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PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE LOS
SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ.
PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE LOS
SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ.
Nelson RodrNelson Rodrííguez Valenciaguez ValenciaInvestigador CientInvestigador Cientíífico I.fico I.
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BALANCE DE MATERIA EN EL PROCESO DE BENEFICIO E INDUSTRIALIZACION DEL CAFÉ
1 Kg de café cereza
436 g de pulpa
149 g de mucílago
171 g de agua
(Secado)
42 g de cascarilla
104 g de borra58 g bebida
600 g de tallos
Fuente: Rodríguez, 2007Fuente: Rodríguez, 2007
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Producción: 2,3 Toneladas/ha-añoProducción: 2,3 Toneladas/ha-año
PULPA DE CAFÉPULPA DE CAFÉ
Fuente: Rodríguez, 2007Fuente: Rodríguez, 2007
Área en café: 874000 ha
Fuente: Elías, 1978Fuente: Elías, 1978
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Producción: 768 kg ó 432 litros/ha-añoProducción: 768 kg ó 432 litros/ha-año
MUCÍLAGO DE CAFÉMUCÍLAGO DE CAFÉ
Fuente: Rodríguez, 2007Fuente: Rodríguez, 2007
Fuente: Braham y Col., 1978Fuente: Braham y Col., 1978
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2,25 Ton/ha-año
(Ceq = 868736 hab-año/millón sacos)
Pulpa
Hongos comestibles y medicinales
Rend.: >50% Rend.: 50 al 75% Rend.: 7 al 13%
Ensilaje
Pectinas Alcohol
Rend.: 174 g(BM)/10kg pulpa
> 5 años
Fuente: Rodríguez, 2007
0,77 Ton/ha-año
(Ceq = 310000 hab-año/millón sacos)
Mucílago
Principales subproductos del café
Alimentación animal
2 L/animal-d.
Lombricultura
Rend.: 35%
Rend.: 82 g(AM)/10kg mucílago
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ANTECEDENTES
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GENERALIDADES
FUENTES DE ALCOHOL CARBURANTE
ANTECEDENTES
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OBJETIVO
“PRODUCCIÓN DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DE SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ”“PRODUCCIÓN DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DE SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ”
OBJETIVO ESPECÍFICO.
Evaluar la factibilidad técnica y económica del proceso de producción de alcohol carburante a partir de la pulpa y el mucílago de café.
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Café cereza Despulpado Desmucilaginado
Pulpa Prensado
Pulpa prensada Jugos Mucílago
FermentaciónDestilaciónRectificación
Deshidratación
Sin hidrólisis
Hidrólisis Ácida
Hidrólisis Alcalina
Hidrólisis Enzimática
Levadura L1
Levadura L2
Levadura L3
Sin levadura
16 tratamientos
6 réplicas/tto
150 kg Becolsub 300 550 ml/min
T=30°C
pH 5,0
SimpleVigreux, Rashing
Tamices moleculares 4°A
Alcohol deshidratado
Vinazas
METODOLOGÍADIAGRAMA DE FLUJO
25KN
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Café cereza. Becolsub 300. Mucílago.
Caracterización del Mucílago.
METODOLOGÍAOBTENCIÓN DE LOS SUBPRODUCTOS
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Prensado.
Jugos de pulpa.
Pulpa prensada.Pulpa fresca.
METODOLOGÍAOBTENCIÓN DE LOS SUBPRODUCTOS
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HIDRÓLISIS DEL MUCÍLAGO
Hidrólisis ácidaHidrólisis alcalina
Hidrólisis enzimática
NaOH (0,25% p/v).
Na2SO3 (0,75% p/v)
Temp. = 95°C (1 hora)
H2SO4 (0,2 mol/l).
Na2SO3 (1,5% p/v)
Temp. = 121°C (20’)
Enzima pectinolítica 1 ml/L.
Temp. = 75°C (1 hora)
METODOLOGÍA
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INOCULACIÓN
Aclimatación levaduras: 15 min, 30°C.
Inoculación 2,5% p/v (Levadura prensada) y 1% (Levadura seca).
Homogenización inóculo-sustrato.
METODOLOGÍA
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FERMENTACIÓN
pH fermentación = 4,5 - 5,5.
Temp. Fermentación = 29 - 31ºC.
Tiempo fermentación = 15 horas.
METODOLOGÍA
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DESTILACIÓN SIMPLE
METODOLOGÍA
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RECTIFICACIÓN
Columna Vigreux, D = 40 mm, L = 50 cm. Columna Rashing
Recuperación de alcohol 89,06% Recuperación de alcohol 96,85%
METODOLOGÍA
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DESHIDRATACIÓN
Tamices moleculares 4A. Molécula agua 2,8A, Molécula etanol 4,4A.
METODOLOGÍA
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CARACTERÍSTICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
RESULTADOS
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RENDIMIENTOS ALCOHOL DE MUCÍLAGO
RESULTADOS
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RESULTADOS
CARACTERIZACIÓ N ALCOHOL DE MUCÍLAGO
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RESULTADOSRENDIMIENTOS ALCOHOL DE PULPA
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RESULTADOS
CARACTERIZACIÓN ALCOHOL DE PULPA
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RESULTADOSRENDIMIENTOS ALCOHOL SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ
98,19
97,34
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RESULTADOSRENDIMIENTOS ALCOHOL SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ
1,97 litros etanol/100 kg de café cereza
102 litros etanol/ha-año
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MANEJO AMBIENTAL SUBPRODUCTOS DEL PROCESO
Pulpa residual Vinazas
Digestión anaerobia
313 litros biogás/kg DQOap25 litros biogás/kg
Cultivo Pleurotusspp. EB>50%. PTAR Vinazas. ILC (Fuente: Zambrano, 2004).
(Fuente: Zambrano, 1994).(Fuente: Arcila, 1979).
RESULTADOS
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tmf = 8 horas°Brix = 17
°Brix = 70
8°GL Alcohol12,5 litrospHf = 4,8
V = 11,5 l
V = 11 litros°Brix = 9,7
25 litros
Tf = 29-31°C
pHf = 5,0
tmf = 15 horas
3-5°GL Alcohol
°Brix =12,9
21 litros
V = 13 litros
Café cereza
Mucílago
Jugo pulpa
PRODUCCIÓN ETANOL A PARTIR DE CAÑA DE AZÚCAR
PRODUCCIÓN ETANOL A PARTIR DE SUBPRODUCTOS DE CAFÉ
1 litro Etanol
1 litro Etanol DQO = 119700 ppm
DQO = 163000 ppm
Pulpa
°Brix =2,2
40 kg
V = 20 litrosDQO = 129615 ppm
Miel virgen(2,5 kg)
DQO = 23000 ppm
Tf = 30-32°C
RESULTADOS
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PODER CALORÍFICO DE LOS SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ
RESULTADOS
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BALANCE ENERGÉTICO EN LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL
RESULTADOS
A PARTIR DE LOS SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ
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30 km
Villamaría (2303,3 ha)
Neira (4087,7 ha)
Manizales (9847,6 ha)
30 km
Chinchiná (5786,3 ha)
Palestina (4966,9 ha)
Risaralda y San José (6650,8 ha)
Belálcazar (3965,7 ha)
Anserma (6893,7 ha)
Viterbo (969,6 ha)
Santa Rosa (7397,2 ha)Dosquebradas (2879,8 ha)
Pereira (12035,3 ha)
52058 ton mucílago
153056 ton pulpa
18900 litros etanol/día
Promedio Nacional 85 @ cps/ha (Federacafé, 2007)
Promedio Caldas 96,7@cps/ha (Duque y Bustamante, 2002)
DESTILERÍA CON SUBPRODUCTOS DEL CAFÉ
Plátano (100 litros ETOH/ton)??
Caña panelera (50 litros ETOH/ton)??
Distancia calculada utilizando la aplicación de Google Earth (vista aérea).
CONSIDERACIONES FINALES
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Se pueden obtener 58,37 litros de etanol/tonelada de mucílago puro y 25,28 litros de etanol/tonelada de pulpa de café fresca.
De la pulpa y el mucílago generados/ha se pueden obtener 102 litros de etanol (2180 MJ) equivalente a 18 galones de gasolina.
La energía proveniente de la combustión de los tallos de café generados en el proceso de zoqueo/ha es suficiente para suplir las necesidades energéticas del proceso de producción de etanol a partir de la pulpa y el mucílago producidos/ha.
De los subproductos generados por cada millón de sacos de café verde exportado, se podrían obtener alrededor de 2 millones de galones de etanol.
CONSIDERACIONES FINALESCONSIDERACIONES
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La miel de café, investigada por Valencia y Calle, en Cenicafé, 1968, sería una estrategia apropiada para la preservación de los azúcares de la pulpa y el mucílago del café para ser utilizados en la obtención de alcohol.
Concentración de los jugos de la pulpa y el mucílago.
CONSIDERACIONES FINALESMIEL DE CAFÉ
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Fuente:Calle, 1977.
6% melaza (35% azúcares totales)/100 Kg CC
Rendimiento: 1,2 litros de alcohol 85°GL
CONSIDERACIONES FINALESMIEL DE CAFÉ
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CONSIDERACIONES FINALES
ETANOL A PARTIR DE MUCÍLAGO RETIRADO ENZIMÁTICAMENTE
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TALLOS CAFÉTALLOS CAFÉProducción: 3,2 toneladas/ha-añoProducción: 3,2 toneladas/ha-año
CONSIDERACIONES FINALES