| dc.description.abstract | Según el Real Decreto 56/2002, de 18 de enero, se describe a la melaza de
remolacha como “un subproducto constituido por el residuo de jarabe recogido
durante la fabricación o el refinado del azúcar procedente de remolachas azucareras”.
Es interesante destacar la gran cantidad de nutrientes presentes en las melazas,
haciéndolas aptas como suplemento alimenticio en gran variedad de piensos animales.
Las melazas de remolacha serán el sustrato en la primera etapa de
fermentación alcohólica, donde las levaduras del género Saccharomyces, en concreto
las de la especie Saccharomyces cerevisiae, llevarán a cabo dicho proceso
anaeróbicamente para obtener etanol.
Debido al alto porcentaje de azúcares presentes en las melazas (alrededor de
un 50%), hacen de ellas un medio no fermentable, por lo que es necesario realizar una
dilución de las mismas para rebajar dicho porcentaje (24%) y aumentar la actividad del
agua posibilitando el crecimiento de Saccharomyces cerevisiae.
Según el Real Decreto 661/2012, de 13 de abril, el vinagre se define como “el
líquido apto para el consumo humano resultante de la doble fermentación alcohólica y
acética de productos de origen agrario”. La fermentación acética se lleva a cabo
mediante las bacterias del género Acetobacter, un género de bacterias aerobias, que
transformarán el etanol obtenido en ácido acético.
Aprovechando las producciones de remolacha azucarera en la provincia de
Cádiz, que son el suministro de la Azucarera Ebro (proveedor de melazas) y el aumento
del consumo nacional de vinagres de diferentes procedencias, se plantea en el
proyecto una vía alternativa para el aprovechamiento de dichas melazas, que hasta
entonces, su única salida habría sido el de proporcionar nutrientes a piensos animales.
La planta diseñada en el proyecto tendrá una producción anual de 1250 m³ de
vinagre. Consta de una nave que ha sido dividida en dos partes: en una de ellas se
llevará a cabo el proceso de producción de etanol y en la otra el proceso de producción
de vinagre.
La nave consta de cuatro fermentadores alcohólicos y cuatro fermentadores
acéticos de 15 m³ de capacidad cada uno de ellos, un tanque de almacenamiento de
melazas concentradas de 90 m³, un tanque de almacenamiento de melazas diluidas de
75 m³, un depósito de almacenamiento de vinagre de 60 m³, dos tanques pulmón y uno de etanol de 30 m³ cada uno de ellos, un equipo de filtración tangencial, cuatro
equipos de filtración a vacío y una torre de refrigeración del agua que circula por el
interior de los serpentines que se encuentran en el interior de los fermentadores. La
torre de refrigeración no ha sido objeto de diseño en el presente proyecto pero se ha
considerado importante su instalación debido a los costes de agua de red que
ahorraría a la planta.
Como novedad, se ha optado por la instalación de agitadores/aireadores de
efecto Venturi, los cuales producen un torrente de burbujas de aire en el interior del
fermentador acético al introducir una corriente de aire mezclada con el caldo de
fermentación succionado previamente.
En el presente Proyecto Final de Carrera se ha abordado el diseño de las
unidades de fermentación alcohólica y acética haciendo uso del código ASME Sección
VIII División 1.
Además se ha realizado el modelado de los fermentadores, ajustando cada uno
de los procesos a un modelo cinético distinto adecuado para cada tipo de
fermentación. Dicho modelado se ha llevado a cabo utilizando la herramienta de
software matemático MATLAB.
Posteriormente, se han diseñado los depósitos de almacenamiento descritos
anteriormente haciendo uso de la normativa americana API 650 (American Petroleum
Institute).
También se han realizado los cálculos para diseñar y seleccionar los siguientes
elementos de la planta:
-Diseño de la red de tuberías de la planta mediante ASME B31.3. y las
pérdidas de carga que presentaría.
-Selección de bombas y cálculo de su altura útil, potencia y altura
neta de succión positiva disponible.
-Diseño del serpentín interno y caudal másico de agua que circula a
través del mismo.
Finalmente se ha realizado un estudio económico en el cual se garantiza una
rentabilidad mínima de la planta de un 20%, teniendo en cuenta que a partir un 15%
ya se considera rentable. | en_US |