Reducción del consumo de combustible fósil para generar el calor requerido en la sección de deshidratación y purificación en la obtención de bioetanol anhidro mediante el uso de energía solar

Abstract

La mayoría de los procesos industriales requieren servicios de calentamiento mediante hidrocarburos provenientes de fuentes no renovables, aunado a esto se encuentran los cambios climáticos, es decir, esto generará problemas de carácter económico y social (debido a los efectos sobre la salud humana que la contaminación implica). En este proyecto se trabajó en disminuir el consumo energético en el sistema de separación de etanol anhidro mediante la simulación en Aspen Plus, el cual consta de una columna convencional y una columna de pared divisoria (la cual realiza la destilación extractiva). Debido a que el modelo matemático del sistema de separación es altamente no lineal se localizó más de una raíz en un conjunto de valores establecidos de las variables, se le conoce como multiplicidad. Para la columna de pared divisoria se optimizo el requerimiento energético mediante la alimentación de solvente másico de extracción (MSA), la etapa de alimentación del MSA, los flujos de interconexión de la columna de pared divisoria y el tipo de MSA. Se llevó a cabo un análisis del punto de pliegue al sistema de separación para detectar posibles intercambios de corrientes frías (corrientes que se deben calentar) y calientes del proceso (aquellas que deben enfriarse). Dados los requerimientos de calentamiento y enfriamiento, sobre el servicio de calentamiento es donde se realiza la integración energética mediante un sistema solar. Una red de colectores solares de placa plana de un modelo comercial, que eleven la temperatura para ser alimentada a la caldera, esto favorece en dos aspectos, el primero de ellos es disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 14% (comparado con el consumo de combustible de la caldera sin el sistema solar) y el segundo en un ahorro de energía en 7.31% (relativo al consumo de combustible de la caldera sin el sistema solar).