Propuesta de superestructura para el diseño óptimo de las operaciones fermentativas en la obtención de etanol empleando hidrolizado de bagazo

ALBERNAS CARVAJAL, YAILET; CORSANO, GABRIELA; GONZALEZ CORTES, MEILYN; GONZALEZ SUAREZ, ERENIO

Varadero

Congreso; IX LATIN AMERICAN SYMPOSIUM ON ALCOHOLS AND YEAST PRODUCTION; 2013

En el presente trabajo se aborda la síntesis y diseño óptimo de las operaciones de prefermentación y fermentación para la obtención de etanol, aplicando los conceptos básicos de sistemas discontinuos, a partir del desarrollo de un novedoso modelo de superestructura. Esta superestructura incluye una metodología de resolución que contempla en forma esquemática todas las posibles configuraciones de una planta discontinua en un mismo modelo y que es formulada al azar o de acuerdo al conocimiento del diseñador. Se determina que para estas etapas del proceso, la regla de transferencia que mejor se ajusta es la de cero espera, debido a la necesidad de garantizar la calidad de estas operaciones, dado su carácter microbiológico y a las características de los sustratos azucarados que tienden a descomponerse en el tiempo. A partir del modelo global propuesto se obtiene la configuración óptima de las etapas, el número de equipos en cada etapa, la duración de las mismas (permitiendo construir el diagrama de Gantt), los volúmenes y el costo de producción óptimo. Para la solución del modelo global resultante se aplica la programación no lineal mezclada con enteros (MINLP), para lo cual se emplea el Software Profesional, General Algebraic Modeling System (GAMS) versión 23.5 con la aplicación del Solver CONOPT, en el cual se programan todos los balances, las restricciones y modelos. Se obtiene la configuración óptima para las operaciones de prefermentación y fermentación con un mínimo costo de producción y se comparan estos resultados con las estructuras de destilerías convencionales.