Modelo matemático de la hidrólisis de materiales lignocelulósicos (aserrín) para la producción de bioetanol

Abstract

La presente tesis propone el uso de materiales lignocelulósicos con miras a la producción de bioetanol a escala laboratorio y banco, utilizando tecnología e insumos adecuados: Material lignocelulósico residual proveniente del sector forestal en crecimiento (aserrín). Enzimas celulasas comerciales. El bioetanol producido a partir de azúcares y almidón se conoce como bioetanol de primera generación, mientras que el bioetanol obtenido a partir de materiales lignocelulósicos (aserrín) se denomina bioetanol de segunda generación. Se investigaron los procesos de pretratamiento del material lignocelulósico e hidrólisis del material pretratado para determinar las condiciones óptimas a nivel laboratorio y banco. Se implementó: Equipo de pretratamiento de material lignocelulósico, el cual se determinó luego de las pruebas exploratorias de laboratorio, con una capacidad tal que genera sustratos de 5 litros de capacidad. Reactor autoclave de 20 litros para pruebas de hidrólisis del material celulósico y su transformación a azúcares fermentables. Para el modelamiento y simulación de la hidrólisis de aserrín se empleó algoritmo genéticos, procediéndose a generar, en primer lugar, el modelo matemático específico mediante la definición de las reacciones significativas y la obtención de los mejores parámetros cinéticos de dicho modelo (simulación en estado estacionario), para luego proceder a estudiar detenidamente el control de todas las variables de operación predeterminadas (simulación en estado dinámico). Adicionalmente, se han ejecutado en la Facultad de Ingeniería Química y Textil (FIQT) de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), pruebas definitivas de laboratorio y banco tanto en la fermentación del jugo de la caña de azúcar y la destilación del mosto fermentado, así como la deshidratación del alcohol hidratado a bioetanol anhidro, experiencia acumulada que servirá de soporte para la presente investigación en bioetanol de segunda generación.