El proceso de producción del alcohol carburante se divide principalmente en 4 etapas las cuales son:
- Acondicionamiento.
- Remojo.
- Separación y deshidratación.
-Tratamiento de efluentes.
Figura 1. Charla en una planta de caña de azúcar.
1. Acondicionamiento: Esta El acondicionamiento son todos los procesos que se le debe realizar a la caña de azúcar para obtener el jugo de caña el cual pasará a la etapa de fermentación. El acondicionamiento consta de 3 procesos, un lavado, una molienda y una clarificación. El lavado de la caña se hace con agua a 40°C, esto se hace para eliminar suciedades. Seguido de ello se procede a triturar la caña añadiendo agua a 60°C, obteniendo así el jugo de caña y como subproducto el bagazo. Después de la molienda se procede con la clarificación en donde se busca que el jugo de caña tenga un contenido en azúcares entre 130 – 180 g/L. Para que la clarificación se realice de manera satisfactoria, al jugo de caña proveniente del triturado se le agrega óxido de calcio y una pequeña porción de ácido sulfúrico. Debido a este proceso en el recipiente donde se llevó a cabo la clarificación se precipita un lodo, el cual se pasará a un filtro rotatorio obteniendo así la cachaza y un filtrado que retornará al recipiente de clarificación. Por último, el jugo resultante de este proceso es esterilizado a 105°C y transferido a la fermentación. es la etapa preliminar, donde la cebada es cuidadosamente seleccionada a través de un proceso de limpieza física y posterior almacenamiento como materia prima, en silos, hasta ser necesitada. Esta selección meticulosa se realiza como primer filtro para descartar aquellas impurezas en la cebada que puedan resultar en daños a la calidad final del producto.
Figura 2. Recolección de la caña de azúcar.
Fuente: https://tecnicana.org/preparacion-de-campos-de-cana-de-azucar-para-cosecha-mecanizada/
2. Remojo: En esta etapa es donde se fermentan los azúcares del jugo proveniente de la clarificación (La glucosa y fructosa), con el objetivo de obtener etanol y dióxido de carbono. Hay que tener en cuenta que para iniciar el proceso de fermentación debe añadirse un fermento, en este caso se utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiaes. Luego, la centrifugadora que se encuentra en la parte de abajo del fermentador es la encargada de recircular la levadura constantemente para que el proceso de fermentación se lleve a cabo satisfactoriamente. Finalmente, se forman unos gases los cuales son retirados y enviados a una torre de absorción. En esta etapa, además de producir etanol, también se considera la producción de algunos subproductos como acetaldehído, glicerol y alcoholes de fusel.
Figura 3. Fermentadores industriales.
Fuente: http://avibert.blogspot.com/2009/11/fermentacion-industrial-con-exito.html
3.
Separación y deshidratación: En esta etapa se
busca recuperar el etanol, con un alto grado de pureza, del caldo de
fermentación, para eso, se utiliza la destilación y la adsorción con tamices
moleculares. Como se puede apreciar en el esquema general hay dos columnas de
destilación. La primera columna está alimentada por el caldo proveniente de la
anterior etapa y el etanol recuperado en la absorción de los gases de
fermentación, esta columna se encarga de remover el CO2 disuelto y la mayoría
del agua, obteniéndose así un 50% de pureza de etanol. La segunda columna de
destilación es la encargada de concentrar el etanol (proveniente de la primera
columna de destilación) hasta una composición cercana a la azeotrópica. Por
último, está la columna de adsorción en donde se deshidrata el alcohol para
obtener así el alcohol carburante. De este proceso sale una corriente que es
recirculada a la segunda columna de destilación.
4.
Tratamiento
de efluentes: En la producción de alcohol mediante la caña de
azúcar, uno de los problemas es la gran cantidad de residuo que deja la
destilación del alcohol más específicamente la columna 1. Esta materia residual
se le conoce como vinazas. El tratamiento empleado para este tipo de residuo
consiste en la evaporación y la posterior incineración.
El tren de evaporación es el encargado de
preparar las vinazas para que se puedan incinerar, por lo tanto, en este
proceso se obtienen vinazas concentradas y condensadas.
Figura 4. Diagrama de bloques de producción del alcohol carburante.
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