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La industria azucarera cubana abre posibilidades para el desarrollo de una biorrefinería por las características de sus corrientes y sus facilidades para la obtención de diferentes productos, coproductos y energía. En el presente trabajo se propone el desarrollo de una biorrefinería considerando la obtención de azúcar, energía, etanol, xilosa, torula en crema y biogás como productos principales, empleando como biomasa la caña y el bagazo sobrante. En la obtención de etanol de segunda generación se utilizan como fuentes azucaradas el hidrolizado de bagazo, el jugo de los filtros extraído de la producción azucarera y la melaza, lo que permite disminuir en un 24% el consumo de esta última en la etapa fermentativa. La ganancia del esquema propuesto fue optimizada considerando 120 y 150 días de zafra, obteniéndose que la producción de alcohol extrafino pueda aumentar a 800 y 900 hL/d respectivamente, manteniendo constante la producción de alcohol etílico rectificado. Al analizar económicamente los procesos, solo se logra rentabilidad de forma independiente en la producción de etanol, aunque el esquema integrado sí resulta rentable para los dos períodos de zafra analizados.