Procedimiento para la síntesis y el diseño óptimo de plantas discontinuas de obtención de bioetanol empleando bagazo de caña de azúcar
Fecha
2013
Autores
Albernas Carvajal, Yailet
Título de la revista
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Editor
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Facultad de Química-Farmacia. Departamento de Ingeniería Química
Resumen
En el trabajo se elabora un procedimiento, para obtener la síntesis y diseño óptimo de plantas
discontinuas; el cual fue aplicado a la tecnología de obtención de etanol empleando
hidrolizado de bagazo. Se determinan los modelos de las expresiones de velocidad de las
etapas de pretratamiento e hidrólisis enzimática, teniendo en cuenta resultados obtenidos a
nivel de laboratorio con diseños 22 y 23 variando las principales variables involucradas. Para la
determinación de los modelos de las expresiones de velocidad en las etapas de pretratamiento
se aplica el método diferencial de análisis de datos a través de la técnica de los mínimos
cuadrados. En la hidrólisis enzimática se aplicó un diseño de experimento 23 con el fin de
observar el comportamiento de la producción de ART en el tiempo, con estos resultados y
utilizando un modelo cinético simplificado pseudo-homogéneo de Michaelis – Menten se
determinan los parámetros fundamentales de la expresión cinética. A partir del modelo global
propuesto se obtiene la configuración óptima de las etapas, el número de equipos en cada
etapa, el volumen de los equipos y el mínimo costo total de producción. Dicho modelo global
consiste en una formulación de programación matemática mixta entera no lineal (MINLP), la
cual es representada y resuelta mediante el Software Profesional, General Algebraic Modeling
System (GAMS) versión 23.5 con la aplicación del Solver DICOPT. A través de un análisis
combinado del modelo matemático con los indicadores dinámicos de rentabilidad se determina
el tiempo óptimo de hidrólisis enzimática a emplear. Se analizan las posibles variantes a
implementar que son en primer lugar las de acoplar la producción de hidrolizado de bagazo a
una destilería vendiendo etanol y en segundo lugar vendiendo furfural si se garantiza un
mercado para ello.
Descripción
Palabras clave
Producción de Bioetanol, Bagazo de Caña, Caña de Azúcar, Hidrólisis Enzimática, Fermentación, Diagrama de Gantt