Potencial de La Cascarilla de Cafe Como Fuente de Energia, Combustible y Quimicos

7/23/2019 Potencial de La Cascarilla de Cafe Como Fuente de Energia, Combustible y Quimicos

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Dr. Justinus A. Satrio

Departamento de Ingeniería Química

&Centro de de Avance y Sustentabilidad en Ingeniería de la

Universidad de Villanova (VCASE)

Presentado en:El 1er Congreso cafetalero del Norte de Nicaragua

Mayo 25, 2012

Potencial de la Cascarilla de Café ComoFuente de Energía, Combustible y Químicos



Fundada en 1842 por el Ordende San Augustin,

Mas de 10,000 ingenieros,maters y doctores, yestudiantes de derecho

Universidad #1(Universidades Regionales—

Norte), Reporte U.S.News &

World



Donde está situada la Universidad?

Estado de Pensilvania

Ciudad de Filadelfia, 5ta ciudad más grande delos E.E.U.U.



Colaboración USA – Instituciones nicaragüenses

Universidad de Villanova

Agricultura, Empresas



Importancia para la economia Nicaragüense: Producido en mas de 100,000 ha

Aproximadamente 30,000 fincas , empleando a unas 200,000 personas

Generando aprox. $ 140 millones de USD. anuales

Incremento en los indices de producción

1999: 75,000 tons de café verde

2012: 120,000 tons de café verde (fuente: USDA)

Antecedentes

El café es uno de los principales rubros en laagricultura nicaragüense.

La calidad es conocida a nivel mundial



Antecedentes El procesamiento de café resulta en la producción de residuos

en forma de cascarilla

Actualmente en Nicaragua, el uso de los residuos de café eslimitado. Es visto mayormente como desperdicio causante deproblemas ambientales.

Cascarilla de Café

Granos de Café

Café



CaféGranos

Cascarilla

Alimento &Bebidas

Combustible sólidopara procesamientoy generacíón deenergíaBriquetas

Bioproductos.Ej:Productos químicos

Combustible paraTransporte:Etanol, Diesel,

Gasolina

Usos del café y derivados



Cascarilla utilizada como fertilizante orgánico

Cascarilla Cascarilla + abono para

compost

Cascarilla como medio para elcrecimiento de hongos

Fertilizanteorgánico

Champiñones



Cascarilla como combustible sólido

Peletización

CascarillaBriquetas

Combustible para calentamiento

Combustible para cocinar

Cascarilla

Briquetas queman mejor con menor emisión comparado con la leña, siendobeneficioso para el medio ambiente.

Utilizarlo para la cocina ayuda a evitar impacto negativo en la salud en lasmujeres y niños de áreas rurales



Cascarilla para hacer paneles

Triturar

Uniendo ycomprimiento

Cascarilla Para la

construcción y

muebles

Cascarilla triturada



Producción de químicos a base de cascarilla

Reacción química yextracción

Acido cítrico

Insecticidas



• Desarrollado para sobrellevar laslimitantes de los de 1era generación(Combustible vs. Alimento)

• Materia Prima: cultivos no alimentarios,

e.g madera, desechos orgánicos, desechosagrícolas & cultivos específicos de biomasa

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Cascarilla como combustible de 2dageneración



Enfoque para la sintetización de Biocombustible

a base de Biomasa

• Química (plataforma lípida)• Bioquímica (azúcar)

• Termoquímica:

– Gasificación

– Pirólisis



Biorefinería a base de lípidos



Procesos a base de aceites

• Es posible la elaboración de aceites a base de plantas

Methanol , Catálisis

65o C, 30-60 min.



Biorefinería a base de lípidos: Retos

La materia prima constituye hasta un 70% del costo total deproducción de biodiesel. La obtención de aceites

baratos es fundamental.Aceite de Soya

Jathropha

Aceite de cosina



Biodisel a base de aceite de café

• El aceite extraido de sedimento/residuo de café puede serutilizada como fuente de producción de biodisel. Contiene

15% de peso en aceite.

Residuos Aceite de café Bio-combustible

Extracción



Biorefinería química



Biorefinería química a base de celulosa

• Similaridades con el etanol de maíz convencional : – Pretratamiento

– Sacarificación (azúcar C5 y C6 ) – Fermentación (azúcares C5 y C6)

CO2

Enzymas de la Celulosa

Fermentación

SacarificaciónPretratamiento

Destilación

AguaC5 & C6

Etanol & otros

productos

resultados de la

fermentacón

Cascarilla



Biorefinerías térmicas

Aplicar calor para descomponer la

Biomasa en componentes más

pequeños



Gasificación

Al estar expuesto al calor y a un oxidante, la biomasa se decompone encompuestos gaseosos simples (i.e. H2 and CO) los cuales pueden ser quemadospara producir energía o ser utilizados como bloques de construcción para laproducción de sustancias químicas complejas o combustible.

Acidos orgánicosAlcoholesEstersHydrocarburos

CO + H2

CO2

+ H2O

Calor

G A S I F I C A C I Ó N

REFORMAS +WGS Hidrógeno

EnergíaTermal

Células deCombustible

Combustible &químicos

Aire

Vapor

COMBUSTION

CATALISIS/FERMENTACIÓN

Limpieza

Carbón

Aire/O2/Vapor



Liquificacíon de la biomas por el proceso de pirólisis

• La descomposición termal aceleradade materia orgánica en ausencia de

oxígeno, produce líquidos, carbón, gasObtención

aceite: 60 - 70%

carbón: 12 -15%

Gas: 13 - 25%

Calor 500oCSin oxígeno

Bio-petróleo crudo

Bio-Carbón

Cascarillas



Usos del bio-petróleo crudo

Bio-petróleocrudo

Combustión

Calor para la

generaciónde energía

Procesos dereacción

química

Gasolina,Diesel,Químicos



Usos del biocarbón

Bio-Carbón

Procesos de

activación

Incorporaciónal suelo

-Fertilizante-Mejoramientoen la calidad

del suelo

Carbón

activado



La utilización de biomasa para la producción de

químicos y bioenergía no se trata solamente

del desarrollo tecnológico

Se trata de un proceso de cadena de suministro

desde la producción de biomasa, hasta la

utilización de los productos derivados de la

biomasa



El sistema de biorefinería y biomasa

“Si un paso en la cadena de valor no funciona, la cadena de

valor entera no funciona”





Existen muchos potenciales usos en la cascarilla de café para laproducción de productos de valor.

La utilización de la cascarilla de café tiene un impacto positivo en lanaturaleza y en la provisión de oportunidades enonómicas mediante elincremento de los ingresos y la generación de oportunidades detrabajo.

En Nicaragua se requieren de esfuerzos en el campo de la investigacióny desarrollo con el fin de determinar el uso más prometedor de lacascarilla, involucrando a las autoridades académicas, las institucionesacadémicas, gubernamentales y privadas.

Se requiere de un análisis detallado en cuanto a la viabilidad técnica,económica y los impactos sociales y ambientales de las tecnologíasinvolucradras en la utilización de cascarilla de café.

Conclusiones

Documents

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