Análisis tecno-económico de una biorefinería a partir de residuos del plátano
Techno-economic analysis of a biorefinery from banana residues
El pseudotallo de plátano es un residuo lignocelulósico disponible en grandes cantidades en Colombia debido a la amplia demanda que se tiene del fruto de plátano. Este material es desaprovechado y dispuesto de manera incorrecta generando contaminación en suelos y fuentes acuíferas. El presente trabajo describe la simulación y evaluación tecno-económica bajo el concepto de biorefinería de la producción de etanol, furfural, ácido láctico y xilitol utilizando pseudotallo de plátano como materia prima considerando dos escenarios: el caso base (producción de los compuestos mencionados) anteriormente y un segundo escenario que emplea los sólidos remanentes del primer escenario a través de un sistema de cogeneración.
El análisis de costos y márgenes de ganancia obtenidos muestran la viabilidad de la producción de furfural, xilitol y ácido láctico a partir de pseudotallo de plátano, lo cual permitiría alcanzar márgenes de ganancia positivos.
1.Introducción
La matriz energética empleada en la actualidad se alimenta de combustibles fósiles y petroquímicos. Esta matriz enfrenta obstáculos tales como la escasez progresiva de reservas de petróleo y gas natural, contaminación ambiental, representando riesgos para la salud, adicionalmente la estabilidad de esta depende de relaciones económicas y geopolíticas, razones por las cuales se pone en entredicho la sustentabilidad en un corto y mediano plazo. Para remediar esta situación han sido enfocado esfuerzos en la investigación y desarrollo de energías renovables a partir de biomasa, especialmente aquella obtenida a partir de residuos agroindustriales llevando no solo a la producción de combustibles verdes como etanol, biodiésel, butanol, biohidrógeno, entre otros, sino también a sustancias químicas como furfural y lactato, las cuales son plataformas para la formación de otros compuestos de alto valor agregado [1]. En Colombia uno de estos residuos se obtiene a partir de plantas comúnmente conocidas con el nombre de jengibres o bananas las cuales se encuentran en la familia Musaceae o de las musáceas y que se distribuyen ampliamente por regiones tropicales que comprenden desde áfrica hasta el sudeste asiático y el norte de Australia pasando por Suramérica [2]. Económicamente estas plantas son aprovechadas para fines alimenticios por sus numerosos frutos y para obtención de textiles elaborados a partir de sus fibras, razón por la cual su cultivo es catalogado como el cuarto más importante a nivel mundial, considerado además como un producto básico y de exportación [3].
De acuerdo a la Asociación de bananeros de Colombia (AUGURA) se cultivan y cosechan cinco tipos de variedades de plátano: Dominico, Dominico Hartón, Hartón, Cachaco y Pelipita con predominancia en el tipo Dominico. Estas plantaciones se encuentran desde el nivel del mar hasta los 2,000 metros de altura en un rango de temperatura de 17 a 35°C y una duración de 6 a 15 años dependiendo de las condiciones ambientales y los cuidados del cultivo. Estas plantas tienen preferencia por los suelos ricos en potasio, arcillosos o calizos y una alta tolerancia a la acidez (pH entre 4.5 y 8.0). En Colombia la Región Andina y la zona de Urabá corresponden a las mayores productoras nacionales de plátano y plátano de exportación, respectivamente [4]. La producción de este fruto en Colombia en el año 2013 superó los 3 millones de toneladas con un área total cosechada de 379,453 hectáreas y un rendimiento de 8.1 toneladas/hectárea, lo que demuestra la importancia nacional de este cultivo [5].
Este artículo fue preparado por Julio César Sánchez Rendón, Laura Vanessa Daza Serna, Valentina Hernández Piedrahita, Eulogio Castro Galiano y Carlos Ariel Cardona Alzate (Universidad Nacional de Colombia sede Manizales, Instituto de Biotecnología y Agroindustria, Departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales, Campus Las Lagunillas, Colombia) para la Revista de la Facultad de Ciencias Químicas, la RFCQ es una revista científica de acceso abierto dirigida a estudiantes, profesionales y personal académico del área de Bioquímica y Farmacia, de Ingeniería Química, Ingeniería Industrial e Ingeniería Ambiental que quieran mantenerse informados sobre los avances científicos en sus respectivos campos. Correo de contacto: [email protected]; [email protected].
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