Evaluación energética y económica de la recuperación in situ de butanol aplicando vacío cíclico en un reactor con múltiples alimentaciones

• Víctor H. Grisales-Díaz ^[1] ; Oscar A. Prado-Rubio ^[1] ; Gerard Olivar-Tost ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: Información tecnológica, ISSN-e 0718-0764, ISSN 0716-8756, Vol. 31, Nº. 4 (Agosto), 2020, págs. 153-164
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Economic and energy evaluation of in situ recovery of butanol by applying a cyclic vacuum in a multi-fed batch reactor
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    En este trabajo, se evaluó la producción de butanol por fermentación en una operación de vacío cíclica con múltiples alimentaciones de sustrato a través de una estrategia de simulación de procesos. La sacarificación del sustrato, rastrojo de maíz, fue simulada en un reactor integrado con fermentación y recuperación in situ de producto con los objetivos de alcanzar el máximo potencial económico y los mínimos requerimientos de electricidad de la bomba de calor requerida por la integración energética. Las optimizaciones multi-objetivo fueron realizadas en MATLAB® . Se encontró que el vacío cíclico no permite alcanzar el máximo potencial económico y que usar una estrategia con múltiples alimentaciones es una estrategia de operación suficiente. Usando estas estrategias los requerimientos de electricidad fueron reducidos en 5% y se incrementó el potencial económico en 9% (alrededor de 4 Millones de dólares por año) cuando se compara con un reactor integrado con una sola alimentación.

  • English

    In this work, butanol production by fermentation using a cyclic vacuum and multi fed-batch operations was evaluated through a process simulation strategy. The saccharification of the substrate, corn stover, was simulated in an integrated reactor with fermentation and in situ product recovery. Optimizations were carried out to achieve as objectives the maximum economic potential and the minimum electricity requirements of the heat-pump system needed for energy integration. Multi-objective optimizations were performed in MATLAB® . It was found that a cyclic vacuum was not required to achieve the maximum economic potential and that a multi-fed batch operating strategy is enough to obtain the maximum economic potential. Using these strategies, the electricity requirements were decreased by 5% and the economic potential was increased by 9% (~4 MM USD/year) when compared to a fed-batch reactor with in situ recovery using only one feed.