Estudio tecno–económico para el montaje de una planta piloto de producción de enzimas celulolíticas en la Universidad de Caldas

Abstract

spa:La agroindustria del café genera diferentes residuos en la cosecha y poscosecha. Por lo tanto, se requieren nuevos procesos de valorización para este tipo de residuos. El objetivo de este trabajo fue diseñar y evaluar tecno-económicamente mediante simulación de procesos, la producción de enzimas celulolíticas a partir de cascarilla de café usando el hongo Trichoderma reesei. Dos escenarios fueron evaluados: 1) Producción de enzima celulolítica líquida con un mínimo de 12,5% (p/p) de enzima y un máximo de 66,6% (p/p) de humedad. 2) Producción de enzima celulolítica en polvo con un máximo de 74,1% de enzima y un máximo de 5% (p/p) de humedad. El software SuperPro Designer fue utilizado para diseñar y simular los escenarios del proceso. La capacidad de procesamiento de la planta en ambos escenarios fue establecida en 1,893 toneladas por año, correspondiente a 5,658 toneladas por lote (escenario 1) y 5,661 toneladas por lotes (escenario 2). Los resultados sugieren que el escenario 1 fue el mejor proceso para producir enzimas celulíticas con un valor presente neto (VPN) de $103,522,000. Este trabajo demostró que la cascarilla de café exhibe un alto potencial como materia prima para producir enzimas celulíticas utilizando el hongo T. reesei. También demostró que las técnicas de simulación son herramientas poderosas al momento de tomar decisiones en proyectos de inversión que involucran tecnologías para la valorización de los residuos de la agroindustria del café en el contexto del diseño de futuras biorrefinerías.

eng:The coffee agribusiness generates different residues at harvest and post-harvest. Therefore, new recovery processes are required for this type of waste. The objective of this work was to design and evaluate techno-economically by means of process simulation, the production of cellulolytic enzymes from coffee husk using the Trichoderma reesei fungus. Two scenarios were evaluated: 1) Production of liquid cellulolytic enzyme with a minimum of 12.5% (w/w) of enzyme and a maximum of 66.6% (w/w) of moisture. 2) Production of powdered cellulolytic enzyme with a maximum of 74.1% enzyme and a maximum of 5% (w/w) moisture. SuperPro Designer software was used to design and simulate the process scenarios. The plant's processing capacity in both scenarios was established at 1,893 tons per year, corresponding to 5,658 tons per batch (scenario 1) and 5,661 tons per batch (scenario 2). The results suggest that scenario 1 was the best process to produce cellulite enzymes with a net present value (NPV) of $ 103,522,000. This work demonstrated that the coffee husk exhibits a high potential as a raw material to produce cellulite enzymes using the fungus T. reesei. It also showed that simulation techniques are powerful tools when making decisions in investment projects that involve technologies for the recovery of waste from the coffee agroindustry in the context of the design of future biorefineries.