FINANCIADO POR - Instituto de Promoción Exterior de...
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PROYECTO CASTILLA-LA MANCHA BIO-ECONOMY REGION FINANCIADO POR:
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PROYECTO CASTILLA-LA MANCHA BIO-ECONOMY REGION
FINANCIADO POR:
Es una economía basada en
producidos a partir del uso de la y las fuentes de energía renovable. productos y servicios respetuosos con el medioambiente
biotecnología
Alimentación Biocombustibles Bioproductos Energía
Concepto de Bioeconomía
Biorrefinería
Estadísticas sobre investigación y desarrollo
Europa carece de Proyectos demostrativos
Estrategia de Europa para la I+D
Source: Bio-Based Industries Consortium
Reto europeo: Escala demostrativa
Escala laboratorio
Biorrefinería a escala
demostrativa
Biorrefinería a escala
industrial
Europa está trabajando para llevar a cabo proyectos a escala demostrativa
20 M€
Financiación del Proyecto CLaMber
4 M€ 16 M€
Objeto del Proyecto CLaMber
Objetivos específicos:
Construir una biorrefinería tecnológicamente avanzada a escala demostrativa
para la investigación en la producción de bioproductos innovadores de alto
valor añadido y biocombustibles a partir de biomasa a una escala mayor.
Crear un polo tecnológico en la región para activar sinergias con las empresas
tanto productoras de la biomasa como usuarias de los bioproductos y fomentar
la creación y la explotación de nuevos nichos de mercados.
Revitalizar la economía local y revertir la demografía negativa que caracteriza
las áreas rurales
Crear un sistema de cooperación público-privado eficiente, orientado al avance
científico-tecnológico y motor de iniciativas de alcance europeo e internacional.
SITUAR A CASTILLA-LA MANCHA EN EL CENTRO DE LA NUEVA
ESTRATEGIA EUROPEA PARA LA BIOECONOMÍA
¿Por qué en Castilla-La Mancha?
Dispone de un alto potencial de residuos agrícolas y forestales y de residuos
procedentes de las industrias agroalimentarias.
Existen grandes cantidades de diferentes tipos de biomasa en toda la región.
Cuenta con una muy buena disponibilidad de biomasa. El sector agrícola
representa un alto porcentaje del PIB de la región.
6,1
18,1
13,8 62
% PIB SEGÚN SECTORES
AGRICULTURA
INDUSTRIA
CONSTRUCCIÓN
SERVICIOS
AGECAM
Disponibilidad de la biomasa en Castilla-La Mancha
BIOMASA RESIDUAL DISPONIBLE PARA RECUPERACIÓN ENERGÉTICA
Residuos biomásicos valorizables energéticamente t/año
AGRÍCOLAS
HERBÁCEOS
Paja cereales 649.939
Tallo y zuro maíz 221.908
Residuo campo girasol 258.473
Subtotal 1.130.320
LEÑOSOS
Poda vid 621.437
Poda olivar 354.982
Poda frutales 60.172
Descepe 109.807
Subtotal 1.146.398
FORESTALES Leñas, ramas, copas, ... 121.416
Subtotal 121.416
INDUSTRIAS MADERA
Aserraderos (20.1) 66.895,50
Tableros (20.2) 3.524,60
Construcción (20.3) 115.945,59
Envases (20.4) 8.961,50
Otros y corcho (20.5) 2.628,80
Muebles (36.1) 49.973,20
Subtotal 247.929,19
INDUSTRIAS AGROALIMENTARIAS
Bagazo cerveceras 25.000
Orujo uva 105.000
Orujillo aceituna 38.000
Subtotal 168.000
TOTAL 2.814.063,19
PROBIOGAS, 2011
TOTAL: 9.288.222 t/año
Disponibilidad de la biomasa en Castilla-La Mancha
BIOMASA RESIDUAL DISPONIBLE PARA DIGESTIÓN
RESIDUO t/año RESIDUO t/año
Purín de cerdo 1.545.616 No conformes frutales no cítricos 1.325
Estiercol de vaca 890.133 Transformación hortalizas 28.471
Gallinaza 618.835 Transformación tubérculos 379
Restos de otras especies 1.043.121 Transformación cítricos 0
Mat. Primas matadero de carne 81.293 Transformación frutales no cítricos 1.078
Mat. Primas matadero avícola 14.829 Bagazo - Ind. Cervecera 97.290
Mat. Primas de estabulación 27.876 Alperujo 2F 235.240
Harinas C2 0 Alpechín 3F 52.038
Lodos de EDARI - cárnica 15.799 Mat. Primas Ind. Del vino 414.180
Lodos de EDARI - láctea 10.989 Mat. Primas Ind. Sidra 0
Lactosuero 478.598 Mat. Primas Ind. Azucarera 77.091
Mat. Primas de lácteos y otros 1.190 Paja de cereal 3.447.943
Mat. Primas de pescado 27 Lodos EDARI - Transf. Vegetales 3.734
Lodos de EDARI - pescado 22 Cultivos energéticos 5.660
Excedentes hortalizas 4.146 Glicerina 23.780
Excedentes cítricos 0 Mat. Primas DDGS (bioetanol) 16.130
Excedentes frutales no cítricos 56 Mat. Primas pulpa remolacha (bioetanol) 0
No conformes hortalizas 83.336 Gran Distribución 34.281
No conformes tubérculos 4.768 Bares y Restaurantes 26.870
No conformes cítricos 0 Hoteles 2.098
BIOMASA MATERIAL
FÓSIL
MATERIA ORGÁNICA
SIGLO XIX
PRESENTE
CARBOHIDRATOS
LIGNINA
GRASAS
PROTEINAS
VITAMINAS
COLORANTES
AROMATIZANTES
OTRAS PEQUEÑAS
MOLÉCULAS
MEZCLA DE HIDROCARBUROS:
ALCANOS
ALQUINOS
ALQUENOS
AROMATICOS
ALCOHOLES
FENOLES
ÉTERES
ALDEHIDOS Y CETONAS
ACIDOS CARBOXILICOS
OTROS
BIOMASA MATERIAL FÓSIL
PRESIÓN
OXIGENO
MINERALIZACIÓN REACCIONES DE
REDUCCIÓN
ANAEROBIA
HISTORIA DEL USO INDUSTRIAL
¿Cambio de materia prima?
BIOMASA
LIGNOCELULÓSICA AZUCARADA/AMILACEA OLEAGINOSA MEZCLA RESIDUAL
Cultivos lignocelulósicos
Residuos agrícolas
herbáceos
Residuos agrícolas
leñosos
Cultivos azucarados
Cultivos amiláceos
Cultivos oleaginosos
Grasas vegetales residuales
Grasas animales residuales
Estiércoles
FORSU
Lodos de EDAR
Lactosuero
Hollejos y Lías
Alperujo
Residuos de matadero
AR alta carga (vinazas,
alpechín, etc.)
Cultivos lignocelulósicos Residuos agrícolas herbáceos Cultivos azucarados Cultivos amiláceos Cultivos oleaginosos Residuos agrícolas leñosos Grasas vegetales residuales Grasas animales residuales Estiércoles Lactosuero FORSU Hollejos y Lías Lodos de EDAR Alperujo Residuos de matadero AR alta carga (vinazas, alpechín, etc.)
Clasificación de la biomasa
Promoción de actividades de I+D
relacionadas con la biotecnológia y
desarrolladas por empresas en
Castilla-La Mancha.
Actuaciones del Proyecto CLaMber
BIOMASA
CONOCIMIENTO
BIOTECNOLÓGICO
INSTALACIONES
Construcción de una biorrefinería a
escala planta piloto para la
investigación en la producción de
bioproductos de alto valor añadido y
biocombustibles a partir de biomasa.
CASTILLA-LA
MANCHA
CONSTRUCCIÓN DE UNA BIORREFINERÍA A ESCALA DEMOSTRATIVA
FLEXIBLE MODULAR INTEGRAL INNOVADORA
SERVICIOS:
ALQUILER DE INSTALACIONES
CONTRATACIÓN DE PROYECTOS DE I+D
PARTICIPACIÓN COMO SOCIOS EN
PROYECTOS CON FINANCIACIÓN
COMPETITIVA
FORMACIÓN DE PERSONAL EN
BIOTECNOLOGÍA
1 t de materia
seca por día
Primera actuación englobada en el Proyecto CLaMber
ENFOCADA A ASPECTOS TALES COMO LA
EFICIENCIA, REDUCCIÓN DE COSTES Y
VALIDACIÓN DE NUEVOS PROCESOS DE
BIOCONVERSIÓN
Diagrama de flujo simplificado
Cultivos o residuos
azucarados o amiláceos
(cereales, maíz, remolacha,
etc.)
Trituració
n
Hidrólisis
Fermentació
n
Pasta
bruta
Azúcares
Bioetanol Alimento
animal
Cultivos o residuos
oleaginosos (colza,
alperujo, etc.)
Prensado y
extracción Esterificación Aceites Biodiesel
Alimento
animal
Glicerina
Cultivos y residuos
lignocelulósicos
(Paja, carrizo, restos
de poda, etc.)
Trituración
Síntesis
de
alcoholes
Syngas
(CO+H2)
Bioalcoholes
(metanol)
Gasificación
Síntesis
de
Fischer-
Tropsch
Biocombustibles
Lignocelul
osa
Pasta
bruta
Pretratamien
to
Lignina Hemicelul
osa
Extracción
Extractos de
alto valor
añadido
Procesos
Redox
Procesos
Ácido-Base
Procesos
Biológicos
Procesos
Térmicos
Fenoles, cresoles, vainillina,
sulfuro de dimetilo, dimetil
sulfóxido, etc.
Fenol y fenoles sustituidos,
ácidos fnólicos, catecol, etc.
Vainillina, ácidos ferúlico,
cumarico y otros, lignina oxidada
para pinturas y recubrimientos
,etc. Etileno, acetileno, ácido acético,
fenol, metano, monóxido de
carbono, etc.
Otras
reaccion
es
Xilitol, ácido
acético,
furfural, etc.
Celulosa
Hidróli
sis
Xilosa
Otras
reaccion
es
Ácido
levulínico,
hidroximetilfu
rfural, etc.
Hidróli
sis
Glucosa
Extracción
Biomasa
biodegradable
húmeda (industrial,
ganadera y agrícola)
Acondicionamiento y
homogeneización
Fermentación
acidogénica
Hidrógeno Ácidos
grasos
volátiles
Digestión
anaerobia
completa
Biofertilizantes Biogas Digestato
UP-STREAM
Objetivo: Convertir la biomasa en una fuente de carbono fermentable o
materia prima acondicionada para la producción de otros productos.
Recepción y pesado de materias primas.
Almacenamiento protegido de sólidos.
Almacenamiento agitado, aireado y refrigerado de líquidos, y en el que se puedan
garantizar unas ciertas condiciones de asepsia.
Concentración y/o clarificado de líquidos para su adecuación como medio de
fermentación.
Triturado y homogeneización así como cribado (retirada de sólidos).
Pre-tratamiento físico/químico para aumentar la capacidad de hidrolisis (rotura de
estructura lignocelulosica).
Hidrólisis de cadenas azucares hasta monosacaridos.
Acondicionamiento de Hidrolizado mediante separación sólido/líquido y
concentración del hidrolizado hasta su adecuación como medio de fermentación.
Transferencia de productos acondicionados al batching de fermentación.
Capacidad buffer de almacenamiento de distintos hidrolizados
Unidades de la Biorrefinería
MID-STREAM
Objetivo: Fermentar o bio-transformar la fuente de carbono generada en
up-stream en los diferentes productos de interés (biofuels, building blocks,
etc.).
Laboratorio de microbiología para gestión de microorganismos (starters, inóculos,
etc..) con capacidad para un WCB.
Tren de propagación para fermentación principal.
Fermentación principal.
Unidad de fermentación piloto o secundaria.
Unidad de preparación de medio de cultivo en batch.
Almacén de sales y nutrientes sólidos.
Unidad de esterilización en línea de medio de cultivo.
Unidad de preparación, esterilización y dosificación de feedings (incluido fuente de
carbono).
Clarificación / concentración de caldo.
Unidad CIP centralizado para lavado equipos.
Unidades de la Biorrefinería
DOWN-STREAM
Objetivo: Aislar el producto de interés de la fermentación mediante
módulos biotecnológicos interconectables.
Lisis mecánica.
Extracción química con disolventes (ATEX).
Extracción mecánica (prensa).
Tecnología secado.
Columna cromatografía.
Reacciones biocatalíticas enzimáticas.
Reactor multipropósito.
Liofilizador.
Box de pruebas_1.
Box de pruebas_2 (ATEX).
Unidades de la Biorrefinería
UTILITIES
Objetivo: Servicios auxiliares necesarios para la operación de las
diferentes unidades de la biorrefinería.
Suministro eléctrico.
Vapor.
Agua de proceso.
Agua de torre.
Agua fría de chiller.
Agua glicolada.
Aire comprimido de instrumentación y proceso.
Gases (NH3, N2, O2).
Unidades de la Biorrefinería
Emisión de una Compra Pública Precomercial (CPP) (8,6 Millions €) para la
realización de proyectos innovadores de I+D cuyos objetivos son:
DESARROLLO DE
NUEVOS
BIOPRODUCTOS
MEJORA Y
DESARROLLO DE
NUEVOS
BIOPROCESOS
SELECCIÓN DE
MATERIAS PRIMAS
ÓPTIMAS
INVESTIGACIÓN
SOCIOECONÓMICA,
NUEVOS MODELOS
DE NEGOCIO,
LOGÍSTICA Y OTROS
RETOS
TECNOLÓGICOS
AlimentaciónResiduo
A-1
ColectorResiduo tratado
C-1
ColectorBiogás
C-2
G-1
V-3
R-1
G-2
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado de
reactor
AlimentaciónResiduo
A-1
ColectorResiduo tratado
C-1
ColectorBiogás
C-2
G-1
V-1V-2
R-1
G-2
RPMC
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado de
reactor
AlimentaciónResiduo
A-2
ColectorResiduo tratado
C-3
ColectorBiogás
C-4
G-3
V-6
R-2
G-4
RPMC
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado dereactor
V-4V-5
RPMC
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado dereactor
AlimentaciónResiduo
A-3
ColectorResiduo tratado
C-5
ColectorBiogás
C-6
G-5
V-7
V-9
R-3
G-6
RPMC
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado dereactor
RPMC
TI
Toma de muestrabiogás
Vaciado dereactor
V-8
BañoTermostatizado
BañoCriostatizado
Segunda actuación englobada en el Proyecto CLaMber
Adquisición de conocimiento
ALINEADAS CON LA ESTRATEGIA EUROPEA DE INVESTIGACIÓN PRESENTADA EN EL
PROGRAMA HORIZONTE 2020, LAS LICITACIONES PUBLICADAS ENGLOBAN LOS SERVICIOS
DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN PARA LA UTILIZACIÓN INTEGRAL DE:
BIOMASA LIGNOCELULÓSICA (CULTIVOS Y RESIDUOS).
BIOMASA OLEAGINOSA (CULTIVOS Y RESIDUOS).
BIOMASA RESIDUAL AGROALIMENTARIA.
BIOMASA RESIDUAL GANADERA Y NO AGROALIMENTARIA.
Biomasa Lignocelulósica (cultivos y residuos)
Optimización de los métodos de fraccionamiento del material lignocelulósico para conseguir
procesos sostenibles y económicamente viables.
Mejorar los parámetros del proceso (conversión, rendimientos…) comparados con los procesos de
producción convencionales, consiguiendo al menos un grado de conversión del 75% de la
lignocelulosa en productos de alto valor añadido.
Obtención de bioproductos de base lignocelulósica cuyo coste de producción sea no más de 2-3
veces superior a los obtenidos actualmente.
Obtención de bioproductos derivados de la lignina cuyo coste de producción sea no más de 3-4
veces superior al valor energético obtenido a partir de la lignina.
Obtención de al menos 3 bioproductos que sean competitivos en el mercado desde el punto de
vista económico, tecnológico y medioambiental con los productos equivalentes.
Obtención de bioproductos con al menos el 70% de su contenido obtenido a partir de bioprocesos,
con emisiones de menos de 2,3kg de CO2eq/kg emisión.
Contribuir a reforzar la cooperación entre proveedores y consumidores finales a lo largo de toda la
cadena de valor del proceso.
Convertir la biomasa lignocelulósica en una materia prima competitiva para su transformación en
bioproductos.
Revitalización de las áreas rurales así como de las industrias forestales y agrarias en la región.
Biomasa oleaginosa (cultivos y residuos)
Desarrollar y demostrar nuevos cultivos oleaginosos no alimentarios, maximizando el uso de
recursos agrícolas actualmente infrautilizados para la producción de bioproductos como
biolubricantes, biocombustibles y bioplásticos.
Transformar el aceite extraído de los cultivos oleaginosos en polímeros biodegradables,
equivalentes a las poliolefinas obtenidas en la industria petroquímica.
Obtención de bioproductos cuyo coste de producción sea no superior a 3 veces los obtenidos
actualmente.
Obtención de bioproductos con al menos el 70% de su contenido obtenido a partir de
bioprocesos, con emisiones de menos de 2,3kg de CO2eq/kg emisión.
Contribuir a reforzar la cooperación entre proveedores y consumidores finales a lo largo de
toda la cadena de valor del proceso.
Creación de puestos de trabajo para el desarrollo de actividades emprendedoras en toda la
región de Castilla-La Mancha, tanto en el sector primario, como en el secundario (logística,
industria de la transformación de bioproductos…) y en el terciario.
Biomasa agroalimentaria residual
Demostrar la existencia de toda la cadena de valor con bioproductos de alto valor añadido
para nuevos mercados, producidos a partir de residuos agroalimentarios.
Disminuir el impacto medioambiental de los residuos y acercar el coste de producción de los
bioproductos resultantes al de sus homólogos comerciales.
Valorizar los residuos de manera eficiente para mejorar la competitividad de la industria
generadora de dichos residuos, contribuyendo al desarrollo rural y a la creación de empleo en
zonas rurales.
Demostrar el uso del residuo posterior a la valorización como posible fuente de carbono
biodegradable y/o fermentable para obtener biocombustibles (hidrógeno y biogás entre
otros…).
Demostrar la valorización del biogás u otros gases producidos, especialmente para usos no
relacionados con su combustión.
Biomasa residual ganadera y no agroalimentaria
Mejorar la actuación medioambiental y la eficiencia en costes de los bioproductos y
bioprocesos.
Reducción de la huella de carbono en al menos un 20% con respecto a las tecnologías
actualmente disponibles.
Validación tecnológica de al menos 2 nuevos bioproductos.
Certificación tecnológica de fertilizantes con una concentración mejorada de nutrientes y
posibilidad de uso para muchas plantas.
Facilitar la sustitución de al menos un 10% del Nitrógeno y fósforo con compuestos
reciclados de fertilizantes comerciales.
Contribuir a reforzar la cooperación entre proveedores y consumidores finales a lo largo de
toda la cadena de valor del proceso.
Convertir la biomasa residual descrita en una materia prima competitiva para su
transformación en bioproductos.
