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BIO COMBUSTIBLES

CRISTHIAN CAMILO CARDENAS

BIO COMBUSTIBLES DEFINCIÓN

COMBUSTIBLE QUE SE OBTIENE DE BIOMASA

DESECHOS PLANTAS

DESECHOS METABOLICOS PLANTAS

BIO COMBUSTIBLES

TRATADO DE LIBRE

COMERCIO

CAMBIO CLIMATICO

ESCASEZ ESPERADA DE

LOS COMBUSTIBLES

FOSILES

CRECIMIENTO ACELERADO PARA PROMOVER LA PRODUCCIÓN DE BIO

COMBUSTIBLES

DESARROLLO DEL SECTOR DE LAS ENERGIAS RENOVABLES

COLOMBIA ES EL SEGUNDO MAYOR PRODUCTOR DE BIO COMBUSTIBLES EN AMERICA LATINA DESPUES DE BRASIL

NUEVA FUENTE DE INGRESO PARA LA AGRICULTURA

BIO COMBUSTIBLES EVOLUCION DE LA POLITICA DE BIO COMBUSTIBLES EN COLOMBIA

1942•SE PRESENTA PRIMER PROYECTO EN LA CAMARA DE REPRESENTANTES – MEZCLA GASOLINA CON ALCOHOL DE CAÑA

•NO FUE APROBADO

1979•SE PRESENTA OTRO PROYECTO DE LEY EN EL SENADO DE LA REPUBLICA

•NO FUE APROBADO

1999•SE PROMUEVE PROYECTO DE LEY SOBRE BIO COMBUTIBLES

1999•SE PROMUEVE PROYECTO DE LEY SOBRE BIO COMBUTIBLES

2001

•SE CREA LA LEY 693 DE 2001 – LEY DEL ETANOL

•DIO VÍA LIBRE A LA PRODUCCION DE ETANOL PARA REDUCIR LA DEPENDENCIA DEL PETROLEO, MEJORAR EL MEDIO AMBIENTE Y GENERAR EMPLEO.

•SE DETERMINA QUE LA MEZLCA DE GASOLINA CON ETANOL ES OBLIGATORIA Y SE DA UN PLAZO DE 5 AÑOS.

2004•SE CREA LA LEY 939 - LEY DEL BIO DIESEL

2005•PRIMERA MEZCLA DE ETANOL CON GASOLINA

2008•PRIMERA MEZLCA DE ACPM CON BIODIESEL

BIO ETANOL

�Bio combustible a base de alcohol el cual se obtiene directamente delazucar

�El alcohol etílico o Etanol, cuya fórmula química es CH3-CH2OH, es elcomponente activo esencial de las bebidas alcohólicas.

�Puede obtenerse a través de dos procesos de elaboración: la fermentacióno descomposición de los azúcares contenidos en distintas frutas, y ladestilación.

� Se define como compuesto orgánico líquido, de naturaleza diferente a loshidrocarburos derivados de petróleo, gas natural o carbón (fósiles), quetiene en su molécula un grupo hidroxilo (OH) enlazado a un átomo decarbono. Para los efectos de la norma colombiana NTC 5308 se entiendecomo alcohol carburante al etanol anhidro obtenido a partir de la biomasa,que tiene un contenido de agua inferior a 0.7% en volumen.

BIO ETANOL

Objetivos de la producción Carburante

�Preparar mezclas con gasolina en lugar de otros aditivos como el ETBE(Etil Butil Éter).

�Usarlo como carburante en mezclas con gasolina hasta un 85%.�Usarlo como carburante en mezclas con gasolina hasta un 85%.

�Complementar los combustibles fósiles en forma de mezclas con el fin dereducir la dependencia respecto del petróleo.

�Reducir los niveles en contaminación.

�Reducir las emisiones de CO, material particulado, humus, hidrocarburossin quemar, óxidos de azufre etc.

BIO ETANOL

Caña de azúcar

Remolacha

Azucares

Maíz

Trigo

Cereales

Madera

Residuos de podas

Biomasa

Remolacha

Melaza

Yuca

Trigo

Cebada

de podas

Bagazo de Caña

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL CON MAÍZ

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL CON YUCA

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL CON CAÑA DE AZUCAR

Biomasa azucarada

Recepción del material

Etanol

Destilación

Extracción (SL)

Fermentación

Trituración

Vinazas

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL – PROCESOS LIGNOCELULOSICOS

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL – A PARTIR DE CAÑA DE AZUCAR -

VISION ESQUEMATICA DEL PROCESO

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL – A PARTIR

DE CAÑA DE AZUCAR

Sección de molienda.

Sección de clarificación y preparación del jugo.jugo.

Sección de fermentación y desorción del CO2.

Sección de destilación y deshidratación de alcohol.

Sección de tratamiento de las vinazas.

BIO ETANOLPROCESO DE PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE CAÑA DE AZUCAR

Selección de la molienda

Caña preparada

Tanques de almacenamiento Molinos

Fabricas de papel o producción de

tableros aglomerados

Bagazo

Combustible para las calderas

preparada almacenamiento de jugos

Molinos


Selección de clarificación y preparación del jugo

FiltroJugo de caña que alimenta la planta

Precalentamiento

Ayudante de floculación

Acidificador Enfriamiento 33°C.Calentamiento hasta 110°C


FERMENTACIÓN

CONCEPTO: Proceso anaeróbico realizado por las levaduras y bacterias.Microorganismos asimilan azucares y los transforman en Etanol y CO2 como Microorganismos asimilan azucares y los transforman en Etanol y CO2 como productos principales.

Glucosa alcohol etílico + dióxido de carbono

C6H12O6 2 CH3-CH2OH + 2CO2


SECCIÓN DE FERMENTACIÓN Y DESORCIÓN DEL CO2

Mezclado de vino con la levadura

Alcohol al 8% 12-16 horas

Intercambiadores de placas (evitan la sedimentación de

la levadura)

Columna absorbedora

Masa fermentada

DestileríaTanque de

almacenamiento


DESTILACIÓN

Calentar un liquido hasta que sus componentes mas volátiles pasen a la fase de vapor.

Separar mezcla de varios componentes aprovechando sus volatilidades.


DESTILACIÓN - AZEOTROPO


DESTILACIÓN – ALTERNATIVAS DE DESHIDRATACIÓN

� Adsorción usando tamiz molecular.


DESTILACIÓN – ALTERNATIVAS DE DESHIDRATACIÓN

� Destilación extractiva(bajos consumos energéticos,

Agente de separación (característica principal, no forma azeotropocon los otros compuestos) :

• Etilenglicol (Muy costoso).

• Glicerol (se desintegra a los 208 °C).

• Glicerina (es el mas económico; sin embargo; contamina).• Glicerina (es el mas económico; sin embargo; contamina).

Etanol deshidratado

Agua + glicerina

Solvente puro

Etanol al 96%


TRATAMIENTO DE VINAZAS

• Principal problema ambiental

• Líquidos oscuros con gran cantidad de sólidos suspendidos

• Altos valores de DBO(3000 a 6000 mg/L) y DQO (g/L)

• 12- 20 L de vinaza por cada litro de etanol• 12- 20 L de vinaza por cada litro de etanol

• Gran contenido de sales y PH bajo (3.5 a 4)


BO ETANOL COMO COMBUSTIBLE

Para que el vehículo de explosión pueda funcionar con solo etanol es necesariomodificar el deposito, las conducciones de combustible , los inyectores, el sistemainformático de gestión del motor y el sistema anti-sifón. La utilización del etanolmodifica la mezcla de aire y combustible tratando de mantener la potencia y elmodifica la mezcla de aire y combustible tratando de mantener la potencia y elconsumo del auto en un valor optimo.

Como combustible único puede es usado en Brasil y Argentina, a T < 15 °C generaproblemas de encendido por esto lo mas común es mezclarlo con gasolina la masusada es la mezcla E 85.

Desventajas: Consumo energético menor ( has 30 % menos de energía por litro conE 85)


MEZCLA DIRECTA DE ETANOL Y GASOLINA

Los motores de encendido pueden funcionar hasta con E 25. El rendimiento variacon respecto al combustible convencional:

• Reducción de la potencia.

• Aumento del consumo

• Aumento de la corrosión en partes metálicas.

Si se aumenta la relación de compresión, se consigue mayor potencia para el motor,mejora le rendimiento térmico y se reduce le consumo.


BIO ETANOL COMO ADITIVO DE LAS GASOLINAS

El alcohol es llevado a un reactor catalítico para mezclarlo con le iso-buteno paraformar el ETBE ( etil, tercbutil, éter) y así usarlo como aditivo en lugar desustituto.

El ETBE es un aditivo empleado como oxigenante en las gasolinas sin plomo paraEl ETBE es un aditivo empleado como oxigenante en las gasolinas sin plomo pararecuperar el octanaje y reducir las emisiones contaminantes.

Ventajas sobre el bio etanol:

• Menor afinidad con el agua

• No requiere modificación en los motores actuales.

BIO ETANOLPRODUCCION MUNDIAL DE CAÑA DE AZUCAR

FUENTE: WWW.FINAGRO.COM

BIO ETANOLESTADISTICAS

FUENTE: INFORME ANUAL DE ASOCAÑA Y REVISTA PROCAÑA


FUENTE: CIFRAS INFORMATIVAS DEL SECTOR BIO COMBUSTIBLES – ETANOL ANHIDRO DE CAÑA – BIO ETANIL

BIO ETANOLPLANTAS PRODUCTORAS DE ETANOL EN EL PAIS

FUENTE: CIFRAS INFORMATIVAS DEL SECTOR BIO COMBUSTIBLES – ETANOL ANHIDRO DE CAÑA – BIO ETANOL

BIO DIESELCONCEPTO

METIL ESTERES DE ACIDOS GRASOS DERIVADOS DE ACEITES Y GRASAS, EL PROCESO QUIMICO SE CONOCE COMO TRANSESTERIFICACION

BIO DIESELPROCESO DE PRODUCCION – EXTRACCION DE ACEITE PALMA

CARGA: LOS RFF SON DESCARGADOS DE LOS CAMIONES A LOS VAGONES DE TREN

LA ESTERILIZACION ES LLEVADA A CABO CON VAPOR A BAJA PRESION POR CERCA DE 90 MINUTOS

TRILLADO: LOS FRUTOS SE SEPARAN DE LOS RACIMOS ME DIANTE PROCESO MECANICO. LAS TUSAS SE SEPARAN Y SON LLEVADAS A COMPOSTAJE

PRENSADO: SE LIBERA EL ACEITE DEL FRUTO MEDIANTE EL CUAL SE LIBERAN LAS CELILAS CONTENEDORAS DE ACEITE


CLARIFICACION Y SECADO: EL ACEITE SE CLARIFICA MEDIANTE SEPARACION GRAVIMETRICA , SE SECA PARA REDUCIR LA HUMEDAD MEDIANTE EL CALENTAMIENTO EN TANQUE, SECADO ATMOSFERICO O EN

VACIO.

TRATAMIENTO DE EFLUENTES: EL ACGUA CONTAMINADA CON ACEITE PASA A TRAVES DE CENTRIFUGAS CON EL OBJETIVO DE RECUPERAR ACEITE. EL AGUA DE PRODUCCION SE TRATA EN SISTEMA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS ACEITOSAS.

DESFIBRADO Y EXTRACCION DEL PALMISTE: SE SEPARA LA MEZCLA COMPUESTA DE FIBRAS Y NUECES. SEQUIEBRAN LAS CASCARAS DE LAS NUECES Y SE REMUEVE EL PALMISTE. EL ACEITE DE PALMISTE SE

VENDE Y LA TORTA SE USA COMO FORRAJE. LA FIBRA Y LA CASCARA SE USA COMO COMBUSTIBLE PARA LA CALDERA.

BIO DIESELPROCESO DE PRODUCCION – CARACTERISTICAS DELACEITE PALMA


REF. WWW.MANUELITA.COM

BIO DIESELPROCESO DE PRODUCCION – MATERIAS PRIMAS PARA PRODUCIR UNA

TONELADA DE BIODIESEL

Producto Unidad Escenario

Aceite refinado Ton 1

Metanol Kg 108,65

Metoxido de sodio Kg 18,15

Acido acetico Kg 0,63

REF. Ministerio de minas y energía. Análisis de ciclo de vida

Acido acetico Kg 0,63

Acido citrico Kg 0,68

Acido sulfurico Kg 0,18

Acido clorhidrico Kg 7,69

Hidroxido de sodio Kg 0,48

N2 Gas M3 2,23

Acidos grasos Kg 11,92

Electricidad kWh 28,18

Vapor Kg 361,42

BIO DIESELPROCESO DE PRODUCCION – SALIDAS DE PRODUCTOS PARA PRODUCIR UNA

TONELADA DE BIODIESEL

SALIDA UNIDAD VALOR

BIODIESEL KG 1000

GLICERINA CRUDA KG 137,4

REF. Ministerio de minas y energía. Análisis de ciclo de vida

JABON KG 50,8

AGUA RESIDUAL KG 76,2

SEDIMENTOS KG 1,3

PERDIDA DE METANOL KG 0,4

BIO DIESELESPECIFICACIONES DE CALIDAD DEL BIODIESEL DE PALMA

FUENTE: PRESENTACIÓN BUENAS PRACTICAS DEL BIODIESEL Y SUS MEZCLAS - FEDEPALMA

BIO DIESELPURIFICACIÒN DE LA GLICERINA

La purificación de la glicerina es complicada por los costos de destilación. Alto punto de destilación > requerimiento energético

Fuente: WWW.MANUELITA.COM

BIO DIESELTRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MAYOR CANTIDAD DE AGUAS RESIDUALES

PROCESO DE EXTRACCION

TRATAMIENTO EN LAGUNAS ABIERTAS

BIO DIESELALMACENAMIENTO DEL PRODUCTO

TEMPERATURA DE

SE PASA POR INTERCAMBIADORES

DE CALOR PARA SE TRASLADA A TEMPERATURA DE

SALIDA DEL BIODIESEL

60 ºCDE CALOR PARA ASEGURAR EL PROCESO DE

ENFRIAMIENTO

SE TRASLADA A TANQUES DE

ALMACENAMIENTO


�EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO SE CONTINUA EL PROCESO DE DECANTACIÒN HASTA CUMPLIR LOS PARAMETROS.

�SE DRENAN FONDOS

�SE TRASCIEGA EL PRODUCTO HACIA TANQUES DE DESPACHO

SE RETIRARN LOS FONDOS O BORRAS SE RETIRARN LOS FONDOS O BORRAS

�UTILIZACION DE SISTEMAS DE SUCCION FLOTANTE

�UTILIZACIÒN DE SISTEMAS DE ATMOSFERA INERTE EN ZONAS DE ALTA HUMEDAD PARAEVITAR LA ENTRADA DE AGUA AL PRODUCTO


�CUANDO EL PRODUCTO ESTA EN EL TANQUE DE DESPACHO, SE TOMA MUESTRA PARA ANALIZAR LOS PARAMETROS DE CALIDAD.

�SI EL PRODUCTO CUMPLE CON LOS PARAMETROS DE CALIDAD SE CALIENTA EL PRODUCTO Y SE ENVIA A LAS PLANTAS MAYORISTAS.

Biodiesel a 22ºCBiodiesel frio

BIO DIESELPROPIEDADES DEL PRODUCTO – PUNTO DE NUBE

�Definen el comportamiento del producto según la temperatura

�El biodiesel de palma tiende a solidificarse a temperaturas menores a 14ºC, por lo tanto el producto debe ser almacenado una temperatura 6º por encima del punto de nube.

�En el caso del biodiesel de palma debe ser almacenado a una temperatura por encima de 20 ºC.de 20 ºC.

BIO DIESELCONDICIONES DE ALMACENAMIENTO

PARA MANTENER EL PRODUCTO EN ESTADO LIQUIDO SE DEBEN SEGUIR LAS SIGUIENTES RECOMENDACIONES:

�AISLAR TANQUES Y TUBERIAS

�USAR PRE-MEZCLAS CONCENTRADAS EN BIO DIESEL

�USAR ADITIVOS

�INSTALAR FILTROS DE SILICA GEL EN LOS VENTEOS DE LOS TANQUES

�DRENAR PERIODCICAMENTE LOS TANQUES

�MONITOREAR LA PRESENCIA DE AGUA

�REALIZAR MOMITOREOS A LAS TEMPERATURAS DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO

BIO DIESELFENOMENO DE SOLIDIFICACIÓN DEL BIO DIESEL Y LAS MEZCLAS (HAZE)

Se presenta en el bio diesel independientemente del origen de la materia prima

HAZE: Solido que se forma a temperaturas cercanas al punto de nube del biodiesel

Depende de : Contenido de monigliceridos, agua, Jabones, Estéril glucósidos.

Fuente: www.fedebiocombustibles.com

BIO DIESELCONTROL DE LA CONTAMINACIÓN MICROBIANA

�COMBUSTIBLE HIDRATADO FAVORECE FORMACIÓN DE ALGAS, HONGOS, Y BACTERIAS QUE TAPAN FILTROS.

�OLOR AZUFRADO, APESTOSO, CAPA NEGRA DE COBUSTIBLE ES EVIDENCIA DE CONTAMINACIÓN.

�SE RECOMIENDA REALIZAR PRUEBAS DE LABORATORIO PARA GARANTIZAR LA CALIDAD DEL DIESEL DEL DIESEL

TIEMPOS DE ALMACENAMIENTO

�TIEMPO MAXIMO DE ALMACENAMIENTO ES DE 6 MESES, SEGUIDO DE ESTE TIEMPO SE HACE UN MONITOREO CONSTANTE PARA GARANTIZAR LAS PROPIEDADES DEL COMBUSTIBLE.

BIO DIESELINFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTE

EL TANQUE DE LAS TRACTOMULAS QUE TRANSPORTAN BIODIESEL DEBE SER EN ACERO INOXIDABLE

SE CUENTA CON SISTEMAS BOTTOM LOADING PARA GARANTIZAR LA ESTABILIDAD DEL PRODUCTO.

BIO DIESELDESCARGADERO DE BIODIESEL

BIO DIESELDESPACHO DE PRODUCTO

�ANTES DEL CARGUE SE DEBE INSPECCIONAR EL ESTADO DEL TANQUE

�FINALIZADO EL CARGUE SE TOMA MUESTRA Y SE ANALIZA

�SE ENTREGA DOCUMENTACION AL TRANSPORTADOR Y CONTRAMUESTRA

�SE MANTIENE CONTRAMUESTRA ALMACENADA EN LA PLANTA QUE REALIZO EL DESPACHO COMO CONSTANCIA DE LA CALIDAD DEL PRODUCTO.

BIO DIESELPRUEBAS DE LABORATORIO EN ALMACENAMIENTO DE BIODIESEL

EN 14103: DETERMINACIÓN DE FAME MEDIANTE CROMATOGRAFIA DE GASES

• EN 14078 DETERMINACIÓN DE FAME EN DESTILADOS MEDIOS

EN 12937 DETERMINACION DE AGUA POR TITULACION DE KARL FISHER TITULACION DE KARL FISHER

TITULADOR DE KARL FISHER

CROMATOGRAFO DE GASES

ESPECTOFOTOMETRO

FAME: ESTERES METILICOS DE ACIDOS GRASOS

BIO DIESELPROCESO DE MEZCLADO EN LINEA

BIO DIESELPLANTAS PRODUCTORAS DE BIODIESEL EN FUNCIONAMIENTO

BIO DIESELDISTRIBUCION DE PORCENTAJE DE MEZCLA DE BIO DIESEL EN COLOMBIA

BIO DIESELMITOS Y REALIDADES DEL BIODIESEL

AFECTAN LA SEGURIDAD ALIMENTARIA?

�SUFICIENTE OFERTA DE MATERIA PRIMA PARA CUBRIR EL SECTOR DE BIO COMBUSTIBLES Y EL SECTOR DE ALIMENTOS.

�SE USO PARTE DE LOS EXCEDENTES EXPORTABLES PARA LA PRODUCION DE BIO COMBUSTIBLES.

�EXPORTACIONES DE AZUCAR SE REDUJERON DE 1,2000000 A 900000 TONELADAS

�LAS NECESIDADES INTERNAS HAN ESTADO SUFICIENTEMENTE CUBIERTAS.

BIO DIESELMITOS Y REALIDADES DEL BIODIESEL

NO OFRECEN BENEFICIOS AMBIENTALES REALES?

�PRUEBAS REALIZADAS EN 12 BUSES DE TRANSMILENIO CON B10 HASTA B50 REGISTRARON REDUCCION SIGNIFICATIVA DE MATERIAL PARTICUALDO, DEJANDO COMO CONCLUSION USAR MEZCLAS B30 PARA OBTENER RESULTADOS COMO CONCLUSION USAR MEZCLAS B30 PARA OBTENER RESULTADOS FAVORABLES.

� ETANOL – SE REALIZARON PRUEBAS CON E10 Y E20 DISMINUCION DE EMISIONES CONTAMINANTES, SE HA COMPROBADO QUE CON EL ETANOL SE REDUCEN EMISIONES HASTA DE 50%.

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