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“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