Diseño de una planta de producción de bioetanol a base de maíz

Abstract

En este proyecto se realiza el diseño integral de una planta de producción de bioetanol a base de maíz. La capacidad de producción de la planta es de 240.214 m3/año de bioetanol con una pureza de 99,5% V/V. Además, se obtiene como subproductos 211.936 ton/año de dióxido de carbono (pureza de 99,99% en peso) y 433.554 ton/año de DDGS (burlanda seca). El proceso se lleva a cabo mediante una reacción de sacarificación y fermentación de los azúcares presentes en el maíz. Las mismas, se realizan en simultáneo. Se emplean enzimas hidrolizantes de almidón granular (GSHE) y Saccharomyces cerevisiae como levadura. El proyecto está dividido en nueve Capítulos. En el Capítulo 1 se realiza un estudio de mercado, de forma tal de obtener una primera aproximación del proyecto en términos de tamaño, estructura, producción, consumo y potenciales clientes. En el Capítulo 2 se evalúa el modelo cinético a emplear para el sistema de reacción puesto en juego junto con un análisis termodinámico. Además, se analizan las condiciones óptimas de operación. En el Capítulo 3 se plantean y analizan los tratamientos previos y posteriores, junto con los sistemas de separación necesarios en el proyecto. El Capítulo 4 se centra en el análisis de la estructura general del diagrama de flujo para luego plantear los balances de masa correspondientes. En el Capítulo 5 se lleva a cabo el diseño completo de los reactores a emplear en la planta, junto con el sistema de enfriamiento y control. En el Capítulo 6 se diseñan los sistemas de separación. En el Capítulo 7 se realiza un análisis energético de la planta de forma tal de optimizar el consumo de energía en el proceso. Además, se determinan todos los equipos auxiliares necesarios. En el Capítulo 8 se lleva a cabo el diseño de una planta de purificación para el CO2 y el de una planta generadora de energía eléctrica a partir de los restos de biomasa provenientes del maíz. Finalmente, en el Capítulo 9 se realiza la evaluación económica estimando los costos de inversión y operación que permiten determinar la rentabilidad del proyecto.