Ingeniero

187

Scientia et Technica Año XI No 28 Octubre UTP. ISSN 0122-1701

SIMULACIÓN DE LOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE ETANOL
A PARTIR DE CAÑA DE AZÚCAR Y MAÍZ
RESUMEN
En este trabajo se muestran las tecnologías existentes para la obtención de etanol
carburante a partir de dos materias primas potenciales de la agricultura
colombiana, la caña de azúcar y el maíz. Se realizó la selección delproceso más
adecuado para ambas materias primas teniendo en cuenta factores económicos y
ambientales. Finalmente se simularon los procesos escogidos, obteniendo
resultados semejantes a los de los procesos reales correspondientes. Se demostró
que las técnicas de simulación son una herramienta poderosa que permite
minimizar tiempo, costos y experimentación en el diseño de bioprocesos como
los deobtención de alcohol carburante.
PALABRAS CLAVES: Etanol carburante, simulación, caña de azúcar, maíz,
diseño de procesos.
ABSTRACT
In this work, current technologies for fuel ethanol production are shown. Two
potential Colombian feedstocks were evaluated: sugar cane and corn. The most
suitable process for each raw material was selected taking into account
economical and environmentalcriteria. Finally, chosen processes were
simulated, obtaining similar results related to real processes. Simulation
techniques demonstrated to be a powerful tool allowing the minimization of time
and expenses during the experimental runs required for process design.
KEYWORDS: Fuel ethanol, simulation, sugar cane, maize, process design

CARLOS ARIEL CARDONA
Ingeniero Químico, M.Sc., Ph.D.Departamento
de
Ingeniería
Química, Universidad Nacional de
Colombia sede Manizales
ccardonaal@unal.edu.co
ÓSCAR JULIÁN SÁNCHEZ
Ingeniero Químico, M.Sc.
Departamento de Ingeniería
Universidad de Caldas
osanchez@ucaldas.edu.co
MARÍA ISABEL MONTOYA
Ingeniera Química
Universidad Nacional de Colombia
sede Manizales
mariaisa1682@yahoo.com
JULIÁN ANDRÉS QUINTERO
Ingeniero Químico
UniversidadNacional de Colombia
sede Manizales
july9957@yahoo.com

1. INTRODUCCIÓN
Actualmente el biocombustible más importante es el
etanol, producto 100% renovable obtenido a partir de
cultivos bioenergéticos y biomasa. El etanol carburante
es utilizado para oxigenar la gasolina, permitiendo una
mejor oxidación de los hidrocarburos y reduciendo las
emisiones de monóxido de carbono, compuestosaromáticos y compuestos orgánicos volátiles a la
atmósfera [1]. El uso de alcohol etílico como
combustible no genera una emisión neta de CO2 sobre el
ambiente debido a que el CO2 producido en los motores
durante la combustión y durante el proceso de obtención
del etanol, es nuevamente fijado por la biomasa mediante
el proceso de fotosíntesis.
Entre los cultivos bioenergéticos más usados parala
producción de etanol la caña de azúcar es la materia
prima más utilizada en países tropicales tales como Brasil
e India. En Norte América y Europa el etanol carburante
se obtiene del almidón presente en el maíz y los cereales
[2].
El proceso de obtención de etanol a partir de caña de
azúcar comprende la extracción del jugo de caña (rico en
azúcares) y su acondicionamiento para hacerlomás
asimilable por las levaduras durante la fermentación. Del

Fecha de Recepción: 31 Mayo de 2005
Fecha de Aceptación: 30 Agosto de 2005

caldo resultante de la fermentación debe separarse la
biomasa, para dar paso a la concentración del etanol
mediante diferentes operaciones unitarias y a su posterior
deshidratación, forma en que es utilizado como aditivo
oxigenante.
Para el proceso deobtención de etanol a partir de maíz es
necesario hidrolizar las cadenas de amilosa y
amilopectina presentes en el almidón en azúcares
apropiados para la fermentación. La degradación del
almidón se lleva a cabo por procesos enzimáticos
después de una etapa de gelatinización donde se
solubiliza el almidón con el fin de hacerlo más accesible
a las amilasas. El jarabe de glucosa resultante...