Optimización de procesos de fabricación de bioetanol y biocombustibles

La producción de biocombustibles está aumentando, lo cual estimula a que cada vez más los ingenieros entiendan en detalle estos nuevos procesos. En este artículo hablamos brevemente de algunas diferencias de estos procesos respecto al del refino de petróleo, y también algunas ideas sobre su optimización.

La operación de cualquier proceso de fabricación de biocombustibles seguirá los mismos principios de diseño tradicionalmente usados para los productos basados en el petróleo. Las plantas para producir biodiesel pueden examinarse de la misma forma que las refinerías convencionales. Asuntos como la integración de calor, procesado de residuos, minimización de consumo de agua, y maximización de la producción son elementos clase en ambas operaciones de refinado, petróleo o biocombustibles.

Incluso en operaciones de biodiesel a pequeña escala es importante el equilibrio material y energético en la planta. Es importante analizar todo lo que determina el ahorro que pueda conseguirse. La recuperación y reutilización del alcohol, así como el efectivo uso de la catálisis, y el control del proceso para generar la óptima cantidad de biodiesel.

Una cuestión relacionada con los procesos de fabricación de biodiesel que difiere respecto a los procesos de reformado de petróleo es que en la fabricación de biodiesel se añaden productos químicos adicionales en el proceso de transesterificación. Los sub-productos de la reacción química necesitan ser eliminadas. Los subproductos de las reacciones químicas necesitan ser eliminadas en una etapa posterior. Los subproductos pueden típicamente convertirse en productos vendibles, pero requiere más procesado. La optimización del proceso que permita alcanzar el mejor ROI, requiere que se estudie y optimice el proceso completo, no solamente la etapa de producción de biodiesel.

La diferencia entre el refino de petróleo convencional y el procesado de petróleo es que para la producción de biocombustibles se requiere experiencia de ingeniería bioquímica y química que permita crear un proceso optimizado.

• Simulación de procesos en diseño: En diseño, la simulación de procesos se usa en las fases iniciales de diseño de planta para determinar el diagrama de flujo y dimensionar las variables económicas de la planta. Mapeando el proceso se determina el flujo de materiales de alimentación en la planta, el flujo de materiales a través de cada operación de unidad, el flujo de biodiesel y productos de residuos en la planta. Para determinar la economía del proceso se requiere un balance de masas y energético completo para la planta. Podemos comparar diferentes procesos para determinar qué proceso es más económico.
• Simulación de procesos en operaciones: Una vez que la planta está operando, la simulación de procesos puede usarse para estudiar el funcionamiento de la misma comparando con las expectativas de diseño, y optimizar el proceso, a la vez que se determina el posible reajuste de la planta.

Palabras clave: Transesterification processBibliografía: Chemsim