000133204 001__ 133204
000133204 005__ 20240409124857.0
000133204 037__ $$aTESIS-2024-092
000133204 041__ $$aspa
000133204 1001_ $$aDelgado Noboa, Jorge Washington
000133204 24500 $$aProducción de etanol anhidro a partir de la fermentación de residuos de cacao para uso como biocombustible
000133204 260__ $$aZaragoza$$bUniversidad de Zaragoza, Prensas de la Universidad$$c2023
000133204 300__ $$a288
000133204 4900_ $$aTesis de la Universidad de Zaragoza$$v2024-86$$x2254-7606
000133204 500__ $$aPresentado: 13 04 2023
000133204 502__ $$aTesis-Univ. Zaragoza, , 2023$$bZaragoza, Universidad de Zaragoza$$c2023
000133204 506__ $$aall-rights-reserved
000133204 520__ $$aLa biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético. Ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable, sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol carburante.<br />El principal objetivo del presente estudio consistió en demostrar que el mucílago de cacao, residuo de la creciente industria cacaotera, puede considerarse una materia prima con un gran potencial para la obtención de etanol, con la pureza necesaria para ser utilizada como aditivo de los combustibles, puesto que contiene la concentración de azúcares y nutrientes necesarios para la fermentación. El clon seleccionado para ello fue el CCN¿51, debido a que se encuentra de manera abundante en Ecuador.<br />Tras establecer un plan de muestreo, se procedió a la caracterización y aplicación de una batería de experimentos que permitió determinar tanto las propiedades físico¿químicas del mucílago, como las condiciones óptimas de operación del biorreactor. Los datos obtenidos demostraron que el mucílago contiene los nutrientes suficientes para la fermentación y que esta puede realizarse fácilmente en un biorreactor agitado. Estos resultados fueron aplicados a modelos cinéticos empíricos (Logístico Integrado, Gompertz modificado y el de Andrews y Levenspiel), y para ello se emplearon los métodos de Levenberg-Marquardt y de Runge-Kutta de tercer orden (ODE23) en MATLAB, demostrando un buen ajuste con los datos experimentales obtenidos.<br />El mucílago fermentado fue sometido a procesos de purificación para separar el etanol contenido. Dichos procesos fueron seleccionados tomando en consideración los equipos y reactivos disponibles. La configuración elegida para ello fue: destilación simple y con reflujo, destilación extractiva y adsorción mediante zeolitas, con los cuales se alcanzó la concentración de etanol requerida para el producto final.<br />Con los parámetros cinéticos obtenidos mediante el modelo de Andrews y Levenspiel se generó una unidad personalizada de fermentación de mucílago de cacao utilizando Aspen Custom Modeler (ACM), mostrando un buen ajuste con los datos experimentales.<br />A continuación, se simuló exitosamente el proceso de producción de etanol, aplicando el paquete de software de simulación de plantas químicas Aspen Plus®, donde se incluyó los procesos de fermentación, destilación y deshidratación. En primer lugar, se establecieron dos reactores: en el primero se configuró un proceso de inversión térmica de la sacarosa y en el segundo, la fermentación alcohólica. De la mano de Aspen Plus®, se diseñaron las columnas de destilación a través del modelo DSTWU para luego ser ajustadas con el modelo riguroso RadFrac. Se simuló el proceso de destilación extractiva para deshidratar el alcohol con el sistema de reciclaje y recirculación de la glicerina, empleada como medio extractor. Además, se empleó Aspen Adsorption® para simular el proceso de adsorción con tamices moleculares de zeolita tipo 3A para conseguir etanol anhidro, apto para su uso como aditivo de gasolina en Ecuador.<br />Finalmente, se propuso un análisis económico efectuado mediante el empleo de Aspen Plus®, que proporcionó diferentes costos referenciales para establecer una planta con un tiempo de vida de 20 años.<br />
000133204 520__ $$a<br />
000133204 521__ $$97103$$aPrograma de Doctorado en Ingeniería Química y del Medio Ambiente
000133204 540__ $$9info:eu-repo/semantics/openAccess
000133204 6531_ $$afermentación
000133204 6531_ $$acinética química
000133204 6531_ $$asimulación
000133204 6531_ $$alevaduras
000133204 691__ $$a0
000133204 692__ $$a
000133204 700__ $$aPeña Llorente, José Ángel$$edir.
000133204 700__ $$aSoler Herrero, Jaime$$edir.
000133204 7102_ $$aUniversidad de Zaragoza$$b
000133204 830__ $$9515
000133204 8560_ $$fcdeurop@unizar.es
000133204 8564_ $$s10878448$$uhttps://zaguan.unizar.es/record/133204/files/TESIS-2024-092.pdf$$zinfo:eu-repo/semantics/openAccess
000133204 909CO $$ooai:zaguan.unizar.es:133204$$pdriver
000133204 909co $$ptesis
000133204 9102_ $$aIngeniería y Arquitectura$$b
000133204 980__ $$aTESIS