Estudios previo inversionistas para la producción de furfural-etanol y tableros a partir de bagazo de caña de azúcar

Resumen

En la actualidad, aprovechar instalaciones en la industria para modificar, reanimar o reconvertir sus producciones, resulta importante para la disminución de costos inversionistas y el incremento de la
disponibilidad de las plantas. En este sentido, la investigación tiene como objetivo realizar un estudio previo inversionista, en un complejo azucarero con plantas de derivados instaladas, para la producción conjunta de furfural, etanol y tableros a partir de bagazo, considerando la reconversión en la instalación industrial. Para ello, se parten de modificaciones y resultados obtenidos por Mesa [1], en la etapa de fraccionamiento del bagazo hacia la obtención de glucosa, xilosa y furfural, y el aprovechamiento de los residuos en la planta de tableros Morales-Zamora [2]. Se realizan estudios de prefactibilidad económica a las plantas por separado y con la propuesta de integración y reconversión. En el análisis integrado, se plantea un diseño factorial 24 considerando la influencia de las variables flujo de caña, flujo de etanol, fiabilidad y precios, para un escenario optimista de precios y capacidades. Los resultados económicos se favorecen para incrementos del flujo de etanol, con menor flujo de caña, considerando la fiabilidad con la reconversión y con incrementos del precio del azúcar. La reconversión hacia la obtención de azúcar, electricidad, furfural, tableros y etanol permitirá rescatar plantas y equipamientos instalados, lo cual incidiría a minimizar las inversiones, así como a un desarrollo prospectivo de adaptación de la industria azucarera hacia el concepto de biorrefinería.

Palabras clave: Bagazo, Furfural, Etanol, Reconversión, Inversión

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Referencias

[1] Mesa L, Morales M, González E, Cara C, Romero I, Castro E, Mussato S. Restructuring the processes for furfural and xylose production from sugarcane bagasse in a biorefinery concept for ethanol production. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. Chemical Engineering and Processing 2014;85:196-202.

[2] Morales-Zamora M, González-Suárez E, Mesa-Garriga L. Advances in obtaining fibreboards from lignocellullosic residual mixtures of bagasse. Afinidad. 2016;73(575):205-209.

[3] Gálvez LO. La producción diversificada de la agroindustria de la caña de azúcar. Manual de los derivados de la caña de azúcar. 3 ed. La Habana, Cuba. Editorial ICIDCA; 2000.

[4] González E. Asimilación (Adopción) y reconversión de tecnologías para la producción de Biocombustibles. España, CYTED Ediciones cooperativas; 2008.

[5] Kaylen M, Van D, DL. Choi YS, Economic feasibility of producing ethanol from lignocellulosic feedstock. Bioresorurce Technology. 2000; 72(1):19-32.

[6] Wyman CE, Dale BE, Elander RT, Holtzapple M, Ladisch MR and Lee YY. Comparative sugar
recovery data from laboratory scale application of leading pretreatment technologies to corn
stover. Biores Technol. 2005;96(18):2026-2032.

[7] Caye M. Drapcho, Nghiem Nhuan, Terry H. Walker. Biofuels Engineering Process Technology. The McGraw-Hill Companies. 2008. DOI: 10.1036/0071487492.

[8] Zhou, Xi; Xu, Yong. Integrative process for sugarcane bagasse biorefinery to co-produce xylooligosaccharides and gluconic acid. Bioresource Technology. 2019;282: 81-87.

[9] Morales M, Verelst H, Mesa L, and Gonzales E. Simulation of furfural production process
for revamping with ethanol technology from lignocellulosic residuals, Chemical Engineering Transactions. 2010; 21: 967- 972. DOI:10.3303/CET1021162.

[10] Candido RG, Gonçalves AR. Evaluation of two different applications for cellulose isolated
from sugarcane bagasse in a biorefinery concept. Industrial Crops and Products. 2019;142:111616.

[11] Sakdaronnarong C, Pipathworapoom W, Vichitsrikamol T, Sema T, Posoknistakul P, Koo-amornpattana W, Laosiripojana N. Integrative process for a sugarcane bagasse biorefinery to produce glucose, bio-oil and carbon microspheres. Process Safety and Environmental Protection. 2018;116:1-13.

[12] Hsu TA. Pretreatment of biomass. Handbook on bioethanol: production and utilization. USA, Ed. Taylor & Francis; 1996. p.179-212.

[13] Sun Y, Cheng J. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresource technology. 2002;83(1):1-11.

[14] Larsson M, Galbe M, Zacchi G. Recirculation of process water in the production of ethanol from softwood. Bioresource Technology. 1997;60(2):143-151.

[15] Lenihan P, Orozco A, O’Neill E, Ahmad MNM, Rooney DW, Walker GM. Dilute acid hydrolysis of lignocellulosic biomass. Chemical Engineering Journal. 2010; 156: 395–403.

[16] Singh A. Kumudeswar D, and Durlubh K. Sharma. Integrated Process for Production of Xylose, Furfural, and Glucose from Bagasse by Two-step Acid Hydrolysis. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1984; 23(2):257-262.

[17] Piñeros-Castro Y, Amparo Velasco G, Proaños J, Cortes W, Ballesteros I. Producción de azúcares fermentables por hidrólisis enzimática de cascarilla de arroz pretratada mediante explosión con vapor. rev.ion.2011;24(2):23-28.

[18] Pires Nogueira D, Ferreira Rosa PR, Seolatto AA, Galeano Suarez CA, Ferreira Freitas F. Saccharification of Orange Bagasse Pretreated with Calcium Hydroxide using an enzymatic blend Diluted Hydrochloric Acid. rev. ion. 2019;32(1):75-85. doi:10.18273/revion. v32n1-2019007

[19] Mesa L, González E, Cara C, Ruiz E, Romero I. Castro E. Preliminary evaluation of organosolv pre-treatment of sugar cane bagasse for glucose production: Application of 23 experimental design. Appl Energy. 2010;87: 109-114.

[20] Mesa L, González E, Cara C, Ruiz E, Castro E, Mussatto SI. An approach to optimization of enzymatic hydrolysis from sugarcane bagasse based on organosolv pretreatment. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2010;85(8):1092-1098.

[21] Aguilar R, Ramírez JA, Garrote G. Kinetic study of the acid hydrolysis of sugar cane bagasse. J. Food Engineering. 2002;55:309.

[22] Cheng KK, Cai BY, Zhang JA, Ling HZ, Zhou YJ, Ge JP, Xu JM. Sugarcane bagasses hemicellulose hydrolysate for ethanol production by acid recovery process. Biochem. Eng. J. 2008;38(1):105-109.

[23] Linde M, Jakobsson E, Galbe M, Zacchi G. Steam pretreatment of dilute H2SO4- impregnated wheat straw and SSF with low yeast and enzyme loadings for bioethanol production. Biomass and Bioenergy. 2008;32(4):326-332.

[24] Xu C, Zhang J, Zhang Y, Guo Y, Xu H, Xu J, Wang Z. Enhancement of high-solids enzymatic hydrolysis efficiency of alkali pretreated sugarcane bagasse at low cellulase dosage by fed-batch strategy based on optimized accessory enzymes and additives.
Bioresource technology. 2019;292:121993.

[25] Chandel AK, Garlapati VK, Singh AK, Antunes FAF, da Silva, SS. The pathforward for lignocellulose biorefineries: Bottlenecks, Solutions, and perspective on commercialization, BioresourceTechnology. 2018;264:370-38. doi: https://doi.org/10.1016/j.
biortech.2018.06.004

[26] Morales-Zamora M, Espino-Leal I, Mesa-Garriga L, Acosta-Martínez D, González- Suárez E, Castro-Galiano E. Evaluación de residuales de la hidrólisis ácida del bagazo como productos de alto valor añadido. Afinidad LXVIII. 2011;68(556).

[27] Morales-Zamora M, González-Suárez E. Reliability Assessment on a Diversified Industry from the Revamp of its Facilities. Tecnología Química. 2017;37(1):5-15. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/2224-6185.2017.1.1

[28] Morales-Zamora M, de Armas A, Mesa- Garriga L, Acosta Martínez D, González- Suárez E. Advances in the use of the hydrolyzed liquor of bagasse in the fermentation of sugar mixtures. Afinidad. 2018; 75(581):61-65.

[29] Murcia-P JF, Ardila-A AN, Barrera Zapata R. Producción de etanol a partir de piñas de rechazo de cultivos del Chocó. rev. ion. 2020;33(1):47-56. doi:10.18273/revion.v33n1- 2020005
Publicado
2021-08-13
Sección
Artículos