Consideración de la incertidumbre en la integración de procesos para la producción de bioetenol utilizando diferentes materias primas

Y. CATÁ SALGADO; E. GONZÁLEZ SUÁREZ; M. GONZÁLEZ CORTÉS; P. AGUIRRE; M.C. MUSSATI; G. CORSANO.

La integración de procesos en la producción de biocombustibles –en condiciones energéticamente sustentables y ambientalmente compatibles

CYTED Ciencia y Tecnología para el Desarrollo - Ediciones Cooperativas

Lugar: Buenos Aires, Argentina; Año: 2006; p. 153 - 188

7.1 Introducción En este capítulo se abordarán dos casos de integración de procesos, donde se contemplan la producción de bioetanol a partir de diferentes sustratos considerando la incertidumbre como una fase importante dentro de la misma etapa de  la integración de procesos. Estos ejemplos son resueltos a partir de la metodología explicada en el capítulo 2 de este libro. Para analizar las posibilidades de implementación de la metodología, lo primero que se realiza es un estudio detallado de cada proceso dentro del complejo de fábricas, a continuación se ofrece una breve descripción de los aspectos tecnológicos fundamentales en cada planta. Este complejo esta compuesto por una fábrica de azúcar, y una planta de bioetanol, una planta de biogás, a continuación se ofrece una descripción de las plantas. Se comienza por la fábrica de azúcar: la fábrica de azúcar tiene una norma potencial de molida de 2 100t/día. Está compuesta por dos calderas de 25 t/h de vapor, las cuales satisface los requerimientos de esta fábrica y la destilería que se propone. El combustible utilizado es bagazo con un por ciento de humedad inferior al 50 %.  Dentro de los equipos destinados a producir potencia se encuentran una máquina de vapor que mueve los molinos de caña dos y tres, la cual trabaja a una presión de 1,02 kPa con una temperatura de 210 °C y produce un vapor de escape de 0,068 kPa, que es utilizado en el proceso. Entre los equipos que trabajan con vapor de alta presión (directo) se encuentran dos turbogeneradores, a una presión de 1,7 kPa y 320 °C, produciendo un escape de 1,03 kPa, siendo su potencia nominal de 1 500 kW, con ellos se satisface toda la demanda de energía eléctrica de la fábrica, siendo de 2 350 kW. El otro equipo que trabaja con vapor de alta presión es una turbina Skoda de fabricación checa la cual trabaja a 17 kPa y 320 °C con el objetivo de mover la desfibradora de caña. Se utilizará para la producción de bioetanol, la miel, que es un subproducto de esta planta. Además el bagazo sobrante se vende para producción electricidad que se incorporará al sistema  de generación nacional. La planta de bioetanol: El régimen de trabajo de la misma es 24 h, 300 días al año. La capacidad de producción es de 550Hl /d. Para la generación de vapor, se propone una caldera de tubos de agua con una capacidad de 30 t/h, la cual se utilizará sólo en tiempo de no zafra. Las vinazas generadas son utilizadas como materia prima en una planta de levadura torula como solución para el tratamiento de este residual. Hay que agregar que se considera para el análisis la instalación de una tubería que conecta energéticamente a la destilería con la fábrica de azúcar, a través de la cual se podría recibir vapor reducido para su uso en las columnas y otros equipos. Producción de Biogás: El régimen de trabajo es 24 h, 300 días al año. Esta planta no es consumidora de vapor, sus etapas principales incluyen mezclado, tratamientos aerobios y separación. La materia prima será los residuales de la planta de bioetanol, con el objetivo de disminuir la carga contaminante del mismo. El producto final es utilizado como combustible en las casas cercanas al complejo fabril. A partir de los balances de masa y energía en cada una de las plantas se conocen los flujos de las corrientes principales como subproductos, productos finales y los residuales con posibilidades de ser aprovechados. Partiendo de este análisis en cada proceso se identifican las posibilidades de integración del complejo, la cual es abordada en el siguiente epígrafe.