BIOCOMBUSTIBLES

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BIOCOMBUSTIBLES
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DEFINICIÓN
Es cualquier tipo de combustible líquido, sólido
o gaseoso, que se derive de organismos
recientemente vivos o sus desechos metabólicos
(Biomasa) P O R Q U E E L B I O C O M B U
S T I B L E Las crisis energéticas que
sacudieron el siglo XX, y la preocupación mundial
por la conservación del medio ambiente, fueron el
motor para incentivar la búsqueda de nuevas
fuentes energéticas como el etanol.
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FUENTES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
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EFECTO INVERNADERO
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ASPECTOS AMBIENTALES
La reducción en las emisiones de los gases del
efecto invernadero. Saldo de emisiones casi
nulas de los vehículos a alcohol. Substitución
de los combustibles fósiles por etanol en los
países desarrollados.
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VENTAJAS DEL BIOCOMBUSTIBLE
VENTAJAS ESTRATÉGICAS Reduce la dependencia de
los combustibles importados VENTAJAS
SOCIALES Creación de trabajo principalmente en
áreas rurales y fuente de energía en aldeas
alejadas. VENTAJAS AMBIENTALES Debido al
reemplazo de combustibles fósiles protege el
medio ambiente VENTAJAS ECONÓMICAS Es un
combustible mucho mas económico
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DESVENTAJAS DEL BIOCOMBUSTIBLE
BIOGAS Debe ser purificado antes de usarlo en
motores o turbinas. BIOETANOL Se necesita un
grandes cantidades de agua para su producción y
además se requiere de grandes extensiones de
tierra para el cultivo de la materia prima
BIODIESEL Se contiene agua puede producir jabón
que daña el producto, si esta mezclado con
glicerina, ácidos graso o metanol debe ser
fraccionado, además hoy es un producto de bajo
valor y con larga oferta. OTROS BIORESIDUOS
Deben ser tratados antes de ser utilizados en la
generación de Biocombustibles
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PROCESOS USUALES
1) Combustión de biomasa para la generación
eléctrica y térmica a partir de residuos de
cultivos y/o cultivos energéticos. 2) Bioetanol,
mediante la transformación de materiales con
almidón o azúcar. 3) Biodiesel, mediante
transformación de aceites vegetales o grasas
animales y 4) Biogás, mediante fermentaciones de
residuos agropecuarios.
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BIOCOMBUSTIBLES COMO ALTERNATIVA
Fuentes Renovables
Fuentes no Renovables
Derivados del Petróleo
Energía Solar
Energía Eólica
Gas Natural
Carbón Mineral
Biomasa
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(No Transcript)
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RENDIMIENTO EN CULTIVOS
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NORMATIVIDAD
LEY 939 / 2004 El 5 de Biodiesel mezclado con
Biodiesel fósil o ACPM entrará en rigor a partir
del 1 Enero de 2008 y tiene una vigencia de 10
años. LEY 693 / 2001 El 10 de Etanol mezclado
con gasolina Programa de oxigenación de
gasolinas 2005 Bogotá, Medellín, Cali,
Barranquilla 2006 Cartagena, Bucaramanga, Cúcuta
y Pereira
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DEFINICIÓN DEL BIODIESEL
El biodiésel es un biocarburante líquido
producido a partir de los aceites vegetales y
grasas animales, como la Palma, colza, el girasol
y la soya. El término bio Hace referencia a su
naturaleza renovable y biológica. El término
diésel Se refiere a su uso en motores de este
tipo
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HISTORIA DE BIODIESEL

• En 1853 E. Duffy y J. Patrick (ambos científicos)
• En 1896 Rudolf Diesel inventó el motor diesel
  usando un cilindro del hierro conectado con una
  rueda volante.
• Las primeras pruebas técnicas con biodiesel se
  llevaron a cabo en 1982 en Austria y Alemania
• 1985 en Silberberg (Austria), se construyó la
  primera planta piloto productora.
• En la Unión Europea se estipuló que para 2005, el
  5 de los combustibles debe ser renovable.

"The use of vegetable oils for engine fuels may
seem insignificant today. But such oils may
become in the course of time as important as the
petroleum and coal tar products of the present
time" Rudolph Diesel, 1912
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NORMAS QUE CALIFICAN EL BIODIESEL
La EN 14214 y A.S.T.M D 6751, normas Europeas y
Norteamericanas, respectivamente son un marco de
referencia para la evaluación del Biodiesel
elaborado.
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USO DEL BIODIESEL
Biodiesel se podría utilizar directamente en
coches con los motores diesel regulares si se
utiliza junto con el diesel regular del petróleo
para formar mezclas. El uso eficaz de tales
mezcla no requiere modificaciones en el motor o
en el vehículo.
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QUE PAISES UTILIZAN BIODIESEL EN LA ACTUALIDAD?
Algunos de los países que están elaborando y/o
utilizando este biocombustible son Alemania,
España, Holanda, Gran Bretaña, Bélgica, Malasia,
Latvia, Tailandia, Canadá, USA, Panamá, Republica
Dominicana, Costa Rica, Honduras, Guatemala,
México, Ecuador, Puerto Rico, Brasil, Perú,
Argentina, Uruguay y Chile.
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(No Transcript)
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MATERIA PRIMA PRODUCCION BIODIESEL
ACEITES VEGETALES CONVENCIONALES
ACEITE DE PALMA
ACEITE DE GIRASOL
ACEITE DE SOYA
ACEITE DE COLZA
ACEITE DE COCO
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• Nombre Común Palma africana de aceite.
• Descripción
• La palma de aceite es una planta tropical propia
  de climas cálidos
• El cultivo tarda entre 2 y 3 años para producir
  frutos y lo puede seguir haciendo durante 25 años
  o mas.
• Dentro de los cultivos de semillas oleaginosas
  es el que produce mayor cantidad de aceite por
  hectárea

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PROCESO PRODUCCION DE BIODIESEL

• INSUMOS NECESARIOS PARA EL BIODIESEL
• - Acidos grasos provenientes de aceites vegetales
  (crudos, refinados o usados)
• - Alcohol (metanol o Etanol)
• - Catalizador ácido (ácido sulfúrico) o básico
  (hidróxido de sodio)
• Aceites vegetales transformación en Biodiesel
  utiliza una sola etapa
• (Transesterificación o alcoholisis básica)
• Grasas animales necesitan una doble etapa (una
  primera etapa esterificación
• y luego la etapa de Transesterificación)

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(No Transcript)
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INGREDIENTES NECESARIOS

• EL ACEITE O GRASA
• Las especificaciones de aceite de entrada serán
  las siguientes
• Temperatura20 C (soja, colza y girasol) y 50 C
  (palma y coco)
• Impurezas lt 0,2
• Humedad lt0,3
• Ceras lt1500 ppm (girasol)
• EL ALCOHOL
• Producto CH3OH
• Riqueza mínima lt 99,7 en peso
• Contenido en agua lt 0,2 en peso
• EL CATALIZADOR.
• Para transesterificación
• Producto NaOCH3(metilato de sodio)
• Presentación Disolución en Metanol
• Riqueza 30/- 0.5

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(No Transcript)
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VENTAJAS DEL BIODIESEL

• Entre las principales ventajas que ofrece están
• Reduce las emisiones nocivas propias de los
  combustibles fósiles
• Es 100 biodegradable
• Gracias a su elevada lubricidad alarga la vida
  útil del motor
• No es necesario hacer modificaciones en los
  motores para su uso
• Reduce la presencia de CO2 en el aire, puesto
  que para su elaboración se estimulan la
  producción de plantas.
• Alternativa a los combustibles derivados del
  petróleo.
• Energía renovable.
• Reducción de la importación de crudos.
• Disminución del efecto invernadero.
• Niveles de ingresos y empleo en el medio rural.

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(No Transcript)
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DESVENTAJAS DEL BIODIESEL

• Su costo de producción es más alto que el del
  diesel tradicional.
• El Biodiésel tiene un punto de congelación entre
• 0º y -5º. Ya que se solidifica y forma cristales
  que pueden obstruir los conductos.

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BIOGAS

• El biogás es una mezcla de gases cuyos
  principales componentes son el metano y el
  bióxido de carbono, los cuales se producen como
  resultado de la fermentación de la materia
  orgánica en ausencia de aire, por la acción de un
  grupo de microorganismos.

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  COMPOSICIÓN -Con el termino biogás se designa
a la mezcla de gases resultantes de la
descomposición de la materia orgánica realizada
por acción bacteriana en condiciones
anaerobias. La composición de biogás depende del
tipo de desecho utilizado y las condiciones en
que se procesa. Los principales componentes del
biogás son el metano (CH4) y el dióxido de
carbono (CO2). Aunque la composición del biogás
varia de acuerdo a la biomasa utilizada,.
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Qué es el metano?

• Es el principal componente del gas natural,
  forma mezclas explosivas en el aire y contribuye
  al efecto invernadero. incoloro, inodoro e
  inflamable que es el más sencillo de los
  hidrocarburos alifáticos saturados, es decir de
  los alcanos. Es el gas producido en la
  descomposición de materia orgánica como materias
  fecales del hombre y animales, vegetación y
  basura, cuya combustión produce una llama azul y
  productos no contaminantes. Su fórmula química es
  CH4.

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FORMACIÓN DEL METANO
Fuentes de metano Los orígenes principales de
metano son - Descomposición de los residuos
orgánicos 28 - Fuentes naturales (pantanos)
23 - Extracción de combustibles fósiles 20
(El metano tradicionalmente se quemaba y emitía
directamente. Hoy día se intenta almacenar en lo
posible para reaprovecharlo formando el llamado
gas natural). - Los procesos en la digestión y
defecación de animales. 17. (Especialmente del
ganado). - Las bacterias en plantaciones de
arroz 12
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QUE ES BIÓXIDO DE CARBONO?
El bióxido de carbono es un compuesto orgánico
formado por un átomo de carbono y dos átomos de
oxígeno (OCO). El bióxido de carbono (CO2) es
un componente natural de la atmósfera y su
densidad es de 679.97 mg/metro cúbico de aire. Su
concentración en la composición del aire es
apenas del 0.032 sin embargo, es el compuesto
orgánico más importante para el sostenimiento de
la biosfera (conjunto de todos los seres
vivientes en la tierra). Sin el CO2 la vida de
los organismos fotosintéticos y de los animales
no sería posible, pues el CO2 sirve como base
para la formación de compuestos orgánicos que son
nutrientes para las plantas y los animales.
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Hidrocarburos
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos
formados únicamente por carbono e hidrógeno.
Consisten en un armazón de carbono al que se unen
átomos de hidrógeno. Forman el esqueleto de la
materia orgánica.
Ciertos compuestos orgánicos sólo contienen dos
elementos, hidrógeno y carbono, por lo que se
conocen como hidrocarburos. Partiendo de su
estructura, se dividen en dos clases principales
alifáticos y aromáticos. Los primeros se
subdividen en familias alcanos, alquenos,
alquinos y sus análogos cíclicos (ciclo alcanos,
etc.) El miembro más simple de la familia
de los alcanos, y de hecho uno de los compuestos
orgánicos más simples, es el metano, CH4.
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BIODIGESTORES
Los biodigestores se constituyen en una
alternativa para el tratamiento de los desechos
orgánicos, pues disminuyen la carga contaminante
de los desechos agropecuarios, mejoran la
capacidad fertilizante y eliminan malos olores.

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• FUNCIONAMIENTO BASICO DE UN BIODIGESTOR

El biodigestor es una forma barata y fácil de
obtención de energía que tiene gran potencial
para ser desarrollada y utilizada ampliamente.
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Cómo alimentarlo?
Una vez que el BIODIGESTOR está instalado se
encuentra listo para ser alimentado. Debe
alimentarse diariamente y para ello se debe tomar
en cuenta el tamaño del BIODIGESTOR.
Por ejemplo un BIODIGESTOR de 8 m de largo, uno
de los más comunes, debe ser alimentado todos los
días con 50 Kg. de boñiga (2 baldes) disuelta en
150 litros de agua (8 baldes).
Además, usted puede construir una pileta de
concreto del lado por donde entra la boñiga, o
bien, usar un estañon de 200 litros, haciéndole
un orificio cerca del fondo para facilitar la
salida de la mezcla.Tanto la pileta como el
estañón deben tener la capacidad de los 200
litros, con el fin de que la mezcla se haga ahí
mismo y sea dirigida a la boca del BIODIGESTOR lo
más fácil posible.
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PRODUCCION DE GAS
Si todo funciona bien el BIODIGESTOR comenzará a
producir gas a los 30 días. La cantidad de boñiga
con que se alimenta un BIODIGESTOR de 8 m es
suficiente para Producir 16 horas diarias de gas,
siempre que se alimente todos los días. También
se puede aprovechar el producto líquido que sale
por el otro extremo del BIODIGESTOR, como un buen
biofertilizante para sus cultivos.

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CARACTERÍSTICAS DEL DIGESTOR
Para que un digestor de desechos orgánicos opere
en forma correcta, deberá reunir las siguientes
características a.     Deberá ser hermético con
el fin de evitar la entrada de aire, el que
interfiere con el proceso, y fugas del biogás
producido. b.     Deberá estar térmicamente
aislado para evitar cambios bruscos de
temperatura, lo que usualmente se consigue
construyéndolos enterrados. c.    Aún no siendo
un recipiente de alta presión, el contenedor
primario de gas deberá contar con una válvula de
seguridad. d.      Deberá contar con medios para
efectuar la carga y descarga del sistema. e.
     Los digestores deberán tener acceso para
mantenimiento. f.      Se deberá contar con un
medio para romper las natas que se forman.
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PROCESO DE LA CAÑA
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Preparación de la Tierra
El se rotura o ara para dejar apto el terreno
para la siembra Canales de Riesgo y Drenaje
Elaboración de surcos Vías de acceso
Cultivo
Se debe escoger muy bien la semilla, además el
cultivo requiere gran cantidad de agua y de forma
oportuna para la buena producción
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Fungicidas y Abonos
Control de plagas y maleza (Medio Ambiente)
Aplicación de fertilizantes
Fotosíntesis
Sistemas de riego por medio de surcos o
aspersión simulando lluvia. El tiempo de
maduración de la caña es de 12 a 14 meses
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Corte de la Caña
Se realiza manual o de forma mecánica,
disminuyendo de materia extraña.
Transporte
Se alza mecánicamente del campo y se transporta
en tractores y tractomulas en el menor tiempo.
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ALMACENAMIENTO
Inspección Físico - Sanitaria Aislamiento
(Esclusas) Película plástica Aspiración
Control de humedad y temperatura.
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MOLIENDA
La caña picada llega a los tanques (6 molinos de
4 mazas c/u), mediante presión se extrae el jugo.
(Se agrega agua para insaturar los jugos) Los
molinos se accionan por turbinas de vapor de alta
presión. Bagazo Calderas o fábricas papel Vapor
Operaciones de evaporación y cocimiento.
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CALENTAMIENTO Y CLARIFICACIÓN
El jugo obtenido de la molienda se lleva a unos
tanques a temperatura de 102-105C, donde se
liberan vapores. En los clarificadores se sacan
los sólidos insolubles o cachaza que se separa
del jugo, sedimentándose por gravedad Se extrae
la cachaza por medio de bombas de diafragma.
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FILTRACIÓN
Es el proceso de extracción de azúcares de la
cachaza por medio de filtración al vacío. Se
adiciona bagacillo, cal y floculante
(Filtrabilidad) Filtros rotatorios al vacío y
se aplica agua caliente ( Sacarosa) La materia
sólida se lleva al suelo como estabilizador en
terrenos pobres de materia orgánica y el resto a
la planta de compostaje
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EVAPORACIÓN
El jugo clarificado se lleva a los evaporadores
para posteriormente obtener el jarabe o meladura,
se debe controlar Flujos de alimentación
Vapor Desalojo del jarabe Nivel de material
de cada evaporador
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CRISTALIZACIÓN
La Sacarosa contenida en la meladura se
cristaliza en los tachos. Líquido (Miel) y
Cristales (Azúcar), todo se denomina masa cocida.
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CENTRIFUGACIÓN
Los cristales se separan del licor madre,
mediante la fuerza centrífuga en tambores
rotatorios (mallas interiores) Durante el
proceso el azúcar se lava con agua caliente para
eliminar la miel. La miel A y la que sale del
azúcar se retira y se lleva a los tanques de
almacenamiento para la destilería del Bioetanol
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SECADO
1 Humedad
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PROCESO BIOETANOL
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PROCESO BIOETANOL
Alcohol Hidratado
Deshidratación
Combustible
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FERMENTACIÓN
Las materias primas por medio de la levadura se
convierten en Etanol y gas carbónico
SEPARACIÓN LEVADURA
El mosto o vino se lleva a un tanque
sedimentador, donde la levadura se decanta y se
lleva al tanque de activación de la levadura, y
el vino es enviado al proceso de destilación
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ACTIVACIÓN LEVADURA
Proceso donde se dan condiciones de aireación y
se suministran nutrientes para fortalecer y poder
utilizarla de nuevo en el proceso de fermentación.
DESTILACIÓN
Se deben separar el agua y las impurezas del
alcohol. Vapores del alcohol (Parte superior)
Vinaza (Residuo compuesto de agua con impurezas)
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CONCENTRACIÓN VINAZA
Una parte de la vinaza se puede reutilizar en el
proceso de fermentación y el resto se procesa en
los evaporadores donde se elimina agua en forma
de vapor para concentrar la vinaza.
DESHIDRATACIÓN
Es necesario retirarle el agua por medio de un
tamiz molecular para obtener el alcohol
deshidratado para su uso como alcohol grado
combustible