Estudio técnico económico de obtención de azúcares fermentables a partir de tallos de quinua (Chenopodium quinoa Willd.) para el desarrollo de bioprocesos

Abstract

El presente trabajo se realizó con base a los resultados hallados en la línea de investigación de biorefinería y bioprocesos del IIDEPROQ, revisión bibliográfica, diseño de diagramas, balance de masa, y simulación por Aspen Plus, integración energética de procesos y análisis económico para la producción de azucares fermentables para proponer tres diferentes escenarios de biorefinería en la obtención de: i) bioetanol; ii) exopolisacáridos; y iii) glucosa. Se han determinado las constantes cinéticas de reacción del reactor de pretratamiento (steam explosión) para poder predecir la producción de glucosa y xilosa a una temperatura de 190 ˚C, 2% (v/v) de H3PO4 y 5 min de tiempo de residencia. Se analizaron rutas promisorias de obtención de los esquemas propuestos que se simularon en Aspen Plus y se compararon estos rendimientos con los experimentales; en el simulador, se obtiene un rendimiento de 49% para la producción del bioetanol y 98,9 % después de la destilación, 22% y 85 % para la producción de exopolisacáridos y glucosa, respectivamente. Los escenarios propuestos, se integraron en una sola biorefinería proponiendo una planta piloto que opere a 100 kg de biomasa por hora. Se determinó la viabilidad económica de los bioprocesos integrados - obteniéndose una producción de 31893,52 L/año de bioetanol. En el caso de la glucosa obtenida, 65 kg se recircularía en la obtención de EPS, alcanzando una producción de 7836.69 kg/año. La rentabilidad de la planta piloto propuesta se evaluó mediante los indicadores financieros VAN y el TIR, obteniendo los valores de VAN (15 %) = 132.428, 57 $US y TIR = 17,0% lo que requiere una inversión de 261,437,68 $US.