Sugarcane molasses are the largest produced waste in sugarcane mills. On average, more than 2 million tons of molasses were produced in the last harvesting cycle and sugarcane transformation, only 3.25% was used for other processes. Molasses composition is rich in sucrose and other components that may be used in fermentation purposes, therefore this residue has great potential to become the main raw material of a biorefinery. A biorefinery is based in the production of biofuels and high value bio-products of high added value from renewable and sustainable raw materials. In this work, it was developed different biorefinery configurations to produce ethanol, lactic acid and succinic acid, due to their current relevance in the different markets and contexts. For each scenario, the annual production of molasses corresponding to the state of Michoacán was distributed in different proportions: 150 tons per day for each biorefinery scenario were designated in several quantities for each process line. Through the Aspen Plus simulation software, techno-economic parameters were evaluated, and the environmental impact of the eight scenarios proposed was also analyzed. The production of ethanol and lactic acid are the most energy demanding processes because of the purification stages. On the other hand, the production of succinic acid shows the lowest energy requirements but a lower yield performance per kilogram of transformed molasses. Scenarios 3 and 4 showed the best performances in the three aspects analyzed. Scenario 3 has a net profit of USD 3,785,407.99 / year and Scenario 4 a net profit of USD 6,660,300.37 / year. The environmental impact of both problems are relatively acceptable, therefore, either of these two configurations provides positive results if they are integrated into the processing lines of Mexican sugarcane mills.
Las melazas de caña de azúcar son un residuo resultante del proceso de producción de azúcar. En promedio, en la última cosecha y procesamiento de caña de azúcar se produjeron más de 2 millones de toneladas de melazas, solo el 3.25 % fue aprovechado para otros fines. Debido a la composición mayoritaria de sacarosa en las melazas, este residuo tiene gran potencial para convertirse en materia prima principal de una biorrefinería. Una biorrefinería consiste en la producción de biocombustibles y bioproductos de alto valor agregado a partir de materias primas de origen renovable y sustentable. En este trabajo de investigación, se diseñaron distintas configuraciones de biorrefinería para producir etanol, ácido láctico y ácido succínico, lo anterior debido a su relevancia actual. Para cada escenario se distribuyeron en diferentes proporciones la producción anual de melazas correspondiente al estado de Michoacán; esto es 150 toneladas por día para cada escenario de biorrefinería, distribuidos en distintas proporciones para cada línea de proceso. Mediante el software de simulación Aspen Plus, se evaluaron parámetros tecno-económicos, así como también se analizó el impacto ambiental de los ocho escenarios propuestos. La producción de etanol y ácido láctico son los procesos que requieren mayor energía para el proceso de purificación. Por el otro lado, la producción de ácido succínico muestra los requerimientos energéticos más bajos pero un menor desempeño en el rendimiento por kilogramo de melaza procesada. Los escenarios 3 y 4 mostraron los mejores desempeños en los tres aspectos analizados. El escenario 3 registró una utilidad neta de 3,785,407.99 USD/año y el escenario 4 una utilidad neta de 6,660,300.37 USD/año. Los impactos ambientales de ambos escenarios son relativamente aceptables, por lo tanto, cualquiera de estas dos configuraciones aportaría resultados positivos si se integran a las líneas de procesamiento de los ingenios azucareros mexicanos.
