Diseño de las etapas de pretratamiento e hidrólisis enzimática en operación discontinua a partir de las aproximaciones de las expresiones de velocidad obtenidas con resultados de laboratorio. - Cornes Izquierdo, Yeniset (Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas ., 2013)
En el presente trabajo se realizó un estudio bibliográfico de los principales métodos de pretratamiento de los materiales lignocelulósicos, modelos cinéticos empleados para determinar expresiones de velocidad, características de los reactores discontinuos, herramientas de optimización así como las generalidades de procesos discontinuos. Se determinaron las expresiones de velocidad de las etapas de pretratamiento e hidrólisis enzimática, teniendo en cuenta resultados obtenidos a nivel de laboratorio. Para la determinación de las aproximaciones de las expresiones 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 etapa de hidrólisis enzimática se aplicó un diseño de experimento 23 con el fin de observar el comportamiento de la producción de azúcares reductores en el tiempo, con estos resultados y utilizando un modelo cinético simplificado pseudo-homogéneo de Michaelis – Menten se determinaron los parámetros fundamentales de la expresión cinética. Se diseñó el equipamiento necesario, para operar en régimen discontinuo, de las etapas antes mencionadas aplicando la programación en el Software Matlab 10.0. Se optimizaron los tiempos de reacción y demás tiempos operacionales en la etapa de hidrólisis enzimática para los cuales la ganancia es máxima y el período de recuperación de la inversión es mínimo. Se muestra además un análisis económico de las alternativas óptimas de operación para determinar la factibilidad técnico económica del proceso considerando como mejor alternativa la de anexar las etapa de pretratamiento e hidrólisis enzimática a una destilería ya instalada de igual capacidad de producción.

In this research a literature review of the main methods of lignocellulosic materials pretreatment, models used to determine kinetic rate expressions, characteristic of batch reactors, optimization tools and an overview of batch processes were performed. The rate expressions of pretreatment stages and enzymatic hydrolysis were determined, considering results in the laboratory level. For determining the approximations of expressions in pretreatment steps differential method to data analysis employing the technique of least squares was applied. In the enzymatic hydrolysis step a 23 experiment design was applied in order to observe the behavior of production of reducing sugars in time, with these results and using a simplified kinetic pseudo-homogeneous Michaelis - Menten model, the main parameters of kinetic expression was determined. The necessary equipment of stage before mentioned to operate in discontinuous regime was designed, using Matlab Software 10.0. The reaction times and other operating times in the enzymatic hydrolysis step for which the profit is high and the payback period is minimal was optimized. An economic analysis of the optimal operating alternatives to determine the technical and economic feasibility of the process it also shows, considering as a better alternative the annex the pretreatments stages and enzymatic hydrolysis of an installed distillery with same production capacity.
Keywords: Etanol; Ethanol; Obtención de Etanol; Bagazo de Caña; Hidrólisis enzimática