producción de cachaca

INTRODUCCIÓN

La industria de alimentos es uno de los campos más importantes para el desempeño de la ingeniería química, además de ser una de las industrias más rentables. Esta rentabilidad depende directamente de qué tan óptimos sean los procesos de fabricación de los alimentos, no solo en la parte de maximizar la cantidad de producto elaborado, si no también teniendo en cuenta la elaboraciónde productos de alta calidad que agraden al consumidor (sabor, olor, color, entre otras) y que tengan el mínimo costo de producción posible.
El trabajo es acerca de un sector particular de la industria de alimentos conocido como la industria de las bebidas alcohólicas, en la cual la operación unitaria mas importante para la elaboración del producto es la destilación de jugos fermentadosprovenientes de granos (cebada, trigo, malteada, centeno y maíz), caña de azúcar o frutas (las más populares uva y manzana en la industria del vino). Lo que hace tan importante a la destilación en esta industria es la necesidad de obtener el grado de alcohol adecuado en el producto final, además de tener una adecuada concentración de otras sustancias menores presentes en los jugos fermentados, las cualesson muy importantes en la caracterización de la bebida alcohólica; Por ejemplo los compuestos del grupo carbonilo son importantes en el aroma y los alcoholes grandes como el alcohol isoamilico, eliso-butanol, el propanol y eliso-propanol son el grupo de componentes más importante en el sabor de la bebida alcohólica. Sin embargo también se sabe que altas concentraciones de estos componentesmenores pueden ser perjudiciales para la salud del consumidor, siendo responsables de enfermedades como el síndrome de “hangover” o causar ceguera temporal, total o incluso la muerte por intoxicación con metanol. Por estas razones se debe tener mucho cuidado con la concentración de los componentes menores especialmente el metanol el cual requiere un estricto control, lo que hace difícil el estudio delproceso de destilación de las bebidas alcohólicas.
En el trabajo se simulará la destilación del jugo fermentado de caña de azúcar para la producción de cachaça una bebida típica fermentada de Brasil en un destilador flash a condiciones de 97°C y 100 kPa, teniendo en cuenta que ésta tiene un rango de 38-54 grados de alcohol y las composiciones estándar fijadas por la legislación brasileña de loscomponentes menores son las siguientes:
Componente
Concentracion (mg/100 ml de alcohol anhidro)
Acido acetico
0 -150
Acetato de etilo
0 - 200
Acetaldehido
0 - 30
Alcoholes superiores
0 - 360
Metanol
0 - 20















MARCO TEÓRICO

La utilización de simulaciones en procesos como la destilación es una actividad de gran crecimiento en la actualidad, ya que permitepredecir o acercarse a una predicción del comportamiento de un sistema sin tener que recurrir a la experimentación a gran escala y con fondos limitados o incluso insuficientes, es por esta razón que se opta por dejar los cálculos a un software especializado, esto reduce costos y tiempo sin alejarse demasiado de la realidad si la simulación es buena.
Para llevar a cabo cualquier tipo de simulaciónes necesario elegir un modelo termodinámico pertinente o recomendado en fuentes confiables, con los cuales se puedan obtener resultados lo más cercano posibles a la realidad.
Partiendo de lo anterior, y aplicándolo al proceso en cuestión, se eligió como punto de partida el modelo NRTL (non random two liquids) ya que era recomendación del autor del artículo tomado como referencia para este proceso.El modelo NRTL fue desarrollado por Renon y Prausnitz en 1946 y se apoya en la ley de los gases ideales y en la ley de Henry; lo anterior hace que el método sea aplicable en preferencia y con mejores resultados en sistemas con sustancias parcialmente miscibles y para sistemas fuertemente no ideales en fase liquida, si se quisiera hacer más ideal se recurrirían a modelos más simples como lo son...