Tecnologías y Procesos Innovativos para que g y p qEmpresarios Rurales Puedan Producir Biocombustibles y Tener Acceso a Mercados Ilimitados
Desarrollo de Microplantas deDesarrollo de Microplantas deDesarrollo de Microplantas de Desarrollo de Microplantas de Bioetanol en ColombiaBioetanol en Colombia
John B. Loke, I.A., M.Sc.
C t 7 ti b 2007
[email protected], cel. 312-749 0918
Cartagena, 7 septiembre 2007
Sistema de Producción Artesanal Ajustes al Vehículo:
de Bioetanol 1. Tanque de HDPE2. Tubería de cobre en lugar de mangueras
de caucho3. Membrana de neopreno en bomba de
combustiblecombustible4. Filtro de combustible mas grande5. Hacer mas pesado flotador del carburador6. Diámetro de los chicleros mas grande7. Inyección eléctrica de gasolina en el
b dcarburador8. Adelantar tiempo de combustión9. Otras bujías10. Aumentar la relación de compresión
Planteamiento del Problema Según el Productor de
Providencia S.A.
Según el Productor de Bioetanol:
• Materia prima es costosa• Inversión inicial de los sistemas de• Inversión inicial de los sistemas de
producción muy alta• Residuos causan contaminaciónResiduos causan contaminación• Residuos no generan ingresos
Reto: Integrar Micro y Macro PlantasReto: Integrar Micro y Macro Plantas
Agroexpo 2007:
Mas de 200 solicitudes de apoyoMas de 200 solicitudes de apoyo de empresarios, incl. agricultores de Panamá, Honduras, Costa Rica, Ecuador, Perú, México y Colombia
Micro-plantas para la Producción de c o p a tas pa a a oducc ó deBioetanol en Comunidades Rurales
Comunidades
C i d P d t
Comunidades Rurales
Consorcio de Productores de Biocombustibles
Fincas: 100 ha de Cultivos Energéticos
Micro-plantas: 1.000 – 2.000 lt/día
(50%-99,5%)
Planta Central de Producción Etanol
(50% 99,5%)
Producción Etanol (99,5%)
Planteamiento del Problema: CaficultorPlanteamiento del Problema: Caficultor• Residuos (pulpa y miel) de café no generan ingresos• El transporte de residuos de café genera un costo• Residuos causan contaminación
Residuos de Café para Bioetanol
1.800 lt etanol/día (50% pureza)Desmucilaginador / ( p )Armenia, Quindío
Desmucilaginador
Tecnología de segunda generación
Residuos de Café para Bioetanol (cont.)
Tecnificado PromedioIndicadoras Colombia*
3.0006.400
1.1002.000
Café pergamino seco** (kg/ha por año)Pulpa fresca mojada (kg/ha por año) 6.400
380140
2.00012043
Pulpa fresca mojada (kg/ha por año)Etanol (lt/ha por año)Ingresos caficultor (US$/ha por año)
• 60 Lt EtOH/Ton pulpa fresca mojada (Loke y colaboradores 2006))
• Potencial de 250.000 lt/ha por día en Colombia
*Promedio nacional 2000-2004 (FEDECAFE, MADR)**Listo para la trilla, 10-12% de humedad
Banano Industrial para BioetanolBanano Industrial para Bioetanol en Barreras con el Café
• 2 m x 20 m• 50 kg/planta• 1.313 lt EtOH/año• Costos de producción
US$1/racimof• Neto para caficultor
US$226/ha de café por año*
*50% para productor
Banano Industrial para Bioetanol
50 k / l t• 50 kg/planta• 67 Ton/ha por año• 7.000 Lt EtOH/ha por año• Costos de producción
US$1/racimo• Neto para productor
Materiales FHIA
US$1.200/ha por año*
Residuos!
Luz Adriana MezaLuz Adriana Meza, Bióloga: Tesis
Laureada
*50% para productor
Batata para Bioetanol en la Soca del Café y la Sombra del Plátano
• 30 Ton/ha por 4-6 meses• 150 Lt EtOH/Ton• 4.500 Lt EtOH/ha por 4-6 meses• Costos US$1.250/ha por cultivo• Neto productor US$760/ha por año*
*50% pa a p od ctoNeto productor US$760/ha por año *50% para productor
Yuca para BioetanolYuca para Bioetanol• 25 Ton/ha por año• 154 Lt EtOH/Ton• 3.846 Lt EtOH/ha por añop• Costos $2.000.000/ha por año• Neto productor US$400/ha
por año*por año
10%
12%
6%
8%
[%]
EtO
H
2%
4%v/v
[
0%0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Tiempo [Horas]Evaluación de Rendimiento de Bioetanol deEvaluación de Rendimiento de Bioetanol de
*50% para productor
Evaluación de Rendimiento de Bioetanol de Evaluación de Rendimiento de Bioetanol de Variedades de YucaVariedades de Yuca
Sistema Rápido de Evaluación de MateriasSistema Rápido de Evaluación de Materias Primas para Bioetanol
Evaluación de Rendimiento de
Materia Rendimiento Bioetanol
Bioetanol de Variedades de Yuca
Cáscara
SinVariedad
MTAI8 (Rayong 60)
Materia
Seca (%)
34.9 252 7.188
Rendimiento Bioetanol
(Lt/Ton) (Lt/ha.año)
Sin
Sin
Si
SM 1707-41
Reina (CM 6740-7)
32.0
36.8
37 8
237
223
249
6.760
6.008
5 991Sin
Sin
Con
Negrita (CM 3306-4)
Roja (CM 4574-7)
Reina (CM 6740-7)
37.8
35.3
37.2
249
208
195
5.991
5.333
5.270Con
Sin
Sin
Reina (CM 6740 7)
SM 1834-20
Vergara (CM 6438-14)
37.2
25.7
36.2
195
182
196
5.270
4.909
4.714Sin
Con
Con
SM 1992-1
Vergara (CM 6438-14)
R j (CM 4574 7)
28.5
36.5
35 7
185
183
152
4.602
4.394
3 894ConRoja (CM 4574-7) 35.7 152 3.894
Proceso de Producción queProceso de Producción que Requiere Menor Cantidad de
Energía y Equiposg y q p
Agregar al fermentado:
• Nutrientes• Vitaminas • Hormonas• Enzimas• Levadura• Ácido
La enzima STARGENTM de Genencor permite combinar los procesos de sacarificación y fermentación
l i é iCultivos Energéticos
Rendimiento por cultivo
Netoagricultor
YucaS d l
(Ton/ha)25
2 t
(Lt/ha)3.8466 000
agricultor(US$/ha)
358932Sorgo dulce
BatataBanano industrial
2 cortes3080
6.0004.5008.400
932693
1.314Remolacha azucareraCaña de azúcarMaíz tradicional
40603
4.0003.1501.200
364129-755
Bore* 15 2.250 n.d.
*Xanthosoma sagittifolium
Investigación ParticipativaInvestigación Participativa para Desarrollar Procesos
de Obtención de Etanol
100 lt/día
Descentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol
Construidas y Validadas
Cali
Descentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba
C téCereté
Retos tecnológicos:R d i t d iReducir costos de equipos…Procesar en sitio de cosecha…
Descentralizar: Prototipos de pPlantas de Bioetanol en Construcción y Prueba
Palmira
Descentralizar: Prototipos deDescentralizar: Prototipos de Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba
FermentisMerquiandPavcoPedrolloRotoplast
Palmira
Descentralizar: Prototipos deAlexander Rincón,Descentralizar: Prototipos de
Plantas de Bioetanol en Construcción y Prueba
có ,Jaime Mora yRicardo Ospina: tesis laureada
P l iPalmira
Costo de una Micro-PlantaCosto de una Micro Planta(1.000-2.000 lt/día, 50%-99,5%)
RubroApoyo a agricultoresTransporte de materias primas
US$1.3646.109
Procesamiento de materias primasAdecuación y constructoresFermentaciónC ld d til ió
3.1825.0019.0917 319Caldera y destilación
ConservaciónTratamiento de residuosOtros
7.3191.3644.0455 910Otros
InesperadosTOTAL
5.9105.227
48.612
Tamices moleculares u otras tecnologías para purificar bioetanol…
Beneficios para el Productor de Bioetanol*e e c os pa a e oducto de oeta o
Ejemplo: Yuca: 79 ha/año; 0,23 ha/día; 5,9 ton yuca/día; 1.800 lt etanol/día a 50%
Compra de materia prima%
50,0US$/día**
245Transporte del jugo (1)***Preparación del fermentado (1,5)Fermentación (1)D til ió i il i (2)
2,07,03,5
103417
Destilación y vigilancia (2)Leña (1)Desnaturilización y conservaciónTransporte alcohol crudo (1 5)
6,54,00,5
15 0
32202
74Transporte alcohol crudo (1,5)Mantenimiento instalaciones (0,5)Coordinación y administración (1)Seguros y otros
15,02,05,02 5
74102512Seguros y otros
Manejo residuos (0,5)TOTAL (10)
2,52,0
100
1210
491*Colombia, 2007**28 días/mes, 12 meses/año***No. de jornales
Coproductos a Partir de ResiduosCoproductos a Partir de Residuos• Tablas de triplex o multiplex!• BiogásBiogás
Fertizante
Valor (g/kg)
Análisis
285.80Cenizas
92.20Humedad
(g/kg)
301.23C
129.20Fibra acida detergente
23.4Extracto étereo
Fertilizantes orgánicos
64.79N
60.38P
301.23C
Fertilizantes orgánicos12.61K
3.29Mg
65.52Ca
4.03S-Total
g
P ebas Biológicas de S plementos N t icionalesPruebas Biológicas de Suplementos Nutricionales
Vinaza 20 %Yuca 66 %Biopolímeros 1 %
Proteina cruda 21 %E í t b li bl 2 34 M l/kEnergía metabolizable 2.34 Mcal/kg
Otras Oportunidades de ProducciónOtras Oportunidades de Producción de Biocombustibles
Planta Petróleo (Euphorbia tirucalli) y Pedilanthus
Piñón (Jatropha curcas)) y
Dos ConclusionesDos Conclusiones1 Colombia es un país pionero en el1. Colombia es un país pionero en el
desarrollo de tecnologías para microplantas de bioetanol
2. Se espera lograr amplios impactos económicos sociales ambientaleseconómicos, sociales y ambientales usando microplantas
Una Invitación del CIAT y Corpoica:Una Invitación del CIAT y Corpoica:
Propuesta de trabajo: Compartir recursos y experienciasrecursos y experiencias
[email protected] 312-749 0918