Análisis energético de reactor multifuncional de pretratamiento continuo de biomasa lignocelulósica

Abstract

Los materiales lignocelulósicos actualmente son recursos energéticos prometedores para la producción de bioetanol. Sin embargo, la resistencia en su estructura química y física ha exaltado la importancia de analizar etapas de pretratamiento que mejoren la accesibilidad a los compuestos de la biomasa y mejorar así la eficiencia del proceso. En este trabajo, se evaluó la eficiencia exergética del reactor multifuncional para el pretratamiento continuo de biomasa lignocelulósica, que se compone de una etapa termoquímica y mecánica, a través del modelamiento del proceso en el simulador Aspen Plus. Para la base de datos de materiales lignocelulósicos requerida en el simulador, se utilizó la base proporcionada por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables NREL, debido a que por sus complejas estructuras lignocelulósicas no se encuentran implícitamente en el software. En el cálculo de las exergías, se utilizó la metodología propuesta por Dincen y Rosen (2012), consta de siete pasos fundamentales que contribuyen a la estructuración del análisis exergético y de esta forma encontrar las pérdidas exergéticas. La zona de pretratamiento termoquímico fue la que presentó mayor pérdida exergética, debido a que el suministro de vapor fue un dato no reportado experimentalmente, por tal motivo se escogió este volumen de control para variar los parámetros de temperatura y flujo de vapor. Esta variación tuvo la finalidad de aumentar la eficiencia del proceso encontrando un incremento del 0.81% lo que disminuyó el flujo de vapor a 291.702 ton/día equivalente a un 40% menos del valor de referencia y manteniendo la temperatura de referencia propuesta en 130°C, lo que influye positivamente en el ámbito energético