Dr. Gregorio AntolDr. Gregorio Antolíín n GiraldoGiraldoDirector Director DivisiDivisióónn QuQuíímicomico--AlimentariaAlimentaria de CARTIFde CARTIF

APROVECHAMIENTO INTEGRAL DE LA BIOMASA. CONCEPTO

DE BIORREFINERIA

Madrigal de Madrigal de laslas AltasAltas Torres, Torres,

24 de Mayo de 201224 de Mayo de 2012

¿¿QuiQuiéénn somossomos??

Centro Tecnológico Especializado en Transferencia de Tecnología de procesos y

sistemas a la Industria.

INGENIERÍA MECÁNICA

INGENIERÍA DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN

MATERIALESDISEÑO ESTRUCTURAL

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS

DIAGNÓSTICO INDUSTRIAL, CONTROL DE CALIDAD Y MANTENIMIENTO PREDICTIVO

CONTROL DE ESTRUCTURAS

ENERGÍA

ENERGÍAS RENOVABLES

INGENIERÍA DEL SOFTWARE

ROBÓTICA, VISIÓN ARTIFICIAL Y TIEMPO REAL

ROBÓTICA INDUSTRIALROBÓTICA MÓVILVISIÓN ARTIFICIALTIEMPO REAL

QUÍMICO-ALIMENTARIAPROCESOS QUÍMICOS.AGROALIMENTARIA.

MEDIO AMBIENTEGESTIÓN MEDIOAMBIENTALTECNOLOGÍA AMBIENTAL

INGENIERÍA BIOMÉDICAROBÓTICA MÉDICABIOINFORMÁTICA

GESTIÓN DE CALIDADCOMUNICACIONES

BIOCOMBUSTIBLES.

¿¿QuiQuiéénn somossomos??

Divisiones de la Fundación CARTIF

LLííneasneas de de TrabajoTrabajodel del ÁÁrearea dede

BiocombustiblesBiocombustibles

Estudios de potencialy logística

Estudios de viabilidad y asesoramiento técnico-económico

Pretratamiento y densificaciónde biomasaCombustión/Co-combustión

ÁÁrearea de Biocombustiblesde Biocombustibles

Gasificación y Pirólisis

Obtención de biocarburantes

Fundación CartifParque Tecnológico de Boecillo, 205

(Valladolid) - Españawww.cartif.es

Tfn.: 983 14 38 04Fax: 983 54 65 21

¿¿DDóóndende encontrarnosencontrarnos??

ContaminaciónAmbiental

Demanda de combustible, productos químicos, farmaceúticos, etc.

ReservasPetróleo

I+D+I BIORREFINERÍA

Producción de residuosen industrias

Mucha biomasaen zonas rurales

SituaciSituacióónn actual actual EnergEnergííaa

Población rural

Concepto Biorrefinería

BIORREFINERIA

MATERIAS PRIMAS

- Gasificación.- Pirólisis.- Combustión, Co-combustión.- Hidrólisis-Fermentación.- Transesterificación.- Fermentación enzimática.

BiomasaForestal

Cultivos Energéticos

ResiduosUrbanos

BiomasaAgrícola

ResiduosAnimales

AlimentaciónAnimal

Pelets

Biocarburantes

Hidrocarburos

E. EléctricaE. Térmica

BIOMATERIALES

Char

ENERGÍA

BIOCOMBUSTIBLES

ALIMENTACIÓN

BIORREFINERIA

Sistema Integrado para la completa conversión de la Biomasa a energía y coproductos de alto valor añadido.

VENTAJAS

• Diversificación energética. Disminuye la dependenciaenergética exterior.

• Ventajas medioambientales frente a los combustibles fósiles. Reduce las emisiones de CO2 (calentamientoglobal).

• Ventajas socioeconómicas. Creación de puestos de trabajo y fijación de la población rural.

Concepto Biorrefinería

• Empleo de Biomasa como M. P. para producir en una sola instalación: Energía y/o biocombustibles y Productos de alto valor añadido para la industria química, farmaceútica, alimentaria y/o cosmética.

• Aprovechamiento integral de la Biomasa:- Fuente de energía primaria y biocombustibles.- Obtención de compuestos de alto valor añadido (química fina, alimentación y medicina naturalista).- Mayor rentabilidad de la materia prima y producción mínima de residuos.

Concepto de Biorrefinería

Cultivos OleaginososCOLZA GIRASOL SOJA PALMA

Otras Semillas Oleaginosas(no destinadas a alimentación)

CARDO JATROPHA

CultivosCultivos BiomasaBiomasa (M. P.)(M. P.)

OBTENCIÓN DE BIODIESEL

BiomasaBiomasa la M. P. de Biorrefinerla M. P. de Biorrefinerííaa

Cultivos con alto contenido en Sacarosa

REMOLACHA CAÑA

Cultivos con alto contenido en AlmidónMAÍZ TRIGO SORGO

Cultivos con alto contenido en Inulina

PATACA

Aplicación Industrial No Alimentaria

CultivosCultivos BiomasaBiomasa (M. P.)(M. P.)

OBTENCIÓN DE BIOETANOL

Fermentación

Azúcares

BIOETANOL

M. P.: Azúcares no fermentables directamente

Inulina, Almidón.

M. P.: Azúcaresfermentables directamente

Sacarosa, Glucosa, …

Hidrólisis

Destilación

Extracción continua

BiomasaBiomasa la M. P. Biorrefinerla M. P. Biorrefinerííaa

Residuossólidos

y Co-productos

Vías de obtención de biocombustibles y bioproductos de biomasa.

Gran variedad de procesos debido a:• Heterogeneidad de la Biomasa.• Posibilidad de obtener biocombustibles sólidos, líquidos y gaseosos.• Obtención de productos de valor añadido.

Procesos aplicados en Biorrefinería

Extracción productos de alto valor agregado

• CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA RESIDUAL O CULTIVADA.

• PLANTA INTEGRADA: Extracción de productos de alto valor agregado y generación deenergía (concepto de Biorrefinería).

• Evaluación cuali y cuantitativa de productos de interés (poder antioxidante, fibra, proteínas, etc.).

• Análisis como Biocombustible.

• Ejemplos:

• Orujo de uva: Extracción de polifenoles previo a la gasificación o combustión.

• Alpechín: Extracción de antioxidantes previo a la producción de biogas.

• Ramones de poda de olivo: Extracción de antioxidantes previo a gasificación o combustión.

• Tallos de Helianthus tuberosus (pataca): Extracción de inulina previo a hidrólisis de lignocelulósicos para bioetanol, combustión o gasificación.

• DESARROLLO DE LOS PROCESOS DE EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN

• Pretratamiento de la Biomasa residual o cultivada:

- Secado para extracción con solventes orgánicos, cuando sea necesario.

- Molienda o cortado según el tipo de materia prima.

- Pretratamiento térmico de las M. P. (mejora de los procesos de extracción).

• Procesos de extracción continua o batch con solventes (agua, etanol, acetato de etilo, etc.).

• Purificación de extractos por floculación y centrifugación, tratamiento con resinas, filtracióntangencial, separación cromatográfica.

• Concentración y secado de productos de interés: Concentración a vacío, secado en spray, etc.

• Recuperación de solventes: Recuperación de etanol o acetato para reintroducción a proceso, recuperación de agua para minimizar el consumo, etc.

• Estudio de integración energética en el concepto integral de producción: Productos de alto valor agregado y biocombustible.

Extracción productos de alto valor agregado

Extracción productos de alto valor agregado

Consumo energético

Consumo energético

Consumo energético

BIOMASA

Tratamientos previos

EXTRACCIÓN

Mat. PRIMA

DESTILACIÓN

DISOLVENTES

CONCENTRACIÓN

Tratamiento térmico previo

MicroondasUltrasonidosAlta presión

EscaldadoHidrólisis ácidaDeshidratado

SECADO EN SPRAY o CRISTALIZACIÓN

PURIFICACIÓN

LAVADO, PRENSADO Y SECADO

PRODUCTO FINAL 1RESIDUOS SÓLIDOS

DE LA EXTRACCIÓN

ORUJO DE UVA

ALPECHÍN

RES. LIGNOCEL.

Tratamientos adicionales

PRODUCTO FINAL 2

BIOMASA PARA APROVECHAMIENTO

ENERGÉTICO

Consumo energético

Consumo energético

Consumo energético

Esquema Proceso (Biorrefinería)

Planta Integral de Revalorización de Biomasa

PIROLIZADOR

GASIFICADOR

Pelets Carbón Vegetal

Activación

Pelets Carbón Activo

Energía Eléctrica

Energía Térmica

Energía Térmica

Energía Eléctrica

BIOMASA

Acondicionamiento

BIOMASA

Energía Térmica

Gases

Limpieza del gas combustible

Motor

Microturbinas

Turbinas de gas

Energía Térmica

Energía Eléctrica

ACS y Calefacción

Energía Térmica

Energía Eléctrica

ACS y Calefacción

Turbinas de vapor

ACS y Calefacción

Calderas

Motor Stirling

ORC

Carbón Vegetal

Peletización Peletización

Carbón Activo

Síntesis Productos químicos / Biocombustibles

Líquidos/Biooil

Esquema Proceso (Biorrefinería)

Planta Integral de procesamiento de semillas oleaginosas y producción de biodiesel

Esquema Proceso (Biorrefinería)

Almazara Integral Ecológica

Esquema Proceso (Biorrefinería)

GRACIAS POR SU ATENCIÓN