Optimización económica del número de evaporadores y diseño del equipamiento auxiliar para la inversión enzimática de sacarosa

• Autores: Amanda Acosta Solares, Omar Pérez Navarro, Leonardo F. Chacón-Cortes
• Localización: Tecnología Química, ISSN-e 2224-6185, ISSN 0041-8420, Vol. 43, Nº. 1, 2023, págs. 26-41
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Economic optimization of the number of evaporators and design of auxiliary equipment for the enzymatic inversion of sucrose
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    RESUMEN El desarrollo de la inversión enzimática de la sacarosa a partir de un biocatalizador termoestable, asegura un incremento de la calidad y la eficiencia técnico-económica y ambiental del proceso de producción de glucosa. Para la inserción de esta tecnología se requiere el diseño del equipamiento que garantice las condiciones de inversión y los valores de concentración de la disolución hidrolizada. El objetivo del trabajo es diseñar el equipamiento requerido para la preparación del sustrato, y la concentración del licor invertido en un número óptimo económico de efectos de evaporación. En el desarrollo tecnológico se concibieron un tanque disolutor, dos intercambiadores de calor y un múltiple efecto de evaporación. Los intercambiadores de calor de tubos y coraza líquido-vapor normalizados, fueron seleccionados por la norma TEMA, aplicando el método tradicional de la media logarítmica de la diferencia de temperatura. Se obtuvo la relación de los costos totales asociados a la etapa de evaporación con el número de evaporadores. La evaluación de la función de optimización económica desarrollada, indicó la instalación de un doble efecto. La economía de vapor en el sistema de concentración diseñado, arrojó un valor de 1,89 para un adecuado aprovechamiento del mismo, debido en lo fundamental al calentamiento previo de la corriente de entrada a esta etapa del proceso.

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    ABSTRACT The development of the enzymatic inversion of sucrose from a thermostable biocatalyst ensures an increase in the quality and the technical-economic and environmental efficiency of the glucose production process: For the insertion of this technology, the design of the equipment that guarantees the inversion conditions and the concentration values of the hydrolyzed solution is required. The objective of the work is to design the equipment required for the preparation of the substrate, and the concentration of the invert liquor in an economical optimum number of evaporation effects. In the technological development, a dissolving tank, two heat exchangers and a multiple evaporation effect were conceived. The standardized liquid-vapor shell and tube heat exchangers were selected according to the TEMA standard, applying the traditional method of the logarithmic mean of the temperature difference. The ratio of the total costs associated with the evaporation stage to the number of evaporators was obtained. The evaluation of the developed economic optimization function indicated the installation of a double effect. The steam economy in the designed concentration system showed a value of 1,89 for an adequate steam utilization, mainly due to the previous heating of the inlet stream to this stage of the process.