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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22382| Título: | Modelado y simulación de procesos involucrados en la producción de bioetanol a partir de suero de leche. |
| Autor: | Montero Mera, Kelly Vanessa |
| Palabras clave: | DESTILACIÓN EXTRACTIVA MODELO TERMODENÁMICO |
| Fecha de publicación: | feb-2022 |
| Editorial: | Quito : EPN, 2022 |
| Citación: | Montero Mera, K.V. (2022). Modelado y simulación de procesos involucrados en la producción de bioetanol a partir de suero de leche. 61 hojas. Quito : EPN. |
| Resumen: | The use of fuel-grade ethanol is proposed as an alternative to petroleum-derived fuels, to reduce the environmental impact generated, anhydrous ethanol is obtained from an extractive distillation used to break the ethanol-water azeotrope. The objective of this work is to model the behavior of the extractive distillation to obtain fuel grade anhydrous ethanol from alcohol obtained from whey fermentation, for which a mathematical model was elaborated consisting of a distillation column operating in batch mode, with 11 plates and a total condenser is considered, the feeding plate of the azeotrope is in stage number 7, is used as solvent, and it is fed in stage number 3. To solve the model, mass balance equations, equilibrium equations, sum of mole fractions and energy balance were used, and the NRTL model was used to calculate the activity coefficients of the compounds and thus describe the thermodynamic equilibrium between the vapor-liquid phases. MATLAB R2020 software was used as support to determine the liquid-vapor equilibrium curves of the ethanol-water-glycerol system, the numerical method used to solve the differential equations was the explicit Euler, as a result the dynamic profiles describing the variation of concentration and temperature as a function of time were obtained for each plate, finally ethanol was obtained with a purity of 99,6 mole % at 150 hours, and an energy consumption in the condenser of 18,394 MJ. |
| Descripción: | El uso de etanol de grado carburante, que se obtiene a partir de una destilación extractiva para vencer el azeótropo etanol-agua, se propone como una alternativa a los combustibles derivados del petróleo ya que se disminuye el impacto ambiental. El presente trabajo tiene como objetivo modelar el comportamiento de la destilación extractiva para obtener etanol anhidro de grado carburante, a partir de destilado obtenido con el fermentado de lactosuero, para lo cual se definió un sistema de destilación a modelar que opera en modo batch, con 11 platos y se consideró un condensador total, el plato de alimentación del azeótropo se encuentra en el plato número 7, se utiliza glicerol como solvente y se alimenta en el plato número 3. Para formular el modelo matemático se utilizaron ecuaciones de balance de masa, ecuaciones de equilibrio, suma de fracciones molares y balance de energía, y se empleó el modelo termodinámico NRTL para calcular los coeficientes de actividad de los compuestos y así describir el equilibrio entre las fases líquido y vapor. El modelo propuesto con cero grados de libertad se resolvió con el soporte del software MATLAB R2020b para determinar las curvas de equilibrio líquido-vapor del sistema etanol-agua-glicerol. Se empleó el método numérico de Euler explícito para resolver las ecuaciones diferenciales y como resultado se evaluaron los perfiles dinámicos que describen la variación de la concentración y la temperatura para cada plato. Así, el producto destilado constituye etanol con una pureza del 99,6 % mol a las 150 horas, con un consumo energético en el condensador que asciende a 18,394 MJ. |
| URI: | http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22382 |
| Tipo: | bachelorThesis |
| Aparece en las colecciones: | TIC - Química |
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