Modelación y simulación de un pervaporador acoplado a un proceso de sacarificación-fermentación para la producción de etanol

• Cubillos-Lobo, Jairo Antonio ^[1] ; Bustamante-Londoño, Felipe ^[2] ; Acosta-Cárdenas, Alejandro ^[2]
  1. [1] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Revista Facultad de Ingeniería, ISSN-e 2357-5328, ISSN 0121-1129, Vol. 24, Nº. 40, 2015, págs. 51-68
• Idioma: español
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• Resumen

  • Actualmente, la integración de procesos es considerada una opción viable para reducir costos en la producción de etanol a partir de biomasa. Simulaciones y resultados experimentales han demostrado los beneficios de la integración de las etapas de sacarificación y fermentación y del acoplamiento del proceso de fermentación a la recuperación in-situ de etanol por pervaporación en la producción de bioetanol; sin embargo, no se han publicado estudios de la integración del proceso de sacarificación-fermentación simultánea con membranas de separación, para la remoción insitu de etanol a partir del caldo de fermentación. En este trabajo se aborda esta necesidad, mediante la modelación y simulación de la producción de etanol a partir de almidón de yuca por sacarificación-fermentación simultánea, acopladas a un sistema de remoción in-situ de etanol por pervaporación, con membranas a base de polidimetilsiloxano (PDMS), silicalita y PDMS-Silicalita. La membrana de PDMS se modeló usando el mecanismo de solución-difusión, mientras que para la membrana de silicalita se utilizó el modelo de adsorción-difusión. Para el modelo del proceso de sacarificación-fermentación simultánea (SSF) se utilizó una fusión del modelo multicadena (Michaelis–Menten), junto con un modelo tipo Monod. El ajuste del modelo de SSF a los datos experimentales reportados, así como de los modelos de membranas de PDMS y silicalita a los valores reportados en la literatura es bueno: la máxima desviación encontrada es del orden de 3%. El modelo integrado se utilizó para predecir la concentración de etanol en función del tiempo durante la sacarificación-fermentación simultánea.