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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
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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
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Donde está situada la Universidad?
Estado de Pensilvania
Ciudad de Filadelfia, 5ta ciudad más grande delos E.E.U.U.
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Colaboración USA – Instituciones nicaragüenses
Universidad de Villanova
Agricultura, Empresas
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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
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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
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CaféGranos
Cascarilla
Alimento &Bebidas
Combustible sólidopara procesamientoy generacíón deenergíaBriquetas
Bioproductos.Ej:Productos químicos
Combustible paraTransporte:Etanol, Diesel,
Gasolina
Usos del café y derivados
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Cascarilla utilizada como fertilizante orgánico
Cascarilla Cascarilla + abono para
compost
Cascarilla como medio para elcrecimiento de hongos
Fertilizanteorgánico
Champiñones
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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
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Cascarilla para hacer paneles
Triturar
Uniendo ycomprimiento
Cascarilla Para la
construcción y
muebles
Cascarilla triturada
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Producción de químicos a base de cascarilla
Reacción química yextracción
Acido cítrico
Insecticidas
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• 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
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Enfoque para la sintetización de Biocombustible
a base de Biomasa
• Química (plataforma lípida)• Bioquímica (azúcar)
• Termoquímica:
– Gasificación
– Pirólisis
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Biorefinería a base de lípidos
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Procesos a base de aceites
• Es posible la elaboración de aceites a base de plantas
Methanol , Catálisis
65o C, 30-60 min.
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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
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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
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Biorefinería química
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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
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Biorefinerías térmicas
Aplicar calor para descomponer la
Biomasa en componentes más
pequeños
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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
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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
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Usos del bio-petróleo crudo
Bio-petróleocrudo
Combustión
Calor para la
generaciónde energía
Procesos dereacción
química
Gasolina,Diesel,Químicos
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Usos del biocarbón
Bio-Carbón
Procesos de
activación
Incorporaciónal suelo
-Fertilizante-Mejoramientoen la calidad
del suelo
Carbón
activado
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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
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El sistema de biorefinería y biomasa
“Si un paso en la cadena de valor no funciona, la cadena de
valor entera no funciona”
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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