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martes, 16 de mayo de 2017

Proyecto WASTE2BIO - De la fracción orgánica de los RSU a bioetanol mediante el proceso PERSEO



La gestión de las ingentes cantidades de residuos sólidos urbanos (RSU) que generamos a diario es uno de los grandes retos ambientales de nuestra sociedad. Muchas son las iniciativas y proyectos que se están poniendo en marcha para transformar los residuos en recursos siguiendo las premisas de la economía circular. Aprovechando la reciente noticia del lanzamiento del proyecto WASTE2BIO, vamos a acercarnos a una interesante propuesta para valorizar la fracción orgánica de los RSU.

El proceso PERSEO Bioethanol®

PERSEO Bioethanol® es una tecnología innovadora, desarrollada por la empresa valenciana IMECAL, para transformar la fracción orgánica de los RSU en etanol y en un sólido orgánico de alto poder calorífico capaz de producir energía térmica y eléctrica (cogeneración) o biometano y biofertilizante (digestión anaerobia).

IMECAL puso en marcha el proyecto PERSEO en el año 2003 con la colaboración del CIEMAT, de Ford España y de distintos equipos científicos a nivel nacional e internacional. Tres años después, IMECAL construyó una planta piloto es sus instalaciones de L´Alcúdia (Valencia). La planta tenía la función de validar y demostrar el proceso y determinar su rentabilidad a escala preindustrial.

La planta de demostración está equipada con todos los reactores, fermentadores, unidades de separación y destilación necesarias para obtener bioetanol a partir de la fracción orgánica de los RSU. También está dotada de unos completos laboratorios analíticos de apoyo. El proceso está diseñado para trabajar en continuo y se compone de las siguientes etapas:

1. La materia prima se somete a un pretratamiento para eliminar los inertes contenidos en la fracción orgánica de los RSU, tales como piedras, plásticos, metales, vidrios…
2. Mediante hidrólisis termoquímica con ácido diluido, se solubilizan la celulosa y hemicelulosa.
3. Tras la hidrólisis del sustrato, se lleva a cabo un proceso de sacarificación y fermentación simultáneas (SSF). La sacarificación de la celulosa y la fermentación de la glucosa a etanol se producen en el mismo fermentador, adicionando las enzimas, levaduras y nutrientes necesarios para la conversión eficiente de los azúcares a etanol. Novozymes proporciona las enzimas.
4. El caldo de fermentación obtenido es destilado y deshidratado para concentrar el etanol producido en la fermentación.

Figura 1. Diagrama esquemático del proceso PERSEO Bioethanol® (cortesía de IMECAL)

Durante toda la etapa de demostración, se han ido implementando mejoras en el proceso y en la planta piloto. La capacidad de procesado ha ido aumentando hasta alcanzar las 25 toneladas al día con rendimientos de conversión a bioetanol superiores al 75%. La tecnología es totalmente compatible con las plantas de tratamiento de RSU existentes y se puede implantar antes de los procesos de incineración, digestión anaerobia o compostaje, debido a su diseño modular compacto. De esta manera, aumenta la cadena de valor del tratamiento de residuos y mejoran los resultados económicos de la gestión.

Actualmente, se están realizando estudios para incluir el proceso en instalaciones de tratamiento de residuos a nivel industrial. Además, IMECAL está participando en proyectos que pretenden llevar el proceso a un nivel superior. Uno de ellos, es el proyecto WASTE2BIO que se presentará en el siguiente apartado. El otro es el proyecto URBIOFIN (BBI JU 2016, DEMO) que se va a lanzar próximamente. En ambos proyectos, se realizarán inversiones en la planta existente para mejorarla e introducir nuevos módulos para la valorización integral de los residuos.

Figura 2. Cronología del proceso PERSEO Bioethanol® (cortesía de IMECAL)

El proyecto WASTE2BIO 

Con la reunión de lanzamiento celebrada el pasado mes de abril en las instalaciones de IMECAL, se dio por iniciado el proyecto WASTE2BIO. En la siguiente ficha, se resumen los principales datos del proyecto.

Nombre
Valorization of urban WASTEs TO new generation of BIOethanol (WASTE2BIO)
Objetivo
Demostrar y validar un proceso global de recuperación de energía a partir de la fracción orgánica de los RSU mediante su transformación en bioetanol (proceso PERSEO Bioethanol®) y biogás, reduciendo el coste energético e impacto durante su tratamiento.
Convocatoria
ERA-NET Cofund Bioenergy Sustaining the Future 3 (BESTF3) de H2020
Consorcio
IMECAL (España)
EXERGY Ldt. (Reino Unido)
Unidad de Procesos Biotecnológicos del IMDEA Energía (España)
Unidad de Biocarburantes del CIEMAT (España)
Impacto esperado
Con una aproximación tecnológica cercana al mercado, se pretende disminuir los costes de la gestión de los RSU respecto a los tratamientos convencionales en un 20%, al mismo tiempo que se reduce el volumen de residuos enviados a vertedero mediante su valorización en bioetanol, biogás y biofertilizantes.
Duración
3 años

Se proponen varias líneas de trabajo: mejora de los diferentes procesos y etapas involucrados en la valorización de la fracción orgánica de los RSU (pretratamiento, producción de bioetanol, digestión anaerobia del residuo obtenido tras la fermentación, producción de fertilizantes); validación y demostración del proceso a escala preindustrial; evaluación tecno-económica y energética; análisis de sostenibilidad y ciclo de vida; definición de la estrategia de explotación y el modelo de negocio.

Agradecimientos: Me gustaría agradecer a Caterina Coll (CFO y Responsable de Innovación de IMECAL) su amable colaboración.

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