Potencial de la Cascarilla de Caf Como Fuente

Potencial de la Cascarilla de Café Como Fuente de Energia, Combustible y Químicos 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 1 er Congreso cafetalero del Norte de Nicaragua Mayo 25, 2012

v Fundada en 1842 por el Orden de San Augustin, v Mas de 10, 000 ingenieros, maters y doctores, y estudiantes de derecho v Universidad #1 (Universidades Regionales— Norte), Reporte U. S. News & World

Donde está situada la Universidad? v Estado de Pensilvania v Ciudad de Filadelfia, 5 ta ciudad más grande de los E. E. U. U.

Colaboración USA – Instituciones nicaragüenses Universidad de Villanova Agricultura, Empresas

Antecedentes v El café es uno de los principales rubros en la agricultura nicaragüense. v La calidad es conocida a nivel mundial v Importancia para la economia Nicaragüense: v Producido en mas de 100, 000 ha v Aproximadamente 30, 000 fincas , empleando a unas 200, 000 personas v Generando aprox. $ 140 millones de USD. anuales v Incremento en los indices de producción v 1999: 75, 000 tons de café verde v 2012: 120, 000 tons de café verde (fuente: USDA)

Antecedentes v El procesamiento de café resulta en la producción de residuos en forma de cascarilla v Actualmente en Nicaragua, el uso de los residuos de café es limitado. Es visto mayormente como desperdicio causante de problemas ambientales. Granos de Café Cascarilla de Café

Usos del café y derivados Alimento & Bebidas Café Granos Cascarilla Combustible sólido para procesamiento y generacíón de energía Briquetas Bioproductos. Ej: Productos químicos Combustible para Transporte: Etanol, Diesel, Gasolina

Cascarilla utilizada como fertilizante orgánico Cascarilla + abono para compost Cascarilla como medio para el crecimiento de hongos Fertilizante orgánico Champiñones

Cascarilla como combustible sólido Cascarilla Briquetas Combustible para calentamiento Peletización Combustible para cocinar v Briquetas queman mejor con menor emisión comparado con la leña, siendo beneficioso para el medio ambiente. v Utilizarlo para la cocina ayuda a evitar impacto negativo en la salud en las mujeres y niños de áreas rurales

Cascarilla para hacer paneles Uniendo y comprimiento Cascarilla Para la construcción y muebles Triturar Cascarilla triturada

Producción de químicos a base de cascarilla Acido cítrico Reacción química y extracción Insecticidas

Cascarilla como combustible de 2 da generación • Desarrollado para sobrellevar las limitantes de los de 1 era generación (Combustible vs. Alimento) • Materia Prima: cultivos no alimentarios, e. g madera, desechos orgánicos, desechos agrícolas & cultivos específicos de biomasa 12

Enfoque para la sintetización de Biocombustible a base de Biomasa • Química (plataforma lípida) • Bioquímica (azúcar) • Termoquímica: – Gasificación – Pirólisis

Biorefinería a base de lípidos

Procesos a base de aceites • Es 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 café • El aceite extraido de sedimento/residuo de café puede ser utilizada como fuente de producción de biodisel. Contiene 15% de peso en aceite. Extracción Residuos Aceite de café Bio-combustible

Biorefinería química

Biorefinería química a base de celulosa • Similaridades con el etanol de maíz convencional : – Pretratamiento – Sacarificación (azúcar C 5 y C 6 ) – Fermentación (azúcares C 5 y C 6) Destilación Cascarilla Fermentación CO 2 Enzymas de la Celulosa Pretratamiento Etanol & otros productos resultados de la fermentacón Sacarificación C 5 & C 6 Agua

Biorefinerías térmicas Aplicar calor para descomponer la Biomasa en componentes más pequeños

Gasificación Aire COMBUSTION CO 2 + H 2 O Calor Energía Termal GASIFICACIÓN Vapor Limpieza Aire/O 2/Vapor CO + H 2 REFORMAS + WGS Carbón CATALISIS/ FERMENTACIÓN Hidrógeno Células de Combustible Acidos orgánicos Alcoholes Combustible & Esters químicos Hydrocarburos Al 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.

Liquificacíon de la biomas por el proceso de pirólisis • La 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 Cascarillas Bio-Carbón

Usos del bio-petróleo crudo Combustión Bio-petróleo crudo Procesos de reacción química Calor para la generación de energía Gasolina, Diesel, Químicos

Usos del biocarbón Procesos de activación Bio-Carbón Incorporación al suelo Carbón activado -Fertilizante -Mejoramiento en la calidad del suelo

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”

Cadena de valor agrícola y de bioenergía Germplasma Cultivo cosecha Transporte Empresas agrícolas almacenamie nto Procesamiento Empresas de energía Falta de atención a los motores económicos “Si un paso en la cadena de valor no funciona, la cadena de valor entera no funciona”

Conclusiones v. Existen muchos potenciales usos en la cascarilla de café para la producción de productos de valor. v. 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 v. 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. v. 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.