Balance de masa y energía para la obtencion de bioetanol a partir de cascarilla de arroz

FIT CINTIA; AREA, M. CRISTINA; CLAUSER, NICOLÁS M.

Jornada; X Jornadas Cientifico-Tecnologicas, I Jornada de Trabajos y Tesis de Posgrado y I Jornadas de Extension y Vinculación Tecnologica 50 Aniversario de la UNaM; 2023

La producción agrícola mundial se basa principalmente en cuatro cultivos que desempeñan un papel fundamental en la alimentación y la economía global: el arroz, el maíz, el trigo y la caña de azúcar En la cadena productiva de estos cultivos se generan cantidades significativas de residuos lignocelulósicos tanto en el proceso de cultivo y cosecha, como en la industrialización. Debido a su composición química, poseen un gran potencial para convertirse en productos de alto valor agregado a través de plataformas de biorrefinería. Este tipo de instalación es capaz de transformar la biomasa en biocombustibles, productos químicos y energía. En Argentina, la producción de arroz es de 1,4 millones de toneladas y con ello se producen 280.000 toneladas de cascarilla de arroz. Esta es una materia prima que ha mostrado potencial para la producción de biocombustibles como el bioetanol. En el presente trabajo se propone evaluar la producción de bioetanol, sílice y otros subproductos a partir de la cascarilla de arroz. Para ello, se desarrolló el balance de masa y energía del proceso a través del uso del software Microsoft Excel con la finalidad de determinar las principales características técnicas, incluyendo productos obtenidos y consumos energéticos.Para la producción de bioetanol se han seleccionado las siguientes etapas: pretratamiento alcalino, hidrólisis y fermentación en simultáneo (SSF), destilación y deshidratación. En las diferentes etapas de conversión de la cascarilla de arroz a bioetanol, se generan corrientes residuales que pueden recuperarse y presentan potencial para la producción de nuevos productos. A partir de una de estas corrientes, el licor residual del pretratamiento alcalino, se puede recupera sílice. La otra corriente es la vinaza que se produce en el proceso de destilación y a través de la pirolisis se puede generar carbón, aceite y gases no condensables.En el esquema estudiado se obtienen 66kg de etanol/t de cascarilla de arroz seca. Además, se producen 103kg/t de sílice, 292 kg/t de carbón y 70 kg/t de aceite. El consumo energético del proceso es de aproximadamente 4.025 kWh/t. Las etapas que demandan una mayor cantidad de energía son el proceso de evaporación y el pretratamiento alcalino que representan el 45% y el 23%, respectivamente, del consumo total.La valorización de la cascarilla de arroz para obtener bioetanol, silice y otros productos de alto valor, es una estrategia prometedora desde el punto de vista económico y ambiental, además, permitiría maximizar el uso de los recursos agroindustriales avanzando hacia una economía más circular y sostenible. Como trabajos futuros se pretende realizar el análisis tecno-economico del esquema propuesto, a diferentes escalas de producción, y determinar su viabilidad a partir de los resultados del presente estudio.