Producción de Etanol Deshidratado a partir de hemicelulosa




Diseño y Optimización de Procesos



Producción de Bioetanol








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- 2011 -

INTRODUCCIÓN

El objetivo de este proyecto es proporcionar una idea general de lo que representa la posibilidad de fabricar bioetanol para su uso como combustible, desde la perspectiva del desarrollo sustentable.
Hay dos tipos de etanol producido industrialmente: etanol sintético, y etanolfermentado (o bioetanol). Este último puede ser producido a partir de materia orgánica.

El bioetanol como combustible
Como sabemos, el bioetanol producido a partir de la fermentación puede utilizarse como combustible, o bien mezclarse en diversas proporciones con la nafta. El crecimiento en el consumo de bioetanol como combustible se debe a diversos motivos:
Por un lado, proporciona unaforma de energía renovable, que permite reemplazar en cierta medida el consumo de derivados del petróleo.
Por otro lado, el etanol también se usa como agregado para oxigenar la gasolina estándar, reemplazando al éter metil tert-butílico (MTBE), que es un considerable contaminante del suelo.

Ley de Biocombustibles
En nuestro país, se promulgó en 2006 la ley 26.093, o ‘Ley de Biocombustibles’,que establece que, a partir de 2010, “todo combustible líquido caracterizado como nafta […] que se comercialice dentro del territorio nacional, deberá ser mezclado […] con la especie de biocombustible denominada "bioetanol", en un porcentaje del CINCO POR CIENTO (5%) como mínimo de este último, medido sobre la cantidad total del producto final”.
La ley entiende por Biocombustibles “al bioetanol,biodiesel y biogás, que se produzcan a partir de materias primas de origen agropecuario, agroindustrial o desechos orgánicos, que cumplan los requisitos de calidad que establezca la autoridad de aplicación”.
Esta ley tiene como objetivo básico el fomento de la producción de biocombustibles en la Argentina para el mercado interno, a través de la promoción mediante beneficios fiscales.

Formas deobtención del bioetanol:
En general, se utilizan tres familias de productos para la obtención del alcohol:
· Azucares, procedentes de la caña o la remolacha, por ejemplo.
· Cereales, mediante la fermentación de los azúcares del almidón.
· Biomasa, por la fermentación de los azúcares contenidos en la celulosa y hemicelulosa.
Nosotros, realizaremos el estudio de bioetanol a partir de biomasalignocelulósica, usando procesos avanzados de pretratamiento y fermentación sobre madera de tulipeno (árbol de orígen norteamericano que se cultiva en zonas templadas de la Argentina).
Tanto las plantas como los árboles consisten principalmente en tres polímeros distintos:
La Lignina
La Celulosa
La Hemicelulosa
De estos tres polímeros, la celulosa contiene el mayor porcentaje de biomasa (deun 40 a un 60%), mientras que la hemicelulosa contiene entre un 15 y un 25%. La lignina en cambio, si bien tiene entre un 10 y un 25% de biomasa, no tiene un valor muy elevado en la industria, debido a que se rompe fácilmente en muchos monómeros distintos.


ALIMENTACIÓN Y AGREGADO DE COMPONENTES

Nuestra alimentación consiste en una corriente con los siguientes componentes:
SustanciasCaudal másico [kg/h]

Celulosa
46140

Hemicelulosa
Xilano
20600

Arabinano
850

Manano
4250

Galactano
260

Lignina
29930

Acetato
5020

Agua
51800

Total
158850

Acá surgió la primera dificultad con la que nos encontramos en este práctico, ya que la gran mayoría de los componentes que necesitamos no existen en la base de datos, lo que hizo necesario el agregadode ellos como compuestos ficticios.
Para solucionar esto, el programa tiene la opción de agregar componentes en forma de “componentes ficticios” o “hypothetical components”.


Fig. 1: Componentes Ficticios en el simulador

El simulador considera dos tipos de componentes:
1 – Componentes involucrados en equilibrio liquido vapor.
2 – Componentes que son solamente sólidos.


Fig. 2: Los...