Resumen Ejecutivo - CEMIE BIO Clúster de Alcoholes

Proyecto

Resumen Ejecutivo. Este proyecto propone consolidar y transferir en el corto plazo tecnologías desde el estado‐del‐arte hacia el sector industrial para la producción de bioetanol lignocelulósico 2G para su uso en el sector autotransporte.

La finalidad de esta transferencia tecnológica es colaborar en el cumplimento de los compromisos internacionales contraídos por el gobierno mexicano para la introducción de biocombustibles avanzados en el sector autotransporte. También se propone desarrollar tecnologías que incorporen conceptos innovadores para la producción de biocombustibles lignocelulósicos que puedan ser utilizadas en el mediano plazo por el sector industrial como tecnologías alternativas para la diversificación de biocombustibles disponibles para su uso en el sector autotransporte.


Estos biocombustibles son biobutanol producido por bioprocesamiento consolidado (biobutanol avanzado 2G) y bioetanol producido por medio de bacterias recombinantes de alto rendimiento (i.e. bioetanol lignocelulósico 4G). Estos biocombustibles lignocelulósicos se producirán a partir de cuatro materias primas (rastrojo de maíz, bagazo de agave, bagazo de caña y paja de trigo) con disponibilidad comprobada en regiones específicas del país.


El proyecto también propone estrategias para utilizar estas tecnologías en proyectos completos nuevos de biorrefinería “llave en mano” o proyectos de reconversión para introducir la producción de biocombustibles a plantas ya existentes. Tanto las bases científicas como primeras versiones de las tecnologías han sido desarrolladas por el grupo proponente en proyectos anteriores de investigación científica y desarrollo tecnológico para la producción de biocombustibles, en particular en el proyecto SENER 150001 “Desarrollo de Biorrefinerías Concepto para la Producción de Biocombustibles usando Residuos Agro‐Industriales en el Ámbito Mexicano” financiado por la SENER en la Convocatoria de Sustentabilidad Energética 2010.

El presente proyecto incluye un estudio para identificar sitios específicos de localización de biorrefinerías. Para el caso de la producción de bioetanol lignocelulósico 2G, la tecnología incluye equipo a escala piloto y su instrumentación correspondiente que puede ser transferido a escala de demostración de manera inmediata para i) el pretratamiento hidrotérmico con un reactor tubular continuo para autohidrólisis con una capacidad de 30 kg/h en base seca desarrollado con tecnología propia, ii) la sacarificación enzimática con un reactor tubular continuo con una capacidad de 30kg/h en base seca desarrollado con tecnología propia, iii) la fermentación continua de C6 con levaduras propias adaptadas para un máximo rendimiento en la producción de alcohol y iv) la purificación por medio de esquemas extracción‐destilación. Para el biobutanol avanzado 2G, el paquete incluye la etapa de fermentación Acetona‐Butanol‐Etanol (ABE) a escala piloto (10 kg materia prima base seca por lotes y en continuo). En el caso de producción del bioetanol lignocelulósico 4G, el paquete tecnológico contempla la fermentación oscura por lotes para la producción de bioetanol por medio de microorganismos recombinantes de alto rendimiento y su proceso de separación correspondiente a escala piloto en lotes de 100 L. Estos dos últimos paquetes se podrán utilizar con las etapas que se requieran del primer paquete para construir soluciones completas. Los tres paquetes tecnológicos se demostrarán en las plantas piloto del Centro de Investigación y de Asistencia Tecnológica del Estado de Jalisco (CIATEJ) y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Unidad Guadalajara (CINVESTAV‐GDL). Con la finalidad de mostrar la implantación de estas tecnologías en el ámbito industrial, para cada uno de los tres biocombustibles se realizará el diseño conceptual y análisis de rentabilidad de una biorrefinería que incluye la coproducción de electricidad y que considera la recuperación por compresión del CO2 producido. El diseño se realizará para una capacidad de alrededor de 500 ton/día, capacidad que fue identificada en el proyecto SENER 150001 como factible para sector agrícola mexicano, y se mostrará cómo se puede lograr una rentabilidad positiva utilizando cada una de las materias primas y las tecnologías propuestas. Para lograr rentabilidad positiva se utilizarán los parámetros de diseño y operación de plantas que se determinaron en el proyecto SENER 150001. Con respecto a la lignina residual, se realizará la caracterización por microespectrometría de infrarrojo para establecer su posible uso como material de biorremediación y producción de catalizadores para la producción de biodiesel.

También se realizará el Análisis de Ciclo de Vida para cada uno de los biocombustibles‐ tecnologías propuestas con la finalidad de establecer el impacto de la producción de estos biocombustibles en el ámbito nacional así como su contribución al cumplimiento de los objetivos en materia de energías renovables de la Estrategia Nacional de Energía 2013‐2027 y de los compromisos del gobierno mexicano contraídos con la comunidad internacional.

El proyecto considera la implantación de un modelo de gestión de tecnología y gobernanza del Clúster bajo la supervisión de la Fundación del Premio Nacional de Tecnología, con la finalidad de consolidar el grupo de trabajo con una visión a largo plazo (2030). También se plantea un programa de formación de recursos humanos y de difusión de resultados.

CEMIE BIO alcoholes - proyecto

La propuesta incluye como ejecutores del proyecto a 10 grupos de investigadores y tecnólogos mexicanos con experiencia y logros comprobables en investigación básica y aplicada, así como desarrollo tecnológico en temas relacionados con la producción de biocombustibles; y 7 empresas relacionadas con la producción de bioalcoholes en México. La propuesta también incluye a dos grupos de investigación extranjeros adscritos al Departamento de Ingeniería de la Universidad de Oxford (Inglaterra) y al Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción (Chile).

 
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