“ANÁLISIS DE BIOPROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES Y BIOELECTRICIDAD”

PRESENTA:  JOSÉ JESÚS DE LA CRUZ BARRIGA

 INGENIERIA AMBIENTAL

 INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COMALCALCO

ASESOR:DRA. MARÍA YOLANDA REYES VIDAL

INTRODUCCIÓN

Combustibles Fósiles desde Revolución Industrial

Problemas:• Recursos Finitos• Agotamiento de las

Reservas• Contaminación

Buscar fuentes de energías menos contaminantes

Ventajas

Seguras y libres de contaminantes y no son consideradas nocivas para la salud.

Provienen de fuentes de energía inagotables y de múltiples aplicaciones como la biomasa y a su ves hay un tratamiento de residuos en efluentes.

Reducir la dependencia energética los combustibles fósiles. Tienen el potencial de crear un mundo que dependa totalmente de ellas.

Desventajas

El primer freno ante su elección es en muchos casos es la falta de investigación debido a que estas tecnologías están en desarrollo.

Estas formas de energías son todas aquellas donde su origen no implica la quema de combustibles fósiles sustituyéndolos con recursos renovables.

Energías Alternativas

Bioprocesos

Biocombustibles

Bioelectricidad

bioetanol

CCMs

Obtenido de la fermentación de los azucares que se encuentran en la materia orgánica de las plantas y otros residuos agroindustriales

Producida por microrganismos en bioreactores conocidos como celda de combustible microbianas.

PROCEDIMIENTO

• Proceso para obtención del Bioetanol

Sustrato con Glucosa Microorganismo Mosto Destilación Etanol

• Proceso para obtención de la Bioelectricidad

Arquitectura de la CCMs Microorganismo Generación de

Corriente

OBJETIVO

Análisis de los bioprocesos usados para la producción de bioetanol y bioelectricidad.

JUSTIFICACIÓN

Resulta importante analizar la valorización de la biomasa presente en efluentes y residuos industriales, que permitan su uso en bioprocesos para la obtención de energía.

RESULTADO

1.1 Diagrama de bloques del proceso del bioetanol

Mezcla de sustrato con (NH4)2SO4 , Na3PO4 y H20

Reposar por 48 horas

Destilación simple por 5 horas (35 % Etanol)

Destilación fraccionaria (86 % Etanol)

Segunda Destilación fraccionaria (96 % Etanol)

Mallas Moleculares (99 % Etanol)

Bioetanol

1.2 Diagrama del Balance de materia del proceso del bioetanol.

FERMENTACIÓN DESTILACIÓN SIMPLE

DESTILACIÓN FRACCIONADA

C2H60@ 65%

C2H60@ 85%

C2H60@ 95%

MALLAS MOLECULARESC2H60@ 99%

C6H12O6 70 g/L

H20

C2H8O3

H20 C2H8O3 + H20

C2H60@ 35%

.

1.3 Balance preliminar de costo energético

DESTILADOR PARRILLA CHILLER

7.1 Kw* 4Hrs 1 Kw* 8Hrs

4.3 Kw* 15Hrs

Equipo Capacidad Kwh Ampere Horas de Consumo Tarifa Cosumo Total Kwh Facturación RendimientoDestilador 200 L 7.1 32 4 0.822$ 28.4 23.345$ 200 L

Parilla 10 kg 1 9 8 0.822$ 8 6.576$ 200 LChiller 9° C 4.3 13 15 0.822$ 64.5 53.019$ 200 LTotal - - 54 27 0.822$ 100.9 82.940$ -

Para tratar 200 L de mosto se necesita $82.940 MNX

Consumo total y facturación de la extracción del Bioetanol.

Parámetros Fisicoquímicos

Temperatura pH Solidos Disueltos DQO Solidos Totales

Casero

Industrial

Electro IonizadoMuestras

Caracterización Fisicoquímica de las 3 muestras

  P.H. CONDUCTIVIDAD S.D. DQO 1:10 DQO 1:100 DQO 1:50S.T. σ S.T:

CASERO 11.59 6.885 μS 3.578 ppt 1482 mg/L 444 mg/L -19760 mg/L 19760 ±814.587

TEMPERATURA 24.6 °C 24.9 °C 24.8 °C - - -- -

INDUSTRIAL 11.5 7.572 μS 3.808 ppt 971 mg/L 239 mg/L -31560 mg/L 31560 ±673.165

TEMPERATURA 24.6 °C 25.1 °C 24.1 °C - - -- -

ELECTROIONIZADO 11.8 7.477 Μs 3.680 ppt - - 424 mg/L- -

TEMPERATURA 25.1 °C 24.9 °C 24.9 °C - - -- -

Los resultados obtenidos en el campus de la Universidad Autónoma de Querétaro demuestran que: Es posible obtener biocombustibles mediante diversas operaciones

unitarias integradas en un bioproceso. El producto obtenido fue bioetanol con 99% grados Gay Lussac. Aún es necesario realizar ajustes en las operaciones involucradas porque su rendimiento es bajo ya que se obtienen solamente 4 L de bioetanol a partir de 200 L de mosto inicial.

RESUMEN DE RESULTADOS

Los resultados obtenidos en el Laboratorio de Microbiología Ambiental y Energética (CIDETEQ) demuestran: La arquitectura de una CCMs agregando el sustrato es posible para la

generación de energía, controlando las mediciones en un potenciostato y generando gráficas que permitan establecer los parámetros electroquimicos.

Mediante la caracterización de los efluentes es posible determinar el parámetro que tiene mayor influencia sobre la generación de energía.

Electro ionizar el nejayote casero no afecta la generación de energía, debido a que los resultados comparados con el nejayote sin electroionizar no son diferentes.

RESUMEN DE RESULTADOS