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Producción de biodiesel a partir de residuos de café molido en México.

BioInnovate Energetics

A4. SH

Análisis de sostenibilidad 2ª fase

María José Tinoco González A00833425 Katia Quintanilla Onofre A00834016Ariadna Noli Aguilar A00572363 Pedro Alejandro Sánchez Ortiz A00832907

Planta piloto

Capacidad de producción: 1000 L de biodiesel por hora.

DFP incluyendo la integración>

Balance de energía

Normatividad

Balance de materia

Impacto ambiental

Mecanismos y condiciones de degradación

Conclusión

Principios de la ingeniería sostenible

Salud de los trabajadores

Análisis Fase 1

Balances de Energía

Esta tabla resume los principales mecanismos de degradación de cada compuesto, incluyendo tanto procesos químicos como biológicos según la información disponible en Disponibilidad y biodisponibilidad. (2022, October 29). https://espanol.libretexts.org/@go/page/70475."

Análisis de Sostenibilidad Fase 1

1. Propiedades Físicas y Químicas. • Residuos de Café.Humedad: 7-8 % p/p Carbohidratos:32-48% Melanoidinas:23% Lipidos:11-17% Proteínas:10%•Metanol.Líquido incoloro inflamable, Tóxico y dañino al contacto Masa molar: 32.04 g/mol Punto de fusión: -98°C Punto de ebullición: 65°C MEDIDAS DE PROTECCIÓN Mantener alejado del calor, utilizar en todo momento protección respiratoria.•Hexano.Líquido inflamable, Tóxico y dañino al contacto Masa molar: 86.18 g/mol Punto de fusión: -95°C Punto de ebullición: 68-69°C Densidad:0.66 g/cm3 MEDIDAS DE PROTECCIÓN Mantener alejado del calor, utilizar en todo momento protección respiratoria y para ojos y cara

•Hidróxido de Sodio.Sólido en forma de perlas inflamable, Tóxico y dañino al contacto Masa molar: 40 g/mol Punto de fusión: 323°C Punto de ebullición: 1.388°C Hidrosolubilidad: 1.09 g/L MEDIDAS DE PROTECCIÓN Mantener alejado del calor, utilizar en todo momento protección respiratoria y para ojos y cara 2. Reacciones Químicas 3 Diagrama del Proceso.

Referencias: -S.a. (2022) Ficha de Datos de Seguridad: Metanol. Roth. Recuperado de:https://www.carlroth.com/medias/SDB-T193-ES-ES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wzNzE1MTZ8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oYzIvaDE0LzkxMTcxNjE5NDcxNjYucGRmfGNkN2Q1MTEwMDhmYWEyNTNmODEzNDhiODUwY2U1ZDFhNGExMjBjZTYxYmQyMjliN2Q4M2JiNjQxNjQ4ZDU3Njg -S.a. (2022) Ficha de Datos de Seguridad: Hexano. Roth. Recuperado de:https://www.carlroth.com/medias/SDB-4723-ES-ES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wzMTQ2NTd8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oZmYvaGFhLzkwNjAzODI3MDM2NDYucGRmfDBkMjAxNGEyYjJmMTIyNGQ2ZmUxZGE1ZDdmYWY4OTQxNDExNzVlN2Y4NTdmZTdlNmVhZDM1NzhjYzBhMTRkOTA -S.a. (2022) Ficha de Datos de Seguridad: Hidróxido de sodio. Roth. Recuperado de: https://www.carlroth.com/medias/SDB-9356-ES-ES.pdf?context=bWFzdGVyfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyOTY4MzR8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHNlY3VyaXR5RGF0YXNoZWV0cy9oZjUvaDM4LzkwNjk5NzMyNzQ2NTQucGRmfDY2NTMwZmQ3MjFhNzlmNDQ0MTU0ODBmOTM3MzQ0NTczZGVhNzQ1NTRmNzZhMzI5MGIzYjY0ZGJmZjQ0ODY5YWU

Salud de los trabajadores

Principio 9. Desarrollo y Bienestar Social Las operaciones de producción de bioenergéticos deben garantizar los derechos de los trabajadores, respetar las costumbres locales y producir beneficios sociales. 9.1. Los trabajadores disfrutan de libertad de asociación, derecho de organizarse y el derecho de acuerdos colectivos. 9.2. Los trabajadores están libres de discriminación. 9.3. Los salarios de los trabajadores cumplen con todas las leyes nacionales, convenciones internacionale s aplicables y los acuerdos colectivos. 9.4. Las condiciones de seguridad y salud ocupacional para los trabajadores cumplen los estándares nacionales e internacionales reconocidos. 9.5. El Operador implementa un mecanismo para asegurar que los derechos humanos y laborales se aplican igualmente cuando el trabajo se contrata a través de terceros. 9.6. Se respetan los derechos, usos y costumbres de ejidos y comunidades locales con relación al acceso y paso por sus terrenos. 9.7. Se toman medidas para evitar afectaciones a las comunidades locales por efecto de la actividad. 9.8. Se contribuye a la mejora de la calidad de vida de los habitantes locales mediante el empleo directo e indirecto y otras acciones, especialmente e en regiones pobres de acuerdo a las evaluaciones de pobreza de CONEVAL. 9.9. Los derechos existentes, sobre la tierra y el uso de la tierra, se encuentran debidamente acreditados 9.10. El Consentimien to Libre, Informado y Previo (CLIP) forma la base de todos los acuerdos negociados para toda compensación , adquisición, cesión o renuncia voluntaria de derecho por los usuarios o propietarios de tierras para utilizarla en la operación. 9.11. El Operador evalúa los riesgos a la seguridad alimentaria derivados de la implementaci ón del proyecto y mitiga cualquier impacto negativo que resulte de sus operaciones, conforme a los lineamientos, que en su caso, emita la SAGARPA.

Balances de Materia

Conclusión

La emergencia climática que se vive actualmente ha orillado a la industria a buscar alternativas para la obtención de energía. Actualmente existen diversas formas de crear dicha energía de una forma más sostenible, como lo es en este proyecto a partir de biomasa, pero además dichos procesos deben ser analizados a fondo para poder determinar si se contribuye de manera significativa a la búsqueda de la mejora del cambio climático y un desarrollo sostenible a largo plazo. A partir de este análisis realizado se pudo observar que el proyecto cumple con el objetivo de buscar una método más amigable con el medio ambiente pero además el cual pueda satisfacer con la demanda que existe actualmente. Desde el tratamiento de los reactivos hasta la obtención del producto final se buscó tener un proceso que no requieriera de sustancias tóxicas, pero más que nada que todo lo utilizado fuera aprovechado hasta su máxima capacidad y evitar generar mayores residuos o algun efecto contraproducente.

Análisis de Cumplimiento de los Principios de la Ingeniería Sostenible.

1. Inherente y no circunstancial • Si cumplimos con este principio, ya que todo lo que entra y lo que sale de nuestro proceso no son peligrosas, aparte contamos con las propiedades físicas y químicas de todas las materias primas, productos y subproductos y con los balances de materia y energía. 2. Prevenir en vez de tratar • Este principio si lo cumplimos, ya que los residuos de café que salen de la etapa de extracción no contienen hexano. 3. Diseñar evitando operaciones de separación. • Este principio no lo cumplimos en su totalidad, ya que contamos con una torre de destilación y un flash, pero se trató de tener el menor número de torres de destilación al utilizar otros métodos de separación. 4. Maximizar eficiencia. • Nuestro proceso de producción es largo, pero eficiente. En la etapa de reacción, se tienen 4 reacciones en total, 1 de esterificación y 3 de transesterificación. Estas reacciones son simples y cabe mencionar que no son tóxicas, ya que se pretende recircular el metanol y el hidróxido de sodio. 5. Extraer en vez de empujar. Responder al para qué y no al porqué. • No cumplimos con este principio, ya que el proceso de biodiésel se pretende que sea a gran escala para poder satisfacer la demanda a nivel nacional e internacional, por lo que la planta tiene que ser a gran escala y no a pequeña escala.

6. Mantener la complejidad de la naturaleza • Este principio se cumple en nuestro proceso, ya que la complejidad se mantiene a la hora de recircular corrientes, lo que a largo plazo nos va a beneficiar a la hora de producir biodiésel porque se están buscando formas de aprovechar las materias primas que no reaccionan en nuestro proceso, y así se beneficia el proceso. 7. Diseñar de forma holística. Integración de procesos. • Si cumplimos con este principio, porque en el proceso se busca la integración energética y másica y se optimiza el proceso para así reintegrar corrientes y aprovechar las redes de intercambio. 8. Diseñar y comercializar de la cuna a la cuna • Si cumplimos con este principio, ya que nuestro biodiésel se produce con residuos de café que son reciclados de cafeterías y se les llega a dar un segundo uso antes de que ya no puedan aportar los componentes necesarios para ser reciclados. 9. Insumos materiales y energéticos renovables • Si cumplimos con este principio, ya que estamos reciclando las corrientes que se puedan para así poder integrarlos nuevamente al proceso. 10. Tener la voluntad de diseñar sosteniblemente. • Si cumplimos con este principio porque a la hora de diseñar nuestro proceso de biodiésel a base de residuos de café, tuvimos muy presente la parte de sostenibilidad y siempre estuvimos pensando en ¿cómo podemos realizar que nuestro proceso sea más sustentable? Fue difícil lograrlo, y hubo aspectos que no pudimos lograr que fuera 100% sustentable, pero teníamos la voluntad para lograr el objetivo.

Extracción

Producción

Norma Mexicana NMX-AA-174-SCFI-2015

Establece especificaciones y requisitos para la certificación de sustentabilidad ambiental en la producción de bioenergéticos líqudos de origen vegetal.

Principio 1. Legalidad Principio 2. Planeación, Monitoreo y Mejora continua Principio 3. Gases de Efecto Invernadero Principio 4. Conservación Principio 5. Suelo Principio 6. Agua Principio 7. Aire Principio 8. Uso de tecnología y manejo de residuos Principio 9. Desarrollo y Bienestar Social

Norma Mexicana NMX-AA-174-SCFI-2015

Principio 3. Gases de Efecto Invernadero La producción de bioenergéticos contribuye a la reducción de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero durante su ciclo de vida con respecto a los combustibles fósiles. Principio 4. Conservación Las Operaciones de bioenergéticos, implementan prácticas que revierten o impiden impactos negativos en la biodiversidad, los ecosistemas y los valores de conservación. Principio 5. Suelo Las Operaciones de bioenergéticos, implementan prácticas que revierten la degradación del suelo y/o mantienen o hasta mejoran la calidad del suelo. Principio 6. Agua Las Operaciones de bioenergéticos, mantienen o mejoran la calidad y cantidad de los recursos hídricos superficiales y subterráneos. Principio 7. Aire Las Operaciones de bioenergéticos minimizan la contaminación del aire, a lo largo de su cadena de producción. Principio 8. Uso de Tecnología e Insumos y Manejo de Residuos Las Operaciones de bioenergéticos usan tecnologías que maximizan la eficiencia productiva y el desempeño social y ambiental, y minimizan el riesgo de daños al ambiente y a las personas.