Estudio del método de destilación membranaria al vacío para la extracción de etanol a partir de soluciones acuosas

Abstract

Este trabajo plantea el estudio de la técnica de destilación por membranas al vacío (DMV) como técnica promisoria para la integración del proceso de separación y fermentación en la industria del Bioetanol. Una mejora del modelo planteado por Benavides-Prada & Guevara-Lastre, 2010 fue realizada, adicionando el cálculo de las propiedades fisicoquímicas e incluyendo los fenómenos de polarización por temperatura y la pérdida de energía por evaporación. La Destilación membranaria al vació logró ser aplicada a condiciones de temperatura (30, 40 y 50 °C) y presión moderadas (0,11; 0,20 y 0,30 atm). La técnica se estudió experimentalmente utilizando soluciones ideales etanol-agua y caldos de fermentación (soluciones reales), obteniendo un flux total de 0,47 mol.m-2.s-1 y una fracción molar de etanol de 0,0943 y 0,25 mol.m-2.s-1y una fracción molar de etanol de0,0774, respectivamente. El impacto de la colmatación también fue estudiado, encontrándose un efecto significativo de la presión (de vacío) sobre este fenómeno; principalmente debido a la biomasa presente en la solución. Pruebas experimentales muestra que al aplicar ciclos de presurización/despresurización permite disminuir la colmatación sobre la membrana estabilizando el flujo a través de la membrana y la concentración en el permeado. Es importante señalar que este es el primer trabajo donde se estudia la DMV utilizando presiones de vacío moderadas y el efecto de la colmatación al utilizar soluciones provenientes de caldos de fermentación.