Resumen

En esta investigación se estudió la producción de etanol y otros productos sostenibles, incluyendo metano, limoneno y pectina de residuos de cítricos. En la primera parte se hidrolizaron estos desperdicios usando enzimas pectinasa, celulasa y β-glucosidasa y se fermentó el hidrolizado usando levaduras encapsuladas en presencia del compuesto inhibidor “limoneno”. No obstante, la aplicación de las células encapsuladas se puede ver afectada por el alto costo de la encapsulación, las enzimas y la baja estabilidad de la membrana de las cápsulas ante altos esfuerzos de cizalladura (shear stresses).

Por esta razón, se desarrolló un proceso basado en la hidrólisis ácida diluida de los residuos cítricos. Se removió de manera efectiva el limoneno de estos desperdicios a través de la evaporación instantánea (flashing) del hidrolizado en un tanque de expansión. Los azúcares presentes en el hidrolizado se convirtieron en etanol usando una cepa de levadura floculada. Luego, se destiló este alcohol y los fondos (stillage) y los sólidos restantes se digirieron anaeróbicamente para obtener metano. El contenido de pectina soluble del hidrolizado era susceptible de precipitarse utilizando el etanol producido.

Ya que el proceso emplea una cepa de levadura floculada, la mayor preocupación en el diseńo del biorreactor es la sedimentación de los flocs de levadura, cuyo tamańo es función de la concentración de azúcar, del tiempo y del flujo. Se desarrolló un modelo de dinámica de fluidos computacional (computational fluid dynamics, CFD) del biorreactor para predecir la sedimentación de los flocs y el efecto del flujo en su distribución. Este modelo pronosticó que la sedimentación ocurría cuando tenían un tamańo mayor a 180 micrómetros. Este modelo CFD se pudo usar en el diseńo y el escalado del biorreactor.

• Materias:Modelos matemáticos Metano Etanol Procesos industriales
• Subjects:Mathematical models Methane Ethanol Industrial processes
• Palabras claves:Simulación, Simulación dinámica, Dinámica de fluidos computarizada, Residuos de cítricos, Pectina, Limoneno, Levadura encapsulada, Análisis económico, Simulación de procesos, Biorrefinería, Biorreactor, Bioproceso
• Keywords:Simulation, Dynamic Simulation, Computerized Fluid Dynamics, Citrus Residues, Pectin, Limonene, Encapsulated Yeast, Economic Analysis, Process Simulation, Biorefinery, Bioreactor, Bioprocess