René Carmona C. MSc.

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y CONSERVACIÓN DE LA NATURALEZA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN MADERAS Y SUS BIOMATERIALES René Carmona C. MSc. Noviembre

2 Financiamiento Proyectos: Domeyko-Energía Optimización del tratamiento de lignocelulosas con miras a la obtención de bioetanol CONICYT-AKA Optimal treatment procesess of lignocellulotic for bioethanol production bre 2010

3 Bioetanol lignocelulósico Fermentación de azúcares presentes en la materia prima. 3 usos: Aditivo gasolinas Directo como combustibles Mezclado en diferentes proporciones. En Chile se aceptó 2 y 5% Diversificación de la Matriz Energética Reducción emisiones gases efecto invernadero bre 2010

4 BIOETANOL DE SEGUNDA GENERACION

5 Disponibilidad de Biomasa Forestal Existe una disponibilidad de 9,5 a 15 millones de m 3 representada por Residuos de: La Industria de Transformación Primaria. Del Manejo y la Cosecha forestal y Del Bosque Nativo Fotografía: H.Schmidt bre 2010

6 Noviembre 2010 Biomasa Forestal usada Energéticamente TIPO Corteza Bark Aserrín Sawdust Leña Firewood VOLUMEN MMm 3 1,0 3,5 10,0 Fuente: Seminario Biocombustibles Fundación Copec-UC,01/12/09

7 CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA Composición Elemental de la Madera Elemento Porcentaje aproximado Carbono 50% Oxígeno 43% Hidrógeno 6% Nitrógeno, Azufre, Otros 1% Noviembre 2010

8 VARIABILIDAD DE LA BIOMASA Noviembre 2010

9 Noviembre Caracterización de la Biomasa Lignocelulósica Estructurales No estructurales : Los Extraíbles (Fenoles, terpenos, azúcares y otros), 5-10%. Las compuestos inorgánicos o cenizas ( carbonatos, silicatos, oxalatos fosfatos) 1%

10 Producción de bioetanol lignocelulósico Noviembre 2010

11 Pretreatment. Objetivo: Liberar la celulosa de la compleja matriz de la pared celular Físicos Químicos ( basados en ácido o alcali y organosolv) Físico-químico (steam explosion) Biológico (Hongos de pudrición blanca) Noviembre 2010

12 Pretratamiento Biológico: Hongos de Pudrición Blanca Hongos de pudrición blanca (HPB) Condiciones 4 hongos Temperatura: 25 C Tiempos de incubación: 30, 45 y 60 días Ventajas: no requiere instalaciones ni equipos costosos, bajo requerimiento energético, amigable con el medioambiente Desventajas: tiempos de incubación, Noviembre 2010

13 Hidrólisis enzimática de la celulosa. Complejo enzimático comercial: Celluclast L 1,5 y Novozyme Noviembre 2010

14 Objetivos Evaluar el rendimiento de azúcares fermentables obtenidos a partir de la hidrólisis enzimática de residuos de Nothofagus pumilio (Poepp. et Endl.) Krasser. y Eucalyptus globulus Labill., pretratados con hongos de pudrición blanca. Noviembre 2010

15 Método Preparación de residuos lignocelulósicos de lenga y eucalipto Pretratamiento biológico Medición azúcares reductores Fracción líquida Hidrólisis enzimática Medición glucosa Fracción sólida Noviembre 2010

16 Noviembre 2010

17 T. versicolor P. ostreatus S. hirsutum G. applanatum P. chrysosporium P. gigantea L. edodes C. subvermispora A. albidus P. pelliculosa T. versicolor P. ostreatus S. hirsutum G. applanatum P. chrysosporium P. gigantea L. edodes C. subvermispora A. albidus P. pelliculosa Weight Loss ( Weight Loss ( Pérdida de Peso de Residuos Forestales Pretratados con HPB E. globulus N. Pumilio (Lenga) days 45 days 60 days days 45 days 60 days Noviembre 2010

18 Resultados pretratamiento biológico Pérdida de peso (%) para eucalipto Pérdida de peso (%) para lenga Stereum hirsutun Ganoderma applanatum Lentinus edodes Ceriporiopsis subvermispora 0 Ganoderma applanatum Lentinus edodes Ceriporiopsis subvermispora Aurantioporus albidus Noviembre 2010

19 Noviembre 2010

20 Hidrólisis enzimática de eucalipto y lenga pretratados con HPB y ácido diluido Mejores condiciones encontradas: Parámetros Lenga Eucalipto Concentración H 2 SO 4 [%v/v] 0,5% 0,75% Cepa fúngica Ceriporiopsis subvermispora Stereum hirsutum Tiempo de incubación [días] Razón glucosa/azúcares reductores 0,79 0,91 Bioetanol teórico (1) 120 L/Ton 194 L/Ton Rendimiento teórico bioetanol: 1 g glucosa = 0,511 g etanol Noviembre 2010

21 Sugar g/kg biomass Sugar g/kg biomass Eficiencia de la Hidrólisis Enzimática post Pretratamiento Fungoso Eucalyptus globulus Nothofagus pumilio S. hirsutum G. applanatum Condition/Fungi Sulphuric acid 0 S. hirsutum G. applanatum Condition/Fungi Sulphuric acid Reducing Sugars Glucose Reducing Sugars Glucose Noviembre 2010

22 Noviembre 2010

23 Testigo Testigo Testigo Testigo Concentración de glucosa en función de la especie forestal, hongo y tiempo Glucosa (g/l) 45 días Glucosa (g/l) 60 días 0 N. pumilio P. radiata B. pendula P. sylvestris (albura) P. sylvestris (duramen) A. incana P. abies

24 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Laboratorio Química de la Madera. Departamento de Ingeniería en Maderas y sus Biomateriales. Facultad de Ciencias Forestales y de la Conservación de la Naturaleza. Universidad de Chile