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• Juan Ocampo

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VARIEDADES DE PAPA PARA LA OBTENCIÓN DE ETANOL

Prof. Ing. Agr. Andrés Contreras M. Inst. Prod. Y Sanidad

Vegetal. Universidad Austral de Chile. [email protected]

El BIOETANOL Se denomina así al alcohol etílico deshidratado (99.4% de pureza) utilizado en motores a (explosión), que sustituyen a la gasolina en forma parcial y/o total. •Materias Materias ricas en sacarosa: como la cañ caña de azú azúcar, la melaza, el sorgo dulce, la uva. •Materias Materias ricas en almidó almidón: como los cereales (maí (maíz, trigo, cebada, etc.) y los tubé tubérculos (camote, topinambur, topinambur, papa, papa, etc). etc). •Materias Materias ricas en celulosa: como la madera y los residuos agrí agrícolas.

CULTIVOS ANUALES: MATERIAS PRIMAS POTENCIALES EN CHILE PARA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL Y BIODIESEL. ESTIMACIÓN PRELIMINAR 2010. Cultivo

Superficie* (ha)

Rendimiento (ton/ha)

Producción materia prima (ton)

Factor de Conversión L/ton

Producción Biocombustibles m3

Trigo

50.000

5

250.000

360

90.000

Avena

20.000

5

100.000

330

33.000

Maíz

30.000

15

450.000

420

189.000

Papa

20.000

25

500.000

130

65.000

Remolacha

10.000

100

1.000.000

80

80.000

TOTAL

130.000

Bioetanol

2.300.000

457.000 157.000

Demanda estimada CNE 2010 Biodiesel Maravilla

20.000

3

50.000

330

16.500

Raps

20.000

4

80.000

350

28.000

TOTAL

40.000

130.000

250.000

Demanda estimada CNE 2010 Participación cultivos anuales (%) TOTAL BE+BD

170.000

Fuente: ODEPA, cifras sujetas a revisión *Superficies

adicionales a “consumo humano” y salmones

44.500

17.8 2.430.000

EL PRODUCTO PAPA UTILIZADO EN PRODUCCION DE ETANOL SE BASA EN EXCEDENTES Y DESECHOS Y QUE PRESENTAN UN RANGO DE ALMIDON DE 7 -14%.

CUALQUIER INDUSTRIA DEBE USAR MATERIA PRIMA APROPIADA CON UNA CONVERSION DE ESTA A PRODUCTO ELABORADO LO MAS ESTRECHO POSIBLE.

BUEN BALANCE ENEGETICO

NO COMPETITIVO CON OTROS DESTINOS (ALIMENTACION)

PETROLEO CON VALORES SOBRE US$ 80/BARRIL

02/11/2007 El plan de producción de etanol en Australia aumentará el precio de los alimentos • Los planes del gobierno australiano de hacer obligatorio el uso de etanol aumentará los precios de los alimentos, debido al gran aumento de la demanda por grano, utilizado para hacer biocombustible, advirtieron los mayores productores de ganado del país. • En una reunión de emergencia en Canberra ayer, llamaron a los gobiernos estatales a abandonar las proposiciones para obligar el uso de etanol, argumentando que esta medida pondrá más presión a los precios mundiales de los granos que ya han llegado a récords por la sequía y la disminución del stock mundial. • Productores de carne de bovino y cerdo, huevos y lácteos advirtieron que les generaría grandes pérdidas como resultados de los precios récord que están pagando por los granos para alimentar a sus ganados.

Potencial de producción de etanol a partir de papa. Autor

Litros de etanol por tonelada

variedad

% almidón

Easson et al (2004)

80

Desechos

Sin antecedente

Abreau 2005

11

Desechos

Sin antecedente

ODEPA (2006)

130

Sin antecedente

Sin antecedente

Liimatainen et al (2005)

102,7

3

13,8

91,3

4

12,9

103,9

5

-

83,7

6

11,2

106,4

7

14,1

120,4

8

19,3

Producción por 100 kg de papa

Producción (litros o kg de Etanol)

kg EtOH

L EtOH

20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0

5

10

15 % almidón en base seca

20

25

30

BALANCE ENERGÉTICO Producto

Producción t/ há

Cantidad (kg) / Litro etanol

Balance energético

Rendimiento etanol / há

Caña

85

12

10.2

7080

Maíz

10

2.5

3.45

4000

Papa (promedio regional)

25

11.11

6.47

2250

Papa (industria)

58

10

8.61

5800

Papa (potencial mejorada) datos literatura

58

7,69

9,94

7540

Estimado según >% almidón

58

6,25

10,12

9280

CALCULO ESTIMADO DEL LITRO DE ETANOL A CONSUMIDOR PAPA NAC.

PAPA PROYECTO

EST. >% ALM.

Costo materia prima

500,0

346,2

281,3

Procesamiento indust.

30,0

30,0

30,0

Infraest.Indust.

36,0

36,0

36,0

Imprevistos

7,0

7,0

7,0

Distribución

5,0

5,0

5,0

Margen (20%)

122,3

122,3

122,3

TOTAL NETO

700,3

546,46

481,56

IVA

133,0

103,8

91,5

TOTAL

833,3

650,3

573,1

Potencial regional de superficie IX 1,004,737 369,598 635,139

Total ha cultivables Cultivos Intensivos Praderas

Superficie nacional

Superficie IX X (ha)

desechos (t)

Prod. Etanol

2005-06 (ha)

60%

7%

litros

63.200

37.920

53.038

4.565.568

20.000

400.000

34.400.000

10.000

580.000

75.400.000

Sup. adicional papa mejorada

X 1,068,365 180,932 887,433

10.000

GENERACIÓN DE UNA VARIEDAD DE PAPA PARA USO EXCLUSIVO EN LA PRODUCCIÓN DE ETANOL

¿QUÉ TENEMOS? Banco genético de la papa chilena=> 280 variedades nativas y algunas especies silvestres. Material ocupado por Chilotes => alimentación Países desarrollados => nuevas variedades de distintos usos. Chile=> variedades para pequeña agricultura de San Juan de la Costa Variedades funcionales con alto poder antioxidante.

EVALUACION: RESISTENCIA Y/O TOLERANCIA

PLATOS

CARACTERÍSTICAS AGRONÓMICAS DE MATERIAL GENÉTICO: ALTO RENDIMIENTO MATERIA SECA ALMIDÓ ALMIDÓN CALIDAD CULINARIA GLICOALCALOIDES ANTIOXIDANTES ALMIDÓ ALMIDÓN RESISTENTE

MATERIA PRIMA PARA BIOETANOL=> -ALTO CONTENIDO EN MATERIA SECA, -PORCENTAJE DE ALMIDÓ ALMIDÓN SOBRE EL 18 % -ALTOS RENDIMIENTOS POR UNIDAD DE SUPERFICIE. - RÚSTICAS - AMARGAS(¿ AMARGAS(¿?)

ESTAS CARACTERÍSTICAS Y CON UN RENDIMIENTO DE 50 TONELADAS /HA PUEDEN PRODUCIR SOBRE LOS 6.000 LITROS DE ETANOL/ HA.

HIPOTESIS DE I&D En el Germoplasma chileno de papas se encuentran genes favorables para la producción de almidón, materia seca, los que se pueden transferir a nuevas variedades de papa para conseguir alta eficiencia en la producción de etanol

OBJETIVO GENERAL Generar nuevas variedades con alto contenido en materia seca, almidó almidón, alto rendimiento y rusticidad (amargas?)

Desarrollar un bioproceso mejorado para la obtenció obtención de etanol a partir de papa.

GENERACIÓN DE VARIEDADES DE PAPAS APTAS PARA PRODUCCIÓN DE ETANOL

SELECCIÓN PROGENITORES

ESPECIES Y CULTIVARES INTRODUCIDOS

PROGRAMA DE CRUZAS; INGENIERIA GENETICA

NUEVAS LINEAS Selección; -Alto Alto rendimiento -Materia Seca -Almidón -Resistencia -Rusticidad

BIOENERGETICAS

EVALUACIÓN MULTIPLICACIÓN Y TRANSFERENCIA

Desarrollar bioprocesos para la producció producción de etanol de papa. Desarrollo de nuevas levaduras resistentes a altas cc de alcohol. Optimización del proceso industrial actual

Desarrollar uso para los subproductos. Proteína y fibras dietéticas Levaduras resistentes a altas cc de alcohol.

Multiplicar aceleradamente los materiales seleccionados

Desarrollar un proceso productivo primario especí específico para la producció producción de papas bioenergé bioenergéticas. Paquete tecnológico para la producción de papas bioenergéticas

Transferir las variedades de papa desarrolladas al medio productivo de energí energía.

PRINCIPALES IMPACTOS ECONÓMICOS

1.1.- Producto altamente energé energético a partir de un cultivo tradicional (papa) 2.-- Patentamiento e inscripci inscripció 2. ón de nuevas variedades 3.3.- Aumento del uso total de mano de obra 4.4.- Generació Generación de una nueva cadena de valor en la agricultura chilena 5.-- Ahorro de divisas 5. 6.6.- Disminució Disminución del impacto ambiental

¿CÓMO SE OBTIENE ETANOL?

CADENA PRODUCTIVA DEL ETANOL CARBURANTE

Maíz Trigo Cebada Sorgo Papa

Almidones

GASOLINA E10 90%+10%

Hidrólisis

Caña de azúcar/ Melaza remolacha/ Melaza

Azúcar

Hidrólisis Madera Desperdicios forestales Basura municipal

Celulosas

Fermentación destilación

Etanol Hidratado

Deshidratación

Etanol deshidratado

RENDIMIENTO DE DIFERENTES MATERIAS PRIMAS VER LE BIOETHANOL – CARBURANT… PAG. 12

PROBLEMA Y/U OPORTUNIDAD Chile => combustibles fó fósiles Requerimientos => 3.000 millones de litros anuales Valor => US$ 5.000 millones. Problemas => Fuerte impacto medioambiental : polució polución y calentamiento global. ETANOL se puede obtener de: Materiales vegetales

BALANCE ENERGÉTICO EN LA PRODUCCIÓN DE PAPA Factor (MJ) Total entrada SALIDAS Rendimiento Rendimiento bruto (ton/ha) Etanol (L/ton) Total Salidas Valor Neto de energía Balance energético Ganancia neta energía

88,4769786

Energía MJ/t Promedio Media 30785,3 59601,8

Superior 67146,7

25 90 199073,2

58 100 513166,5

58 130 667116,4

168287,94

453564,67

599969,76

6,47 646,65

8,61 860,99

9,94 993,52

RENDIMIENTO DE ALMIDON/HA DE LOS CULTIVOS EN CHILE Producto

Producción t/ há

Maíz Papa (promedio regional) Papa (industria) Papa (potencial mejorada)

14 25 58 58

% almidon

ton almidon/ha

80 14 18 28

11,20 3,50 10,44 16,24