PROPUESTA PARA EL DISEÑO DE UN REACTOR ANAERÓBICO

[pic 1]REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRORTORIAL DE YARACUY ARÍSTIDES BASTIDAS

             PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN PROCESOS QUÍMICOS

INDEPENDENCIA - YARACUY

PROPUESTA PARA EL DISEÑO DE UN REACTOR ANAERÓBICO SEMICONTINUO (FED-BATCH) PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA UNIVERSIDAD

POLITÉCNICA TERRITORIAL DEYARACUY “ARÍSTIDES BASTIDAS”MUNICIPIO INDEPENDENCIA

ESTADO YARACUY

                                                                                                                                           Autores: Luis Infante

Robson Ochoa

TSU. Julio Parra

Tutor Académico: Ing. Carlos Rivero

Acompañante Institucional: Ing. Jasmín Loyo

Independencia, Julio  2018

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DE YARACUY “ARÍSTIDES BASTIDAS”

PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN PROCESOS QUÍMICOS

INDEPENDENCIA ESTADO YARACUY

PROPUESTA PARA EL DISEÑO DE UN REACTOR ANAERÓBICO (FED-BATCH) PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS ORGÁNICOS EN LA UNIVERSIDAD

POLITÉCNICA TERRITORIAL DEYARACUY “ARÍSTIDES BASTIDAS”MUNICIPIO INDEPENDENCIA

ESTADO YARACUY

Autores: Julio Parra

 Luis Infante

Robson Ochoa

Tutor Académico: Ing. Carlos Rivero

Acompañante Institucional: Ing. Jasmín Loyo

RESUMEN

En el presente estudio se realiza una propuesta para el diseño un reactor anaeróbico, (FED-BATCH), para la producción de etanol de segunda generación, a partir de residuos orgánicos en la Universidad Politécnica Territorial de Yaracuy “Arístides Bastidas”, se seleccionó este tipo de bioreactor porque es económicamente conveniente, debido a su bajo costo de operación y de construcción en comparación con otros reactores de tipo multipropósitos. Se seleccionó en primera instancia utilizar desechos orgánicos de la comunidad universitaria, para darle uso a esta basura generada. La metodología aplicada, bajo un estudio documental descriptivo, donde se seleccionó el volumen de operación como parámetro de diseño, se usó variables geométricas adecuadas para el dimensionamiento del bioreactor a través de una revisión literaria. La propuesta es con un diseño con un material adecuado para monitorear las fermentaciones y poder estandarizar el etanol de calidad única. Obteniendo esto se realizó el diseño mecánico en él se definieron detalles de las diferentes partes del bioreactor, el cual tiene una altura de 1.30 cm y un diámetro de 88 cm.

Palabras claves: Propuesta, Diseño, Reactor Anaeróbico,  Etanol de Segunda Generación, Desechos Orgánicos.

ÍNDICE DE GENERAL

CAPITULO I.

FORMULACION DEL PROBLEMA............................................................... 6

OBJETIVOS...................................................................................................12

Objetivo general: ...........................................................................................12

Objetivos específicos: ...................................................................................12

JUSTIFICACIÓN............................................................................................18

CAPITULO II

MARCOS DE REFERENCIA........................................................................10

Antecedentes.................................................................................................10

Marco teórico............................................................................................…..19

CAPITULO III

DISEÑO METODOLOGICO..........................................................................36

CAPITULO IV

ETAPA I………..............................................................................................60

ETAPA II........................................................................................................80

ETAPA III………………………………………………………………………….90

CRONOGRAMA………………………………………………………………….61

CAPITULO V

RESULTADOS...............................................................................................98

CONCLUSIONES........................................................................................102

TABLA DE SÍMBOLOS

Da = Diámetro que forman las aspas

N = Revoluciones por minuto (rpm) o revoluciones por segundo (rps)

μ = Viscosidad de la biomasa

Ρ = Densidad de la biomasa

g = Gravedad

Np = Número de potencia

P = Potencia requerida

lb = Libra

ft = Pie

r = Radian

s = Segundo

W = Watts

NRe= Número de Reynolds

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la producción de bioetanol vino impulsada por la llamada primera crisis del petróleo desde mediados de los años setenta del siglo pasado.  El primer país que asumió el reto fue Brasil produciendo el biocombustible a partir de caña de azúcar, y posteriormente se le unió Estados Unidos, fabricándolo a partir del maíz. A partir de mediados de los 80, a esta motivación se le unieron las políticas de mejoras medioambientales, principalmente en lo relativo a emisiones gaseosas.

Muchos países están en el camino de la producción de bioetanol a escala industrial ya que sus beneficios son innumerables. Se dice que la combustión del bioetanol produce el mismo CO2 que absorbió la planta durante su crecimiento, si se exceptúa el emitido debido a la actividad energética necesaria en el proceso de su producción, por lo que algunos autores dicen que el balance es cero, en cuanto a las emisiones de CO2.

Debido a estas razones, a partir del año 2001 se presentó un crecimiento de la producción de bioetanol siendo el biocombustible líquido de mayor consumo en el mundo y con una diferencia cada vez mayor al biodiesel, que ha seguido aumentando en los últimos años debido tanto a las políticas de mejoras medioambientales adoptadas por gran parte de los países del mundo, como a la inestabilidad de los precios del petróleo.

México es uno de los países más poblados del planeta y es, en consecuencia, de los que genera más residuos orgánicos que podrían utilizarse para la producción de combustibles de 2ª generación; es importante que dichos insumos para combustibles sean ecológicamente sostenibles y rentables, para evitar de esta manera que se siga afectando el medio ambiente y para disminuir la fuerte dependencia del sector petrolífero.

En el año 2003 en l`Alcudia (valencia) nace el PROYECTO PERSEO, que consiste en generar bioetanol a partir de residuos orgánicos de la basura; a las empresas les pareció atractivo que la materia prima es de coste cero debido a que supone la retirada de un material de elevado impacto medio ambiental. Después de un arduo trabajo por parte de científicos en diferentes áreas (biología, microbiología, química, ingeniería, entre otros) se finaliza la fase de laboratorio con resultados positivos obteniendo un proceso capaz de transformar los residuos orgánicos en la basura a bioetanol.

En el año 2006 se construyó la planta piloto de demostración a nivel semi-industrial del proceso en las instalaciones de IMECAL S.A., con una capacidad para procesar 70 toneladas de residuos orgánicos por día.

El etanol es un combustible que puede producirse a partir de un gran número de substratos vegetales, sin embargo, dependiendo del substrato utilizado existe una variación del rendimiento entre el combustible consumido y el generado en dicho proceso. Pero también, está sujeto a una fuerte polémica: para unos se perfila como un recurso energético potencialmente sostenible que puede ofrecer ventajas medioambientales y económicas a largo plazo en contraposición a los combustibles fósiles, mientras que para otros es el responsable de grandes deforestaciones y del aumento del precio de los alimentos, al suplantar selvas y terrenos agrícolas para su producción, dudando además de su rentabilidad energética.

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