El documento describe el proceso de producción de etanol a partir del jugo de caña panelera. Incluye la extracción del jugo, su acondicionamiento, la fermentación por levaduras, la destilación y rectificación para obtener etanol al 96%, y el tratamiento de efluentes. El objetivo es producir biocombustible de manera sostenible aprovechando los recursos disponibles.
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 2º de la ESO
Produccion De Alcohol A Partir De Jugo De CañA Panelera
1. Centro biotecnología industrial
PRODUCCION DE
BIOCOMBUSTIBLES Y ALCOHOLES
Elizabeth Gómez V.
María C. Ordóñez
Erika J. Álvarez
Robert Rico Z.
Luis Felipe Nasner
Luz Karime Ruiz
2. OBJETIVOS
Objetivo General
Realizar los procesos de producción de alcohol a
partir de jugo de caña panelera utilizando los
equipos y herramientas suministrados por el
Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA), para el
programa de producción de biocombustibles y
alcoholes e implementado las normas
establecidas para ello, obteniendo óptimos
resultados.
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3. OBJETIVOS
Objetivo Específicos
Realizar el protocolo de operación de los equipos y
manipulación de materia prima para la producción
de alcohol a partir de jugo de caña panelera.
Aplicar las normas de bioseguridad y operación de
los procesos de producción de biocombustibles y
alcoholes.
Evaluar los parámetros de producción obteniendo
en el proceso de elaboración de etanol a partir de
jugo de caña panelera.
Comparar resultados de producción obtenidos con
jugo de caña panelera con los obtenidos con otras
materias primas.
Brindar información específica acerca de
producción de alcohol a partir de jugo de caña
panelera con el fin de mostrarla como una buena
alternativa de materia prima.
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4. JUSTIFICACION
Una de las materias primas más utilizadas para la producción de
alcohol carburante son las melazas obtenidas como producto de
los procesos agroindustriales con caña de azúcar (extracción de
azúcar), pero actualmente se está implementado otras
alternativas para la producción de este, con el fin de lograr un
incremento de producción para el país y una mejor calidad del
producto obtenido. Una de estas alternativas es el jugo de caña
panelera, principalmente en la zona de Santander con
aproximadamente 250.000 hectáreas cultivadas (distribuidas),
una cifra que supera el área cultivada de caña azúcar en el valle
del cauca. La eficiencia en producción de etanol a partir de jugo
de caña panelera radica en que se utiliza el 100% de sacarosa
obtenida de la planta, mientras que en la caña de azúcar se
utiliza tan solo la sacarosa que no se pudo extraer del proceso
de extracción de azúcar, creando una diferencia de
aproximadamente 75Lt etanol a partir de 1ton de caña panelera,
mientras que con caña de azúcar se obtienen 7 lt/Ton.
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6. PRODUCTOS Y SERVICIOS
Al terminar la etapa de producción del proyecto se
espera obtener Bio-Etanol de optima calidad que
asemeje o supere las características de productos
ya referenciados con la materia prima utilizada
(jugo de caña panelera) o con otros materiales
utilizados actualmente (melazas y sub productos
de caña de azúcar, almidones, Bio-Masa), con el
fin de comparar resultados en el producto final y
así contribuir a un consumo de combustibles que
satisfaga las necesidades de la comunidad y sea
amable con el medio ambiente.
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7. BENEFICIOS DEL PROYECTO
• Posibilidad de utilizar recursos que hoy se desperdician.
• Permite una mejor oxidación de los hidrocarburos y
reduciendo las emisiones de monóxido de carbono,
compuestos aromáticos y compuestos orgánicos
volátiles a la atmosfera.
• Adquisición de conocimiento en los procesos de
fermentación de destilación de alcohol.
• Disminución del impacto ambiental a partir de su
utilización.
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8. DESARROLLO DE LAS
COMPETENCIAS
Durante nuestra realización de proyecto se aplica el
desarrollo de procesos de fermentación, destilación,
deshidratación .
Conocimiento sobre las normas de bioseguridad como
también buenas practicas de manufactura y de planta,
teniendo en cuenta la importancia que estas representan
para el desarrollo de nuestro proyecto.
Resultado de aprendizaje, donde obtendremos alcohol a
partir del jugo de caña panelera
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9. PROCESOS
El proceso de etanol a partir del jugo de caña
panelera comprende la extracción del jugo de
la caña (rico en azucares) y su
acondicionamiento para hacerlo mas asimilable
por las levaduras durante el proceso de
fermentación. Del caldo resultante de la
fermentación debe separarse la biomasa, para
dar paso a la concentración del etanol mediante
diferente operaciones unitarias y a su posterior
deshidratación, forma en que es utilizado como
aditivo oxigenante.
14. ACONDICIONAMIENTO
El acondicionamiento consiste de un lavado inicial de la
caña con agua a 40ºC y posteriormente una molienda o
trituración donde se extrae el jugo azucarado con agua a
60ºC, retirando como subproducto el bagazo que puede
ser utilizado en la generación de vapor.
El pH a 4,5 y provocar la hidrólisis de la sacarosa en
hexosas. En el proceso de filtrado se debe retirar el
bagazo sobrante del proceso de extracción de jugo que
se conoce como cachaza. Finalmente el jugo proveniente
de la filtración es esterilizado a 105ºC y es concentrado
en el pre-evaporador hasta 22ºbrix, a la cual debe
ingresar con un contenido en azúcares aproximado entre
130-180 g/L.
15. PREPARACION DEL CULTIVO
En ella se prepara un caldo de cultivo donde se añaden los
nutrientes necesarios para la supervivencia del cultivo de
levaduras que realizaran el proceso de fermentación.
La levadura antes de retornar al proceso fermentativo,
recibe un tratamiento severo, que consiste en dilución con
agua y adición de ácido sulfúrico hasta, normalmente, pH=
2.5, o más bajo (pH= 2.0) en el caso de haber infección
bacteriana.
Esta suspensión de fermento diluido y acidificado, conocida
en la práctica como Pie de Cuba (Pre-Fermento),
permanece en agitación por 1 o 3horas, antes de retornar a
los fermentadores.
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16. FERMENTACION
La fabricación de etanol por la vía fermentativa o biológica, es
realizada por microorganismos a través de un proceso
Bioquímico Fermentativo, que transforma la materia prima
(substrato azucarado) en etanol y CO2, siendo los agentes de
esta fermentación algunas especies de levadura industrial del
género Saccharomyces
En esta etapa se lleva a cabo la fermentación de glucosa y una
parte de la fructosa en etanol y dióxido de carbono, mediante la
levadura Saccharomyces cerevisiae que es adicionada al tanque
de fomentación junto con los nutrientes necesarios para su
reproducción (inoculación). Además de la producción de etanol
se tuvo en cuenta la producción en forma estequimétrica de
biomasa y otras sustancias como acetaldehído, glicerol y
alcoholes de fusel. Los gases formados en la fermentación son
retirados y enviados a una torre de adsorción .
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17. SEPARACION Y DESTILACION
Después de obtener el vino fermentado resultante, es
pasado a un destilador donde se obtiene un alcohol
a 50% de concentración envase volumen, después de
este proceso se hace uno de rectificación con tamices
moleculares obteniendo un alcohol al 96%.
El alcohol evaporado y en fase vapor, pasa a través
de los propios tamices moleculares en los cuales se
retiene la fracción de agua. El alcohol deshidratado
con una concentración de 99.5% sale por el pie, y
después de ser condensado y enfriado, es enviado a
los tanques de almacenamiento.
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18. Hay tres tamices en paralelo que operan de forma
alterna, cuando uno está regenerando, los otros dos
están deshidratando. La regeneración se efectúa
para eliminar el agua retenida, y se realiza por medio
de una fracción del vapor alcohólico deshidratado
que se está obteniendo en los otros dos tamices,
operando el reactor en este caso al vacío. A este
sistema se le conoce con el nombre de PSA
(PressureSwing Adsoption). El agua es arrastrada
con el alcohol durante la regeneración, este alcohol
se recupera en una columna de Regeneración. El
alcohol recuperado se reúne con el alcohol hidratado
en el tanque de recepción de alcohol hidratado, y el
agua sale por el pie de la columna como agua
servida
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19. EFLUENTES
De las aguas de residuo en el proceso de obtención de
etanol a partir de caña de azúcar las de mayor volumen
son aquellas que provienen de los fondos de la primera
columna de destilación, conocidas como vinazas. El
tratamiento propuesto consiste en su evaporación y
posterior incineración. La función del tren de
evaporación (cuatro efectos) es concentrar los sólidos
solubles y demás componentes poco volátiles
presentes en las vinazas hasta un valor cercano al 12%
en peso, ya que en esta concentración se hacen aptas
para su incineración [9]. Los condensados de los
evaporadores son recolectados junto con los fondos de
la segunda columna de destilación y utilizados como
agua de proceso.
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20. BIBLIOGRAFIA
MANCHENO, José Gnecco. Situación De La Producción De Etanol En
Colombia, Sucromiles. Disponible en:
http://clayuca.org/training/pdf/060315_escenarios_de_produccion_de_etanol_e
n_colombia.pdf
CARDONA, Carlos; SANCHES, Oscar; MONTOYA, María; QUINTERO, Julián.
Simulación De Los Procesos De Obtención De Etanol A Partir De Caña De
Azúcar Y Maíz. Encontrado En: Scientia et Technica Año XI, No 28 (30 Agosto
de 2005). Disponible en:
http://www.utp.edu.co/php/revistas/ScientiaEtTechnica/docsFTP/172045187-
192.pdf
ZAMBRANO, Daniel Enrique. Diagnóstico De Sensibilidad Por El Montaje De
Una Planta Productora De Alcohol Carburante En La Hoya Del Río Suárez.
Disponible en: www.uniboyaca.edu.co/FormNoticias/InvIngIndustrial.doc
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