PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS BIOLIGNOCELULÓSICOS

Abstract

El cambio climático es un problema que afecta a todo el mundo y cuyas vías de actuación son muy variadas. Para demostrarlo, se ha realizado el estudio de la producción de un biocombustible, el bioetanol, a partir de residuos, diseñando un proceso que ayuda en la sustitución de los combustibles fósiles, y, además, revaloriza los residuos cuya elevada producción en la actualidad también provoca serios problemas a nivel global. El primer paso es la elección del tipo de residuo, ya que sus diferentes características afectan en gran medida a las etapas del proceso. El residuo seleccionado es la fracción verde (poda y jardinería) que se caracteriza por su homogeneidad y producción constante, así como su recogida selectiva. La corriente inicial se ha supuesto teniendo en cuenta una producción típica por habitante y una población. En el pretratamiento se estudian diferentes procesos y se criban en función de diferentes aspectos hasta seleccionar dos: la explosión por vapor y el método del agua líquida caliente (LHW). Estos procesos se comparan y debido a que el vapor genera más inhibidores de fermentación, se elige el método LHW, siendo precedido por un proceso de molienda mediante cuchillas para reducir el tamaño y aumentar la superficie de contacto de la biomasa. En las etapas siguientes, hidrólisis y fermentación, se estudian las diferentes opciones de operación: la vía por la que se realiza la hidrólisis (ácida, rápida o enzimática), el microorganismo que realizará la fermentación y el modo de realizar ambos procesos (por separado o simultáneos). Se comparan todas las opciones y la configuración final es hidrólisis por vía enzimática, el organismo fermentativo es la levadura Saccharomyces cerevisiae y ampos procesos se realizan en el mismo reactor simultáneamente. Por último, para el sistema de separación se eligen las operaciones que bibliográficamente presentan mejores resultados con un desarrollo tecnológico superior: la centrifugación y la destilación extractiva. A continuación, se procede a caracterizar todas las corrientes y equipos empleando relaciones empíricas obtenidas de bibliografía y balances de masa y energía, así como el programa de simulación Aspen Plus para la destilación extractiva y los cambiadores de calor necesarios. Por último, se realiza un análisis de rentabilidad mediante el método de los porcentajes y definiendo todos los costes asociados a equipos y a compras, además de los beneficios, todo ello bajo unas condiciones específicas. Se tienen en cuenta 3 escenarios: uno base con lo mencionado, otro aplicando un descuento típico de estos proyectos a la inversión y un último suponiendo que el proyecto surge de una oferta pública de gestión de los residuos. El resultado de este análisis económico mostró que el segundo escenario era el más rentable con los siguientes valores: un VAN de 8.028.278,81€, y una TIR de 16,96%. Estos valoren confirman la rentabilidad del proyecto haciendo que no solo sea interesante desde un punto de vista energético y ambiental, sino también económico.