Influencia de las regiones de estabilidad del biorreactor en la producción eficiente de alcohol carburante


Universidad Politécnica del Valle de Toluca
Ingeniería en Biotecnología
Daniel Alonso Martínez Baltazar 1207LNI039
Ensayo Artículo: Influencia de las regiones de estabilidad del biorreactor en la producción eficiente de alcohol carburante
Calificación: ___________________

Los procesos de separación “downstream” en biotecnología hacen parte de las etapas que más inciden en el costofinal del producto. En el mundo, la tendencia a reemplazar los combustibles fósiles por aquellos de origen renovable como el etanol, genera una demanda del mismo y la necesidad de optimizar los procesos de fermentación, tratamiento de vinazas y deshidratación.
El presente trabajo aborda el problema de la deshidratación a través de la simulación del proceso de destilación extractiva de etanolazeotrópico utilizando glicerol como agente de separación. El proceso simulado involucra dos columnas de destilación, una deshidratadora y una de recuperación de glicerol. Las restricciones de las simulaciones fueron la composición molar de etanol en el destilado de la columna deshidratadora y el consumo energético del proceso. Se evaluó el efecto de la relación molar de reflujo, la relación solventealimento, la etapa de entrada de solvente y de alimento, la temperatura de entrada de solvente, sobre las restricciones elegidas.
Los resultados muestran que el proceso de deshidratación de la mezcla etanol-agua con glicerol es eficiente desde el punto de vista energético.

Destilación extractiva
La destilación extractiva es una técnica utilizada para separar mezclas binarias azeotrópicas, en laque se adiciona un agente de separación o solvente, cuya característica principal es que no presenta la formación de azeótropos con ninguno de los componentes de la mezcla a separar.
El solvente altera de manera conveniente las volatilidades relativas de los componentes de la mezcla, por tal razón debe tener baja volatilidad para asegurar su permanencia en la fase líquida, además, paragarantizar el contacto con la mezcla a lo largo de toda la columna debe tener un punto de ebullición superior al de los componentes a separar y se debe adicionar en una de las etapas cercanas al condensador, por encima de la etapa de mezcla azeotrópica.

La destilación extractiva se ha estudiado y aplicado en la deshidratación y recuperación completa del etanol.
La ventaja que presenta ésta técnicarespecto de la destilación azeotrópica, utilizada por mucho tiempo, radica en que el etanol obtenido no contiene trazas del agente de separación lo que amplía su utilidad a productos alimenticios y farmacéuticos, además, las características del agente de separación hacen que su búsqueda sea menos dispendiosa y restringida que en el caso de la destilación azeotrópica. Una gran variedad de solventesque modifican la forma de la curva del equilibrio líquido vapor y eliminan el azeótropo han sido evaluados, entre los cuales se encuentran algunos glicoles, aminas, fenoles hidrofóbicos, parafinas, tiofenos y otros.

Para la obtención de etanol anhidro por destilación extractiva, se dispone de dos columnas consecutivas de destilación. En la primera, la columna deshidratadora, se alimenta etanolazeotrópico en una de las etapas intermedias y el glicerol en una etapa superior cercana al condensador. El producto de cima de esta columna es el etanol deshidratado hasta el grado deseado y el producto de fondo compuesto por agua y glicerol, es el alimento de la columna recuperadora, la segunda columna del arreglo.

En la columna de recuperación la restricción principal es la pureza delsolvente obtenido por los fondos, con el fin de asegurar que se encuentra libre de agua y que puede ser recirculado a la columna extractiva sin afectar la pureza del etanol allí obtenido.

Columna extractiva
Inicialmente se encuentran las condiciones de operación de la columna extractiva por medio de análisis de sensibilidad. Se determina el número de etapas y la etapa de alimento azeotrópico,...