equivalen a un porcentaje demasiado bajo con respecto a los costos de caña de azúcar en el país. Para el caso de Chía (V. Brigadier) el costo por tonelada en campo es de $19.100 y en Sesquilé fue de $54.700; en estos mismo términos Chía (V. Haya1) el costo fue de $49.500. Estos valores comparados con $25.000 tonelada de Caña de Azúcar en campo, resulta ser menor para la variedad Brigadier en Chía, pero superior en Sesquilé.
CONCLUSIONESEl proceso seleccionado para la obtención de jugo de remolacha para la conversión a bioetanol y vinazas, consideramos que es menos contaminantes, teniendo en cuenta que pueden ser utilizarse los subproductos (follaje, cáscara, pulpa y vinazas), en el desarrollo de coproductos, tales como: alimento animal utilizando el follaje, producción de celulosa hidrolasa, producción de fibra vegetal para alimentos concentrados, producción de polímeros mediante la biotecnología, producción de complejos polímeros a partir de la vinazas como aditivo a la industria del cemento y el concreto, entre otros.
CADENA PRODUCTIVA DE BIOCOMBUSTIBLES
BIODIESEL
ACEITE VEGETAL
+
BIOETANOL
BIOETANOL
REMOLACHAAGRICULTURA
DE ALTO VALOR
AGREGADO
ROTACIÓN
ROTACIÓN
BIOCOMBUSTIBLES
BIODIESEL SUBPRODUCTOS GARANTÍA SEGURIDAD
ALIMENTARIA
SUBPRODUCTOS BIOETANOL
COPRODUCTOS DE ALTO VALOR AGREGADO
ADEL
MUCHAS GRACIASQUELBIS ROMAN QUINTERO [email protected]