Dr Justinus A Satrio Departamento de Ingeniería Química amp Centro de de Avance y Sustentabilidad en Ingeniería de la Universidad de Villanova VCASE Presentado en El 1er ID: 764502
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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 NicaraguaMayo 25, 2012 Potencial de la Cascarilla de Café Como Fuente de Energia , Combustible y Químicos
Fundada en 1842 por el Orden de San Augustin, Mas de 10,000 ingenieros , maters y doctores , y estudiantes de derecho Universidad #1 ( Universidades Regionales —Norte), Reporte U.S.News & World
Donde está situada la Universidad? Estado de Pensilvania Ciudad de Filadelfia , 5 ta ciudad más grande de los 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. anualesIncremento 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 la agricultura 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 es limitado. Es visto mayormente como desperdicio causante de problemas ambientales. Cascarilla de Café Granos de Café Café
CaféGranosCascarillaAlimento & Bebidas Combustible sólido para procesamiento y generacíón de energía Briquetas Bioproductos. Ej:Productos químicos Combustible para Transporte: Etanol, Diesel, Gasolina Usos del café y derivados
Cascarilla utilizada como fertilizante orgánico Cascarilla Cascarilla + abono para compost Cascarilla como medio para el crecimiento de hongos Fertilizante orgánico Champiñones
Cascarilla como combustible sólido Peletización Cascarilla Briquetas Combustible para calentamiento Combustible para cocinar Cascarilla Briquetas queman mejor con menor emisión comparado con la leña , siendo beneficioso para el medio ambiente . Utilizar lo para la cocina ayuda a evitar impacto negativo en la salud en las mujeres y niños de áreas rurales
Cascarilla para hacer paneles Triturar Uniendo y comprimiento Cascarilla Para la construcción y muebles Cascarilla triturada
Producción de químicos a base de cascarilla Reacción química y extracción Acido cítrico Insecticidas
Desarrollado para sobrellevar las limitantes de los de 1era generación (Combustible vs. Alimento)Materia Prima: cultivos no alimentarios, e.g madera, desechos orgánicos, desechos agrícolas & cultivos específicos de biomasa 12 Cascarilla como combustible de 2da generación
Enfoque para la sintetización de Biocombustible a base de BiomasaQuímica (plataforma lípida)Bioquímica (azúcar) Termoquímica : Gasificación Pirólisis
Biorefinería a base de lípidos
Procesos a base de aceitesEs posible la elaboración de aceites a base de plantas Methanol , Catálisis 65 o C, 30-60 min.
Biorefinería a base de lípidos: Retos La materia prima constituye hasta un 70% del costo total de producción de biodiesel . La obtención de aceites baratos es fundamental . Aceite de Soya Jathropha Aceite de cosina
Biodisel a base de aceite de caféEl aceite extraido de sedimento/residuo de café puede ser utilizada 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 :PretratamientoSacarificación ( azúcar C5 y C6 ) Fermentación ( azúcares C5 y C6) CO 2 Enzymas de la Celulosa Fermentación Sacarificación Pretratamiento Destilación Agua C5 & C6 Etanol & otros productos resultados de la fermentacón Cascarilla
Biorefinerías térmicasAplicar calor para descomponer la Biomasa en componentes más pequeños
GasificaciónAl estar expuesto al calor y a un oxidante, la biomasa se decompone en compuestos gaseosos simples (i.e. H 2 and CO) los cuales pueden ser quemados para producir energía o ser utilizados como bloques de construcción para la producción de sustancias químicas complejas o combustible. Acidos orgánicos Alcoholes Esters Hydrocarburos CO + H 2 CO 2 + H 2 O Calor GASIFICACIÓN REFORMAS + WGS Hidrógeno Energía Termal Células de Combustible Combustible & químicos Aire Vapor COMBUSTION CATALISIS/ FERMENTACIÓN Limpieza Carbón Aire /O 2 /Vapor
Liquificacíon de la biomas por el proceso de pirólisisLa descomposición termal acelerada de materia orgánica en ausencia de oxígeno, produce líquidos, carbón, gas Obtención aceite : 60 - 70% carbón : 12 -15% Gas: 13 - 25% Calor 500 o C Sin oxígeno Bio- petróleo crudo Bio- Carbón Cascarillas
Usos del bio-petróleo crudoBio-petróleo crudo Combustión Calor para la generación de energía Procesos de reacción química Gasolina, Diesel, Químicos
Usos del biocarbónBio-Carbón Procesos de activación Incorporación al suelo Fertilizante Mejoramiento en 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 ”
GermplasmaProcesamientoCultivocosecha T ransporte almacenamiento Falta de atención a los motores económicos Empresas agrícolas Empresas de energía Cadena de valor agrícola y de bioenergía “ 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 la producción de productos de valor.La utilización de la cascarilla de café tiene un impacto positivo en la naturaleza y en la provisión de oportunidades enonómicas mediante el incremento de los ingresos y la generación de oportunidades de trabajo. Conclusiones
En Nicaragua se requieren de esfuerzos en el campo de la investigación y desarrollo con el fin de determinar el uso más prometedor de la cascarilla, involucrando a las autoridades académicas, las instituciones académicas, gubernamentales y privadas.Se requiere de un análisis detallado en cuanto a la viabilidad técnica , económica y los impactos sociales y ambientales de las tecnologías involucradras en la utilización de cascarilla de café. Conclusiones