The technological development and use of renewable sources derived from biomass to satisfy energy demand and generate bioproducts is very limited in Mexico. This contributes to slower the transition of Mexico as a sustainable country. Applying chemical process simulation to biorefinery design, conceptual design and techno-economic analysis of a biorefinery is proposed that processed fodder nopal (Opuntia Ficus-Indica) cladodes to obtain biomethane, bio-fertilizer and other products, through two different upgrading processes from biogas to biomethane. Profitability criteria based on three aspects are considered; plant operating time, cash flow during plant construction and operation, and rate of return on project investment. The profitability criteria of the projects indicate that the cryogenic biogas upgrading process, with a rate of return on investment (ROI) of 16.49%, is a better investment option, compared to the absorption process which has an ROI of 14.63%, for both cases the minimum acceptable rate of return (MARR) is 15%. Based on these results, investment decisions can be made more quickly, reliable and with a reduction in economic expenses. The methodology and simulation proposed in this research can be used to analyze various biomass sources and their yields for the production of bioenergetics.
El uso y desarrollo tecnológico de fuentes renovables derivadas de biomasa para satisfacer la demanda energética y generar bioproductos es muy limitado en México. Esto contribuye a que la transición de México como país sustentable sea más lenta. Aplicando la simulación de procesos químicos al diseño de biorrefinerías, se plantea el diseño conceptual y análisis tecno-económico de una biorrefinería que procesa cladodios de nopal forrajero para obtener biometano, bioabono y otros subproductos, a través de dos diferentes procesos de acondicionamiento de biogás a biometano. Se consideran criterios de factibilidad basados en tres aspectos; tiempo de funcionamiento de la planta, flujo de efectivo durante la construcción y operación de la planta, y tasa de rendimiento de la inversión del proyecto. Los criterios de factibilidad de los proyectos indican que el proceso criogénico de acondicionamiento del biogás, con una tasa de retorno sobre la inversión (ROI) del 16.49% es una mejor opción de inversión, comparado con el proceso de absorción el cual tiene una ROI del 14.63%, para ambos casos la tasa de rendimiento mínima aceptable (TREMA) es del 15%. Con base a estos resultados se pueden tomar decisiones de inversión de forma más rápida, confiable y con una disminución de gastos económicos. La metodología y simulación planteadas en esta investigación pueden usarse para analizar diversas fuentes de biomasa y sus rendimientos para la producción de bioenergéticos.
