PRODUCCION DE PRODUCCION DE BIOCOMBUSTIBLES Y BIOCOMBUSTIBLES Y

ALCOHOLESALCOHOLES

Elizabeth Gómez V.María C. OrdóñezErika J. ÁlvarezRobert Rico Z.Luis Felipe NasnerLuz Karime Ruiz

Centro biotecnología industrial

OBJETIVOS

Objetivo GeneralObjetivo General Realizar los procesos de producción de alcohol a

partir de jugo de caña panelera utilizando los equipos y herramientas suministrados por el Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA), para el programa de producción de biocombustibles y alcoholes e implementado las normas establecidas para ello, obteniendo óptimos resultados.

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OBJETIVOSObjetivo EspecíficosObjetivo Específicos

Realizar el protocolo de operación de los equipos y manipulación de materia prima para la producción de alcohol a partir de jugo de caña panelera.

Aplicar las normas de bioseguridad y operación de los procesos de producción de biocombustibles y alcoholes.

Evaluar los parámetros de producción obteniendo en el proceso de elaboración de etanol a partir de jugo de caña panelera.

Comparar resultados de producción obtenidos con jugo de caña panelera con los obtenidos con otras materias primas.

Brindar información específica acerca de producción de alcohol a partir de jugo de caña panelera con el fin de mostrarla como una buena alternativa de materia prima.

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JUSTIFICACION Una de las materias primas más utilizadas para la producción de

alcohol carburante son las melazas obtenidas como producto de los procesos agroindustriales con caña de azúcar (extracción de azúcar), pero actualmente se está implementado otras alternativas para la producción de este, con el fin de lograr un incremento de producción para el país y una mejor calidad del producto obtenido. Una de estas alternativas es el jugo de caña panelera, principalmente en la zona de Santander con aproximadamente 250.000 hectáreas cultivadas (distribuidas), una cifra que supera el área cultivada de caña azúcar en el valle del cauca. La eficiencia en producción de etanol a partir de jugo de caña panelera radica en que se utiliza el 100% de sacarosa obtenida de la planta, mientras que en la caña de azúcar se utiliza tan solo la sacarosa que no se pudo extraer del proceso de extracción de azúcar, creando una diferencia de aproximadamente 75Lt etanol a partir de 1ton de caña panelera, mientras que con caña de azúcar se obtienen 7 lt/Ton.

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PLANTA DE PRODUCCION

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PRODUCTOS Y SERVICIOS

Al terminar la etapa de producción del proyecto se espera obtener Bio-Etanol de optima calidad que asemeje o supere las características de productos ya referenciados con la materia prima utilizada (jugo de caña panelera) o con otros materiales utilizados actualmente (melazas y sub productos de caña de azúcar, almidones, Bio-Masa), con el fin de comparar resultados en el producto final y así contribuir a un consumo de combustibles que satisfaga las necesidades de la comunidad y sea amable con el medio ambiente.

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• Posibilidad de utilizar recursos que hoy se desperdician.

• Permite una mejor oxidación de los hidrocarburos y reduciendo las emisiones de monóxido de carbono, compuestos aromáticos y compuestos orgánicos volátiles a la atmosfera.

• Adquisición de conocimiento en los procesos de fermentación de destilación de alcohol.

• Disminución del impacto ambiental a partir de su utilización.

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Durante nuestra realización de proyecto se aplica el desarrollo de procesos de fermentación, destilación, deshidratación .

Conocimiento sobre las normas de bioseguridad como también buenas practicas de manufactura y de planta, teniendo en cuenta la importancia que estas representan para el desarrollo de nuestro proyecto.

Resultado de aprendizaje, donde obtendremos alcohol a partir del jugo de caña panelera

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PROCESOSEl proceso de etanol a partir del jugo de caña panelera comprende la extracción del jugo de la caña (rico en azucares) y su acondicionamiento para hacerlo mas asimilable por las levaduras durante el proceso de fermentación. Del caldo resultante de la fermentación debe separarse la biomasa, para dar paso a la concentración del etanol mediante diferente operaciones unitarias y a su posterior deshidratación, forma en que es utilizado como aditivo oxigenante.

PROCESOS DE ALCOHOL

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PROCESO PARA LA OBTENCION DE

ALCOHOL

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ETAPAS DEL PROCESO

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ACONDICIONAMIENTO

El acondicionamiento consiste de un lavado inicial de la caña con agua a 40ºC y posteriormente una molienda o trituración donde se extrae el jugo azucarado con agua a 60ºC, retirando como subproducto el bagazo que puede ser utilizado en la generación de vapor. El pH a 4,5 y provocar la hidrólisis de la sacarosa en hexosas. En el proceso de filtrado se debe retirar el bagazo sobrante del proceso de extracción de jugo que se conoce como cachaza. Finalmente el jugo proveniente de la filtración es esterilizado a 105ºC y es concentrado en el pre-evaporador hasta 22ºbrix, a la cual debe ingresar con un contenido en azúcares aproximado entre 130-180 g/L.

PREPARACION DEL CULTIVO

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En ella se prepara un caldo de cultivo donde se añaden los nutrientes necesarios para la supervivencia del cultivo de levaduras que realizaran el proceso de fermentación.La levadura antes de retornar al proceso fermentativo, recibe un tratamiento severo, que consiste en dilución con agua y adición de ácido sulfúrico hasta, normalmente, pH= 2.5, o más bajo (pH= 2.0) en el caso de haber infección bacteriana.Esta suspensión de fermento diluido y acidificado, conocida en la práctica como Pie de Cuba (Pre-Fermento), permanece en agitación por 1 o 3horas, antes de retornar a los fermentadores.

FERMENTACION

La fabricación de etanol por la vía fermentativa o biológica, es realizada por microorganismos a través de un proceso Bioquímico Fermentativo, que transforma la materia prima (substrato azucarado) en etanol y CO2, siendo los agentes de esta fermentación algunas especies de levadura industrial del género Saccharomyces

  En esta etapa se lleva a cabo la fermentación de glucosa y una parte de la fructosa en etanol y dióxido de carbono, mediante la levadura Saccharomyces cerevisiae que es adicionada al tanque de fomentación junto con los nutrientes necesarios para su reproducción (inoculación). Además de la producción de etanol se tuvo en cuenta la producción en forma estequimétrica de biomasa y otras sustancias como acetaldehído, glicerol y alcoholes de fusel. Los gases formados en la fermentación son retirados y enviados a una torre de adsorción .

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SEPARACION Y DESTILACION

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Después de obtener el vino fermentado resultante, es pasado a un destilador donde se obtiene un alcohol a 50% de concentración envase volumen, después de este proceso se hace uno de rectificación con tamices moleculares obteniendo un alcohol al 96%.El alcohol evaporado y en fase vapor, pasa a través de los propios tamices moleculares en los cuales se retiene la fracción de agua. El alcohol deshidratado con una concentración de 99.5% sale por el pie, y después de ser condensado y enfriado, es enviado a los tanques de almacenamiento.

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Hay tres tamices en paralelo que operan de forma alterna, cuando uno está regenerando, los otros dos están deshidratando. La regeneración se efectúa para eliminar el agua retenida, y se realiza por medio de una fracción del vapor alcohólico deshidratado que se está obteniendo en los otros dos tamices, operando el reactor en este caso al vacío. A este sistema se le conoce con el nombre de PSA (PressureSwing Adsoption). El agua es arrastrada con el alcohol durante la regeneración, este alcohol se recupera en una columna de Regeneración. El alcohol recuperado se reúne con el alcohol hidratado en el tanque de recepción de alcohol hidratado, y el agua sale por el pie de la columna como agua servida

De las aguas de residuo en el proceso de obtención de etanol a partir de caña de azúcar las de mayor volumen son aquellas que provienen de los fondos de la primera columna de destilación, conocidas como vinazas. El tratamiento propuesto consiste en su evaporación y posterior incineración. La función del tren de evaporación (cuatro efectos) es concentrar los sólidos solubles y demás componentes poco volátiles presentes en las vinazas hasta un valor cercano al 12% en peso, ya que en esta concentración se hacen aptas para su incineración [9]. Los condensados de los evaporadores son recolectados junto con los fondos de la segunda columna de destilación y utilizados como agua de proceso.

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EFLUENTES

BIBLIOGRAFIA

MANCHENO, José Gnecco. Situación De La Producción De Etanol En Colombia, Sucromiles. Disponible en: http://clayuca.org/training/pdf/060315_escenarios_de_produccion_de_etanol_en_colombia.pdf

CARDONA, Carlos; SANCHES, Oscar; MONTOYA, María; QUINTERO, Julián. Simulación De Los Procesos De Obtención De Etanol A Partir De Caña De Azúcar Y Maíz. Encontrado En: Scientia et Technica Año XI, No 28 (30 Agosto de 2005). Disponible en: http://www.utp.edu.co/php/revistas/ScientiaEtTechnica/docsFTP/172045187-192.pdf

ZAMBRANO, Daniel Enrique. Diagnóstico De Sensibilidad Por El Montaje De Una Planta Productora De Alcohol Carburante En La Hoya Del Río Suárez. Disponible en: www.uniboyaca.edu.co/FormNoticias/InvIngIndustrial.doc

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