Alcohol

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL RESISTENCIA

INGENIERÍA QUÍMICA

Producción de Etanol por Fermentación de Granos

INTEGRACIÓN III

Profesores: Dra. SARNO, M. C.
Ing. GODOY, C

Alumnas: Acevedo Gomez, Antonella
Figueroa, Maria Emilia
Magram, Natalia
Moro, Marilina
Villalva, Carolina

2008

1)Descripción del proceso

El proceso comienza con la limpieza del grano de maíz que pasan ya limpio a través de los molinos que lo convierten en un polvo fino (harina de maíz). La harina se transporta a un tanque donde es mezclada con agua y vapor condensado reciclado de un proceso posterior. A partir de aquí la mezcla resultante se denomina mosto.
El mosto es transportado a un tanque deprecocción donde se le inyecta primeramente vapor vivo a 1 atm y luego vapor saturado a 10 atm para aumentar la temperatura del mosto a 160º C.
El mosto es enviado a un tanque de cocción. Después de permanecer el tiempo necesario, es sometido abruptamente a 1 atm de presión obteniéndose vapor saturado y mosto concentrado a 63º C. El fin de la cocción es acortar la estructura del almidón para queposteriormente la levadura pueda metabolizar directamente las cadenas de azucares.
Al mosto concentrado se le agrega amilasa de hongos para convertir el almidón en oligosacaridos. La mezcla pasa a los reactores de sacarificación donde es convertida a azucares fermentables a 60º C.

[pic]

El licor resultante se mezcla con vinaza (unidad de corriente producida posteriormente en el proceso) enlos reactores para disminuir el pH, proveer nutrientes fermentados y obtener un volumen de mosto mayor. La mezcla de mosto convertido y vinaza, que es enfriada en intercambiadores de calor a 29º C, ingresa a los reactores de fermentación donde se le agrega levadura.

[pic]

En la fermentación los monosacáridos son convertidos por enzimas a alcohol, agua y dióxido de carbono. Lo obtenido enlos tanques de fermentación es enviado a un recipiente, donde se calienta a 137º C mediante vapor saturado a 10 atm.
La mezcla es bombeada a un tanque donde se aplica vacío para separar la mayor parte de dióxido de carbono, el resto vaporizado (alcohol, agua y una pequeña parte de dióxido de carbono) es condensado. El condensado vuelve como reflujo al tanque de vacío para sacar todo el dióxidode carbono posible.
El liquido proveniente del tanque de vacío tienen una composición de 7,1% en peso de alcohol, 6,9% en peso de sólidos solubles y suspendidos y agua. Este ingresa a la columna de destilación por la parte media. Se trata de una destilación continua con reflujo, la cual se lleva a cabo en una columna de platos. El objeto de esta operación es separar el alcohol de los sólidossolubles y suspendidos. Se retiran de la columna dos corrientes: una de ellas sale por la parte inferior, tomada como producto de cola (rica en agua); y la otra por la parte superior, denominada producto de cabeza o destilado (rico en etanol).
El destilado obtenido es un azeótropo[1] de alcohol y agua. El agua tiene un punto de ebullición de 100 ºC y el etanol tienen un punto de ebullición de 78ºC. La composición del azeótropo es de 89% en moles de etanol y 11% en moles de agua. Este ingresa a la columna de destilación azeotrópica junto una corriente de pentano (usado como arrastrador) que ingresa por la parte superior de la misma. La presencia de pentano causa la formación de un azeótropo terciario (etanol-agua-pentano). Como producto de fondo se retira etanol prácticamente puro (99,5%) ypor la parte superior sale un azeótropo heterogéneo. El azeótropo terciario se condensa y decanta para formar una corriente rica en pentano y otra de etanol acuoso. La fase rica en pentano vuelve como reflujo a la columna de destilación azeotrópica. La fase de etanol acuoso ingresa a una columna de destilación simple donde se retira el agua prácticamente pura como producto de cola y etanol y...