Implementación del sistema de producción de bioetanol en un reactor híbrido tipo batch para su uso en un motor de combustión interna. - Lucio López, Alex Nibardo de (2018)
El estudio de los biocombustibles ha venido creciendo en búsqueda de nuevas fuentes energéticas de menor costo, en comparación a los altos precios de los combustibles obtenidos a partir del petróleo. Debido a lo anterior, el biocombustible renovable más prometedor hoy en día es el bioetanol utilizado actualmente en el sector de transporte. Este biocombustible cuenta con la característica de ser producido a partir de biomasa y es factible emplearlo como fuente de energía renovable. En la presente investigación se estudia la implementación del sistema de producción de bioetanol en un reactor híbrido tipo batch para su uso en un motor de combustión interna. Se diseñaron y construyeron para los propósitos de este proyecto: un intercambiador de calor (destilador), dos tanques de solución ácida y base, tomando en cuenta los parámetros cinéticos involucrados en el proceso de fermentación y destilación. Se emplea un sistema de indicadores para el monitoreo y control de los parámetros durante la producción del biocombustible en el reactor. Se desarrolló una metodología del proceso de fermentación y destilación con base al diseño experimental realizado a nivel laboratorio para la obtención del bioetanol. Se realizó la fermentación a partir del jugo de naranja utilizando la levadura Saccharomyces cerevisiae con el objetivo de realizar la conversión de azúcares a bioetanol. La fermentación se llevó a cabo a una temperatura entre 28 y 32 ◦C, pH de 4.0 a 4.5 en medio anaerobio en agitación constante a 300 rpm. Estos parámetros son óptimos para el crecimiento de la levadura durante la fermentación. Se realizó la separación del alcohol, empleando una destilación con el reactor. Finalmente, se procedi´o a la caracterización fisicoqu´ımica, el análisis de la cromatografía de gases para conocer la pureza y por último, la inyección en un motor CFR, con el objetivo de validar la calidad de la mezcla gasolina-bioetanol en dos composiciones E5% y E10%. De estas mezclas se evaluaron los de niveles de presión máxima promedio en cámara, duración de la primera fase de combustión y valores de autoignición. Con esta investigación se obtiene la metodología para la producción de bioetanol a mediana escala, a partir de una materia prima de origen orgánico y cuyo proceso da pie al estudio de biocombustibles a partir de diferentes tipos de biomasa con alto contenido de sacarosa, obteniendo cantidades razonables con las especificaciones deseadas para su evaluación en diferentes tipos de motores de combustión interna.