Abstract:
En el trabajo se elabora un procedimiento, para obtener la síntesis y diseño óptimo de plantas discontinuas; el cual fue aplicado a la tecnología de obtención de etanol empleando hidrolizado de bagazo. Se determinan los modelos de las expresiones de velocidad de las etapas de pre tratamiento e hidrólisis enzimática, teniendo en cuenta resultados obtenidos a nivel de laboratorio con diseños 22 y 23 variando las principales variables involucradas. Para la determinación de los modelos de las expresiones de velocidad en las etapas de pre tratamiento se aplica el método diferencial de análisis de datos a través de la técnica de los mínimos cuadrados. En la hidrólisis enzimática se aplicó un diseño de experimento 23 con el fin de observar el comportamiento de la producción de ART en el tiempo, con estos resultados y utilizando un modelo cinético simplificado pseudo-homogéneo de Michaelis – Menten se determinan los parámetros fundamentales de la expresión cinética. A partir del modelo global propuesto se obtiene la configuración óptima de las etapas, el número de equipos en cada etapa, el volumen de los equipos y el mínimo costo total de producción. Dicho modelo global consiste en una formulación de programación matemática mixta entera no lineal (MINLP), la cual es representada y resuelta mediante el Software Profesional, General Algebraic Modeling System (GAMS) versión 23.5 con la aplicación del Solver DICOPT. A través de un análisis combinado del modelo matemático con los indicadores dinámicos de rentabilidad se determina el tiempo óptimo de hidrólisis enzimática a emplear. Se analizan las posibles variantes a implementar que son en primer lugar las de acoplar la producción de hidrolizado de bagazo a una destilería vendiendo etanol y en segundo lugar vendiendo furfural si se garantiza un mercado para ello.
