producción industrial de bioetanol a partir de residuos del ate de tejocote
TRANSCRIPT
“Producción industrial de bioetanol a partir de
residuos de la producción de ate de tejocote”
Presentan: Hernández Toscano Lisha Patricia.Fuentes Martínez Axel Tecpatl.
Asesor: D.C. Raúl Cortes MartínezM.C. Yadira Belmonte Izquierdo
Docente: IBQ Yolanda Patricia García AguirreSemestre Agosto – Diciembre 2015
Introducción
La activad antropogénica a generado un alto nivel de contaminación han generado la necesidad de aprovechar al máximo cada una de las materias primas así como el reducir, reciclar y reutilizar los residuos (Orozco y col, 2008).
Definición del proyectoActualmente los residuos ricos en pectina son vendidos a bajo precio para la alimentación animal, sin embargo, han surgido estudios que demuestran la viabilidad de utilizar biomasa rica en pectina como sustrato para la fermentación alcohólica (Edwards y Doran, 2012).El bioetanol obtenido tiene como fin ser usado como reactivo de laboratorio en instituciones educativas del estado de Michoacán, debido a que tendrá un costo menor comparado con el etanol convencional.
JustificaciónCrecimiento de la industria del
ate en Michoacán
Reducción de materia orgánica en cuerpos de agua
Ofrecer un producto de buena calidad y accesible a las
instituciones de educación en el estado
ObjetivosRealizar el diseño de una planta
productora de etanolDiseñar el proceso de
la fermentaci
ón alcohólica
del efluente de la cocción
del tejocote.
Planificar la
distribución de las
instalaciones de la planta.
Determinar las
medidas de
seguridad necesarias
para el personal
de la planta.
Establecer la logística
para la distribució
n del producto.
Estudio inicial
80%
20%
1. ¿De qué volumen compra el envase de etanol?
a) 1 Lb) 5 Lc)20 Ld) Otro
Se realizaron 15 encuestas a universidades de la ciudad de Morelia, de las encuestas realizadas resaltan las siguientes preguntas:
13%
53%
33%
2. ¿A qué precio compra el litro de etanol?
a) $25-$30b) $30-$35c) más de $35
Producto
• Envases de plástico con tapa hermética de rosca los cuales tendrán una capacidad de 1 y 20 l
• Precio por litro $25• NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-076-SSA1-
1993, "QUE ESTABLECE LOS REQUISITOS SANITARIOS DEL PROCESO Y USO DEL ETANOL (ALCOHOL ETILICO
Análisis de demanda-oferta
Con un factor de la demanda de 10 % se determinó la siguiente cantidad en litros para el estado de Michoacán:
106,900 L/año etanol 9607 escuelas X L/año etanol requerido 960 escuelas
• X=10,690 L/añoPosteriormente se calcula la capacidad productiva como la producción diaria de bioetanol:
10,690 L/ 304 días laborables= 35.16 L diarios
Educación Número
Demanda (L)
Secundarias
1240 14,400
Bachillerato
9310 21,600
Superior 57 70,900 Total 106,900
Alcances
Se busca el posicionamiento de la empresa como la principal proveedora de etanol en las instituciones educativas del estado con una proyección a 15 años.La producción inicial será de 10,690 L anuales, 8552 mil envases de 1L y 107 de 20 L esperando un crecimiento del 2% anual
Datos de la empresa• BIOINOVATEC S. de R.L. • Giro: 468419 Comercio al por
menor de otros combustibles• En la etapa inicial de la empresa
se espera tener 1 turno de producción por día de lunes a viernes y el sábado será destinado al mantenimiento de las instalaciones trabajando un total de 304 horas por año.
Localización de la planta
Calle Sta María de los Urdiales #266 , Col. industrial, Morelia,
Michoacán.Clima: templado sub-húmedo
Descripción: Bodega en esquina con entradas con cortina para
camión por ambas calles, oficina y baños en el interior. Calles de acceso amplias, zona segura.
600 metros cuadrados.
Factor Peso Zona ACalificación Ponderación
Materia Prima Disponible 0.55 9 4.95
Cercanía Mercado 0.1 7 0.7Costo Insumos 0.2 6 1.2Clima 0.05 9 0.45Mano De Obra Disponible 0.1 9 0.9Total 1 8.2
Ingeniería de proceso
Recepción de materia
primaClarificació
n Filtración Acidificación
Esterilización
Sacarificación
Fermentación
Centrifugación
Destilacion Embalaje
Balance de Materia y energíaNumero Flujo Componentes Flujos (L/h) Balances de energía
Temperatura de control
S-101 Jarabe de tejocote Xjarabe=0.97Xsólidos=0.03 439.56
S-102 Jarabe sin solidos Xjarabe=1 402.64 Hentrada= 8.5*10^4 KJ/hHsalida=1.03*10^6 KJ/h
Q=262.372 Kw
30°CS-103 cal Xcal=1 0.60 S-104 Materia organica Xsólidos=1 36.92
S-105 Jarabe con calXjarabe=0.9685Xcal=0.0015Xsól.suspendidos=0.03
403.24 85°C
S-106 Jarabe filtrado Xjarabe=1 35.88
S-107 cal con sólidos suspendidosXcal=0.05Xsól.suspendidos=0.95
367.36
S-108 Ácido Xácido=1 348.01 Calentamiento EnfriamientoHentra=9.84*10^5 KJ/h Hentra=1.4*10^6Hsalida=1.39*10^6 KJ/h Hsalida=8.2*10^4Q=113.92 Kw Q= -370.33 Kw
S-109 Pectinasa Xpectinasa=1 14.08
S-110 Jarabe sacarificado y esterilizado Xmedioferm=1 397.97 30°C
S-111 Jarabe sacarificado y esterilizado Xmedioferm=1 39.80 Hentrada= 8204.37 KJ/ h
Hsalida= 1.6*10^4 KJ/ hQ= 2.2789 Kw
30°C
S-112 Inoculo 39.80 30°C
S-113
Jarabe sacarificado y esterilizado Xmedioferm=1 358.17
Hentrada= 8.2*10^4 KJ/ hHsalida= 1.6*10^5 KJ/ h
Q= 22.785 Kw
30°C
S-114 Fermento
Xmedioferm=0.95Xbiomasa=0.01Xmat.org.=0.04
397.97
S-115 fermento sin biomasa
Xmedioferm=0.85Xetanol=0.15
303.65 Hentrada= 3.5*10^4Hsalida= 1.3*10^6
Q= 92.38 Kw
37.5°C
S-116
Materia organica y Biomasa
Xmat.org.=0.8Xbiomasa=0.2 94.32
S-117 Mezcla etanol y agua Xetanol=0.63
Xagua=0.37 48.51 Hentrada=2.6*10^4Hsalida=1.7*10^6
Q= 104.59 Kw
78.2°C
S-118 Medio de fermentación Xmedioferm=1 255.14
S-119 Etanol 96% Xetanol=0.956
Xagua=0.044 31.84 Hentrada= 8503.32 KJ/hHsalida= 2.61*10^5 KJ/h
Q= 36.47 Kw
37.5°C
S-120 Agua Xagua=1 16.68
Instrumentación y control Producto: BIOETANOL Empresa/planta: BIOINOVATEC Fecha: 21/10/2015 Marca: BIOCOM Preparado por: GERENTE DE PRODUCCION Revisión Nº: 1
Proceso / Etapa / Paso Límites Críticos
ACCIONES
CORRECTIVAS
Responsable de Implementación de Medidas Correctivas
Definir las Medidas para Identificar y Eliminar la
Causa del Desvío
Definir Medidas para tener el PCC bajo
Control
Definir y Establecer
Medidas para Prevenir la Ocurrencia
Retiro del Producto
Esterilización de equipos y tuberías
Vapor a 121°C MANTENIMIENTO
Uso de manómetro Asegurando la temperatura y presión adecuados, mediante
un manómetro
Antes de cada corrida,
realizar la esterilizacion de los equipos
AcidificaciónpH 4.8 PRODUCCION
Uso de potenciometro para matener pH
establecido
La adicion de acido sulfurico o hidroxido de
sodio según el caso
Adición paulatina del acido sulfúrico
A altas concentraciones de acido o
bases
Esterilizacióncalentamiento 110°C y enfriamiento a 30°C PRODUCCION
Toma de muestra Control constante de temperatura
Buenas practicas de manofactura
Cuando no cumpla las
especificaciones
Tanque de acondicionamiento de inoculo
Grados brix entre 10 y 20° y conseguir concentración de 300-500 millones de células/ml PRODUCCION Y CALIDAD
Toma de muestra Control de todos los parámetros
Verificar temperatura y
UFC
Cuando no cumpla las
especificaciones
Fermentacióntemperatura de 30°C, pH entre 4.5-5 y agitación constante. PRODUCCION Y CALIDAD
Toma de muestra Control de todos los parametros
Verificar temperatura y
UFC
Cuando no cumpla las
especificaciones
Centrifugación PRODUCCION
Toma de muestra analisis fisicoquimicos mantener las rpm
adecuadas
Cuando no cumpla las
especificaciones
Requisitos sanitarios
MODIFICACION a la Norma Oficial Mexicana NOM-076-SSA1-1993, Salud ambiental-Que establece los requisitos sanitarios del proceso del etanol (alcohol etílico) para quedar como NOM-076-SSA1-2002, Salud ambiental.- Que establece los requisitos sanitarios del proceso del etanol (alcohol etílico)