AVANCES EN LA PRODUCCION DE BIPOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS LIGNOCELULOSICOS

Autores: Autores: Msc. Boutros Fouad Sarrouh1, Dra. Josefina Jover1, y Dr. Sc. Erenio González2.

Dpto de Ingeniería Química, Fac. Química-Farmacia, UCLV, e-mail: boutros_sarrouh@yahoo.com, TEL: 053-42-281274.

Centro de Análisis de Procesos, FAC. Química-Farmacia, UCLV.

RESUMEN

El presente trabajo realiza un análisis de los aspectos más novedosos de la tecnología para la producción de bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos.

Palabras claves: bioetanol, biomasa lignocelulósica, fermentación alcohólica.

ABSTRACT

This work makes an analysis about the novel aspects related to the technology for bioethanol production from lignocellulosic wastes.

APROVECHAMIENTO ENERGETICO DE DESECHOS DE MADERAS LATINOAMERICANAS, POR GASIFICACION CATALITICA

B. Arizaga, M. Brusoni, A. Corujo, L. Yermán, J. Castiglioni*.

Laboratorio de Fisicoquímica de Superficies, Cátedra de Fisicoquímica, Facultad de Química, Universidad de la República. Av. Gral. Flores 2124, CP 11800. Montevideo, Uruguay. E-mail: jcastig@fq.edu.uy

RESUMEN

El empleo de desechos de distintas especies del bosque latinoamericano como fuente de materias primas renovables para usar con fines energéticos, constituye una alternativa interesante frente al empleo de recursos fósiles no renovables. Para muchos países de la región, con gran desarrollo forestal ésta alternativa es de gran importancia.
Además del tradicional uso de estos desechos como fuente de energía mediante combustión directa (con pobres rendimientos), está la alternativa de su transformación en gases combustibles de alto poder calorífico, e incluso en productos químicos de mayor valor, recurriendo para ello a su descomposición térmica en atmósfera pobre en oxígeno (pirólisis y gasificación).
Los ensayos se realizaron en presencia de dolomita como catalizador, el cual introduce varias mejoras en el proceso. La dolomita es un mineral de gran disponibilidad y bajo costo, y ha demostrado muy buenas cualidades respecto a su actividad y vida útil.
Se estudió la gasificación catalítica de desechos de Eucalyptus saligna (Uruguay), Himenea courbaril (Bolivia), Hura crepitans (Bolivia), Prosopis tamarugo (Chile) y Prosopis chilensis (Chile). Se realizó la caracterización de las distintas maderas estudiadas mediante análisis termogravimétrico y análisis elemental.
El proceso de gasificación de residuos de madera da lugar a una mezcla de gases de considerable poder calorífico y rendimiento energético, que contiene principalmente H2, CO, CO2, CH4, C2H6 y C2H4. También se obtienen residuos sólidos (carbón, coque, cenizas, etc.) y líquidos (alquitranes, agua) en menor proporción.
Trabajando con el catalizador en lecho fijo, a 900ºC y agregando vapor de agua (como oxidante) en el gas de arrastre, los valores de rendimiento energético obtenidos son del orden de 3900-4900 kcal/kgmadera(bs) y los volúmenes de gases producidos se encuentran entre 1300-1800 L/kgmadera(bs) para flujos de madera entre 50 y 90 mg/min.

ABSTRACT

The employment of wastes of different species from the Latin American forest as a source of renewable raw material to use with energetic purposes, constitutes an interesting alternative to the use of non renewable fossil resources. This alternative is of great importance for many countries of the region, with large forest development.
Besides the traditional use of these wastes as a source of energy by means of direct combustion (with poor yields), there is the alternative of their transformation in combustible gases with high heating value and in chemical products of more value, by their thermal decomposition in a poor oxygen atmosphere (pyrolysis and gasification).
The use of dolomite as catalyst in the experiments introduces several improvements in the process. The dolomite is a mineral of great availability and low cost, and it has demonstrated very good properties regarding its activity and useful life.
The catalytic gasification of wastes of Eucalyptus saligna (Uruguay), Himenea courbaril (Bolivia), Hura crepitans (Bolivia), Prosopis tamarugo (Chile) and Prosopis chilensis (Chile) was studied.
The characterization of the different woods studied by thermogravimetric and elemental analysis was done.
The gasification of wooden residuals produce a mixture of gases of considerable heating value and heating yield, that mainly contains H2, CO, CO2, CH4, C2H6 and C2H4. Solid wastes are also obtained (coal, coke, ashes, etc.) and liquid (tar, water) in smaller proportion.
Working with the catalyst in fixed bed, at 900ºC and adding water vapor (as oxidizer) in the gas feed, the obtained values of the heating yield are of the order of 3900-4900 kcal/kg wood (dry basis) and the volumes of produced gases are among 1300-1800 L/kg wood (dry basis), for wooden flows between 50 and 90 mg/min.

BIOCAPTACION DE PLOMO, COBRE, HIERRO, ZINC, CALCIO Y MAGNESIO POR TILLANDSIA USNEOIDES

Margarita Enid Ramírez Carmona1, Juan Camilo Oviedo Lopera1 y William Giraldo Aristizabal2
1. Universidad Pontificia Bolivariana, Facultad de Ingeniería Química. Circular 1ª, N° 70-01. Fax: (00) 574-411-87-79. Medellín, Colombia. E-mail: mramirez@upb.edu.co
2. Red de Calidad del aire (REDAIRE) / Medellín, Colombia.

RESUMEN

El seudoliquen Tillandsia usneoides fue empleado como bioindicador para captar Pb, Cu, Fe, Zn, Ca y Mg en el Valle del Aburrá - Medellín, Colombia. Las plantas fueron transplantadas desde sitios libres de contaminación hacia 20 puntos de muestreo. El biomonitoreo fue realizado durante un periodo de un año iniciando en Enero de 2003, las muestras fueron recolectadas a los 3, 6, 9 y 12 meses, procesadas mediante una digestión ácida y cuantificadas por Espectrofotometría de absorción atómica. Las captaciones más relevantes para cada metal fueron: 58.1 mg Pb/g planta, 1427.5 mg Cu/g planta, 5637.6 mg Fe/g planta, 6766.7 mg Zn/g planta, 296.9 mg Ca/g planta y 20876.8 mg Mg/g planta.

ABSTRACT

Speudoliquen Tillandsia usneoides was used as bioindicator to sorption Pb, Cu, Fe, Zn, Ca and Mg of the Valley of Aburrá - Medellín, Colombia. The plants were transplanted from contamination free areas to 20 sample points. This investigation began on January 2003, the samples were collected on March, June, September and December, this samples were acid digested and were quantified by atomic absorption spectrophotometry. The most relevant uptakes for each metal were: 58.1 mg Pb/g plant, 1427.5 mg Cu/g plant, 5637.6 mg Fe/g plant, 6766.7 mg Zn/g plant, 296.9 mg Ca/g plant y 20876.8 mg Mg/g plant.

OPTIMIZACION DEL FLUJO DE FILTRADO DURANTE LA ULTRAFILTRACION DE SUERO DE QUESO CON MEMBRANAS DE FIBRA HUECA

Ing. Quím. Beatriz N. Castro y Dra. Patricia E. Gerla
Departamento de Operaciones Unitarias en Ingeniería Química e Ingeniería Alimentos, Instituto de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República

ABSTRACTC

Cheese whey was concentrated 20 times by ultrafiltration using hollow fiber membranes (cut-off: 10 kDa, polysulfone) and the suitable process conditions that maximize the filtrate flux were studied. The resistance to filtration, at bench scale, was examined and modelled. The results showed that the principal resistance is due to the fouling inside the membrane's pores. This result allowed the optimization of the operation and a significant improvement in filtrate flux. The mathematical models and the suitable operation conditions predicted by them are presented. Not difference was evidenced in the content of the concentrates obtained with raw whey or pretreated whey, both concentrates contained 99% of the proteins of the original whey and showed 20 times higher coagulating activity.

RESUMEN

Por ultrafiltración se concentró, 20 veces, suero de queso usando membranas de fibra hueca (polisulfona, 10 kDa) y se estudiaron las condiciones de operación que maximizan el flujo de filtrado. La resistencia a la filtración, realizada a escala banco, fue examinada y modelada. Los resultados obtenidos señalaron que la resistencia controlante es la debida al ensuciamiento dentro de los poros de la membrana. Este resultado permitió la optimización de la operación, realizando un mínimo tratamiento del suero de queso, y un significativo aumento en el flujo de filtrado. Se presentan los modelos matemáticos y las condiciones de operación predichas como adecuadas por estos modelos. No se evidenció diferencias en el contenido de los concentrados obtenidos a partir del suero original o del pretratado. Ambos concentrados contenían el 99% de las proteínas presentes en el suero original y una actividad coagulante 20 veces mayor.

El desarrollo actual en la industria de fabricación de membranas semipermeables determina hoy amplia disponibilidad de membranas, gran variedad y uniformidad de poros/cortes y rutinas exhaustivas de limpieza. Esta situación, unida a las ventajas que presentan los procesos de concentración y separación por membranas, hacen de la optimización del flujo de filtrado, determinante del tamaño de equipo o del tiempo de operación, la clave para el traslado exitoso de uno de estos procesos a la industria.
En un trabajo anterior se informaba que una concentración de 20 veces de suero de queso, por ultrafiltración con membranas de fibra hueca (cut-of: 10kDa, polisulfona) permitía obtener concentrados conteniendo el 99% de las proteínas del suero original y el 100 % de la actividad coagulante de la enzima agregada durante la fabricación del queso (Castro, 2000). En este trabajo se optimizaron las condiciones de operación para aumentar el flujo de filtrado a valores de interés industrial. El modelado del flujo de filtrado señaló una resistencia controlante durante la filtración originada en el ensuciamiento de la membrana.
Un pretratamiento mínimo del suero, consistente en la adecuación de su pH y fuerza iónica, unido al control de la temperatura de operación, logró una disminución de las interacciones físico-químicas entre solutos del suero y membrana determinando un descenso de siete veces en la resistencia a la filtración. El ajuste del pH y la adecuación de la fuerza iónica realizada por diafiltración en el mismo equipo utilizado para la concentración y que originó un concentrado totalmente desalinizado, no afectaron la actividad de la enzima coagulante ni la cantidad y funcionalidad de las proteínas recuperadas. Los flujos de filtrado obtenidos fueron del orden de los informados en la literatura para procesos industriales similares.

 

UNA REFLEXIÓN CRÍTICA SOBRE EL MÉTODO COMÚNMENTE USADO EN EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR TUBULARES EN RELACIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN

Langfelder I.1, Serna G. M. 2, Rivera J. L. 2, Rico J. L. 2*

1Universidad Técnica Eslovaca, Departamento de Ingeniería Química y
Bioquímica, Bratislava, República Eslovaca.
2Facultad de Ingeniería Química, Edificio "M" Ciudad Universitaria, UMSNH,
C. P. 58060, Morelia, Mich., México

RESUMEN

El método común usado en el diseño de intercambiadores de calor presenta una serie de dudas desde el punto de vista lógico al aplicar la teoría del transporte de calor por convección. Además, algunas de las magnitudes importantes que figuran en las ecuaciones de diseño no se definen claramente. El presente análisis establece un nuevo acceso al problema, y demuestra que desde el punto de vista de claridad y lógica de la teoría el uso de diferencias finitas en el diseño de intercambiadores de calor operados en estado estable, se ajusta más a la realidad que el método que asume magnitudes promediadas al lo largo de intercambiador. Las repercusiones finales en el diseño del intercambiador por el método reportado aquí, podrían en algunos casos, representar un ahorro significativo en el costo de estos equipos.

ABSTRACT

The common method used in the design of heat exchangers which is useful from the practical point of view, presents a series of inconsistencies when applying the convective heat transport. Furthermore, some of the main magnitudes included in the equations are not defined clearly. The present study shows a new access to the problem and demonstrates that the use of finite differences in the design of tubular heat exchangers operated in steady state is more accurate than the method which uses mean magnitudes along the equipment. The final repercussions of this approach might represent a significant decrease in costs in the design of these equipments.

EL ANALISIS DE CICLO DE VIDA COMO HERRAMIENTA DE GESTION Y FACTOR DE COMPETITIVIDAD

M. Passeggi *, R. R. Prando ** y M. Vázquez***

Facultada de Ingeniería. Universidad de la República.

(*) Ing. Qco., Ayudante del Instituto de Ingeniería Química
(**) Ing. Qco., Profesor agregado del Instituto de Ingeniería Química, Miembro Titular de la Academia de Ingeniería del Uruguay
(***) Ing. Qco., Asistente del Instituto de Ingeniería Química

RESUMEN

El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una herramienta de gestión ambiental que se está desarrollando a gran velocidad en Europa Estados Unidos y algunos países de Asia.

El propósito del presente trabajo es investigar la pertinencia de que las empresas del país, en particular las industriales, incorporen esta herramienta de gestión. Para ello, se realiza una revisión general sobre sus características y su utilidad. Complementariamente se realiza un análisis sobre las consecuencias de la normalización internacional del Ecoetiquetado Tipo III, el cual exige la aplicación del ACV.

El resultado del trabajo muestra que es una herramienta de gestión ambiental que debe ser aplicada con un enfoque de ingeniería de procesos.
La aplicación del ACV es útil a nivel de empresas y de políticas públicas pues aporta información importante para la toma de decisiones. A nivel del comercio internacional la no-implementación de esta herramienta puede constituir un obstáculo en el futuro para la colocación de productos en los países más desarrollados. Por último se concluye que la falta de información sistematizada disponible, es el principal impedimento para la aplicación del ACV en el Uruguay.

ABSTRACT

The Life Cycle Analysis (LCA) is a very useful tool of management, which is been speedy developed in Europe, United State and some countries of Asia.

The objective of this paper is investigating the use of this tool in the country´s organizations, specially in the industries. For this purpose a general scanning about its characteristics is done. Complementarily, an analysis of the consequences of the international standardization of Ecolabelling Type III is carried out. This Ecolabelling demands the use of LCA.

The conclusions of the paper show the LCA is a suitable tool of environmental management, which must be applied the from process engineering point of view. The use of LCA is very important, because it lets see all the product manufacturing process. Besides, it could be very interesting to join information to design public policies. From the international trade point of view, the non-implementation of this tool may constitute an obstacle to sell products to other markets in the future
At last, the principal impediment for the applications of LCA in Uruguay is the lack of information.

 

REGLAS DE MEZCLAS MODERNAS PARA DESCRIBIR EL EQUILIBRIO ENTRE FASES EN MEZCLAS BINARIAS QUE CONTIENEN ETANOL

Claudio A. Faúndez1, Victor H. Alvarez3 y José O. Valderrama2,3

Univ. de La Serena, 1Fac. de Ciencias y 2 Fac. de Ingeniería, Casilla 554, La Serena-Chile
3Centro de Información Tecnológica (CIT), Casilla 724, La Serena - Chile

RESUMEN

El equilibrio de fases en mezclas binarias de interés en procesos de destilación alcohólica ha sido modelado utilizando la ecuación cúbica de estado de Peng y Robinson junto con la moderna regla de mezcla de Wong y Sandler. Para la energía libre de Gibbs de exceso en la regla de mezcla de Wong y Sandler, se usan los modelos NRTL, UNIQUAC y Solución Regular. Se discute el modelado de nueve mezclas binarias de etanol+congéner. Los congéneres son componentes minoritarios pero importantes en procesos de destilación alcohólica. En este estudio se incluyen los siguientes congéneres: ácido acético, acetaldehído, acetato de etilo, furfural, metanol, 3-metilbutanol, 2-metil-1-propanol, 1-pentanol y 1-propanol. Se comparan los resultados obtenidos de los diferentes modelos con datos de la literatura y se concluye sobre la exactitud de los modelos analizados.

Palabras Claves: destilación alcohólica, ecuaciones de estado, reglas de mezcla, congéneres

Modern Mixing Rules to Describe Phase Equilibrium in Binary Mixtures containing Ethanol

ABSTRACT

Phase equilibrium in binary mixtures of interest in alcoholic distillation has been modeled using the cubic equation of state of Peng and Robinson and the modern mixing rule of Wong and Sandler. For the excess Gibbs free energy in the Wong y Sandler mixing rule the models NRTL, UNIQUAC and Regular Solution are used. The modeling of nine binary mixtures ethanol+congener has been done. The congener compounds are low concentration components but of special importance in alcoholic distillation. In this study the following congeners are considered: acetic acid, acetaldehyde, ethyl acetate, furfural, methanol, 1-propanol, 3-methybutanol, 2-methyl-1-propanol, and 1-pentanol. The results obtained with the different models are compared with literature data and conclusions about the accuracy of the different models are drawn.

Keywords: alcoholic distillation, equations of state, mixing rules, congeners

AUMENTO DE PRODUCCIÓN DE BUTANOS MEDIANTE RECIRCULACION DE GASES DE DESECHO EN PLANTAS DE MTBE BASADAS EN DESHIDROGENACION DE ISOBUTANOS

Henry J. Espinoza, Víctor López, Eliana Caldera, Luis A. Patiño
Departamento de Mecánica, Universidad de Oriente.
Apartado 4327, Puerto La Cruz, Anzoátegui, Venezuela
hespinoz@ci.udo.edu.ve; hespinoza@cantv.net

RESUMEN

Se presenta un método para aumentar la recuperación de butanos en Plantas de MTBE mediante la recirculación de parte de los gases efluentes que todavía contienen cantidades de isobutanos e isobutileno al proceso de compresión. Mediante esta modificación se aumenta el flujo másico en el sistema de recuperación de butanos a baja temperatura aumentando la eficiencia del proceso. Se establecen las condiciones recomendables para aplicar el método en plantas operativas. Para demostrar la viabilidad del método se realiza la simulación de una planta de MTBE, comparando los resultados del proceso actual con los obtenidos con la nueva configuración. Los resultados obtenidos demuestran que con la recirculación de gases de desecho aumenta la recuperación de isobutileno e isobutano y la producción de MTBE de la planta. En particular, para la planta simulada, se demostró que se reduce la recuperación de butanos en el proceso de compresión y se aumenta en el sistema de refrigeración de baja temperatura, produciéndose un incremento neto de 1,21 toneladas por horas. Igualmente, se logró el aumento de la eficiencia politrópica de las etapas de expansión. El aumento de la productividad de la planta garantiza una recuperación de la inversión en 2,82 años a una tasa de retorno de 36%.
Palabras claves: Recuperación isobutanos, Plantas MTBE, Simulación de procesos, deshidrogenación del isobutano.

ABSTRACT

A method for increase the recovery of butanes in MTBE plants by means of the recirculation of part of reactors effluents gases that still contain quantities of isobutanes and isobutylene to the compression process is presented. This modification increases the mass flow by the low temperature recovery system of butanes and increase the process efficiency. The recommendable conditions to apply the method in operative plants are established. In order to demonstrate the viability of the method a MTBE plant is simulate and the results in actual condition with the new condition are compared. The obtained results demonstrated that with the recirculation of affluent gas there is a increases of total recovery of isobutylene and isobutane and the production of MTBE of the plant. In the plant simulated it is demonstrated that the butane recovery is reduced in the process of compression and increase in Low Temperature Refrigeration System , with a net increase of 1.21 Ton/h. Also the polytropic efficiency of the first and second stage of the turboexpander increases. The increase of the productivity of the plant guarantees a recovery of the investment in 2,82 years to a internal rate of return of 36%.
Keywords: Recovery of isobutanes, MTBE plants, simulation of process, dehydrogenation of isobutane.

 

---