Simulación del proceso de producción de bioetanol a partir de biomasa residual de microalga obtenida como subproducto de la producción de biodiesel de tercera generación

Abstract

Se evaluaron tres alternativas de tecnológicas para la producción de bioetanol de tercera generación obtenido a partir de biomasa residual de microalga libre de lípidos, utilizando metodologías de integración de procesos. Con el objetivo de identificar mejoras en el proceso y presentar una comparación entre las diferentes tecnologías de producción de etanol utilizando biomasa de microalgas. Se simularon tres rutas tecnológicas, la primera consistió en una Sacarificación y co-Fermentación simultánea (SSCF) y en la etapa de deshidratación de etanol para esta ruta, se implementaron dos tecnologías de separación, destilación extractiva y destilación con tamices moleculares. Se estableció una comparación entre las tecnologías de separación. La segunda ruta consistió en la sacarificación y Fermentación Simultanea (SSF) y destilación extractiva. La tercera ruta se desarrolló utilizando hidrólisis acida y fermentación en etapas separadas y destilación extractiva. De los resultados de la simulación se determinó que la ruta 1 (SSCF) presento una mayor producción de bioetanol reportando un flujo de 8028 Kg/h, comparada con la ruta 2 y 3, las cuales reportaron flujos de 6840 Kg/h y 6012 Kg/h respectivamente. Adicionalmente se calculó que la ruta1 requiere 2120,742 MJ/h y 617107,475 MJ/h en servicios de calentamiento y enfriamiento. Mientras que la ruta 2 requirió 507307,912 KJ/h y 534821,507 MJ/h y la ruta 3 700381,05 MJ/h y 609802,3 MJ/h. La integración energética realizada, utilizando el simulador Aspen HX-Net 2006.5, genero una reducción de 12494,897 MJ y 12264,9 MJ en servicios energéticos de calentamiento y enfriamiento para la ruta 1, 41190,438 MJ y 41190438,8 MJ para la ruta 2 y 222631,972 MJ y 21263,672 MJ para la ruta 3 respectivamente. Estos resultados demuestran que la tecnología SSCF denominada ruta 1, presentó los mejores rendimientos de producción de bioetanol y adicionalmente registro los menores requerimientos energéticos respecto a las rutas 2 y 3.