RT bachelor thesis
T1 Diseño de una planta de producción de vinagre a partir de melazas de remolacha azucarera
A1 González Alba, Almudena
A2 Ingeniería Química y Tecnología de Alimentos
K1 Vinagre
K1 Industria
K1 Remolacha azucarera
K1 Proyectos fin de carrera
AB Según el Real Decreto 56/2002, de 18 de enero, se describe a la melaza deremolacha como “un subproducto constituido por el residuo de jarabe recogidodurante 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 defermentación alcohólica, donde las levaduras del género Saccharomyces, en concretolas de la especie Saccharomyces cerevisiae, llevarán a cabo dicho procesoanaeróbicamente para obtener etanol.Debido al alto porcentaje de azúcares presentes en las melazas (alrededor deun 50%), hacen de ellas un medio no fermentable, por lo que es necesario realizar unadilución de las mismas para rebajar dicho porcentaje (24%) y aumentar la actividad delagua posibilitando el crecimiento de Saccharomyces cerevisiae.Según el Real Decreto 661/2012, de 13 de abril, el vinagre se define como “ellíquido apto para el consumo humano resultante de la doble fermentación alcohólica yacética de productos de origen agrario”. La fermentación acética se lleva a cabomediante las bacterias del género Acetobacter, un género de bacterias aerobias, quetransformarán el etanol obtenido en ácido acético.Aprovechando las producciones de remolacha azucarera en la provincia deCádiz, que son el suministro de la Azucarera Ebro (proveedor de melazas) y el aumentodel consumo nacional de vinagres de diferentes procedencias, se plantea en elproyecto una vía alternativa para el aprovechamiento de dichas melazas, que hastaentonces, 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 devinagre. Consta de una nave que ha sido dividida en dos partes: en una de ellas sellevará a cabo el proceso de producción de etanol y en la otra el proceso de producciónde vinagre.La nave consta de cuatro fermentadores alcohólicos y cuatro fermentadoresacéticos de 15 m³ de capacidad cada uno de ellos, un tanque de almacenamiento demelazas concentradas de 90 m³, un tanque de almacenamiento de melazas diluidas de75 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, cuatroequipos de filtración a vacío y una torre de refrigeración del agua que circula por elinterior de los serpentines que se encuentran en el interior de los fermentadores. Latorre de refrigeración no ha sido objeto de diseño en el presente proyecto pero se haconsiderado importante su instalación debido a los costes de agua de red queahorraría a la planta.Como novedad, se ha optado por la instalación de agitadores/aireadores deefecto Venturi, los cuales producen un torrente de burbujas de aire en el interior delfermentador acético al introducir una corriente de aire mezclada con el caldo defermentación succionado previamente.En el presente Proyecto Final de Carrera se ha abordado el diseño de lasunidades de fermentación alcohólica y acética haciendo uso del código ASME SecciónVIII División 1.Además se ha realizado el modelado de los fermentadores, ajustando cada unode los procesos a un modelo cinético distinto adecuado para cada tipo defermentación. Dicho modelado se ha llevado a cabo utilizando la herramienta desoftware matemático MATLAB.Posteriormente, se han diseñado los depósitos de almacenamiento descritosanteriormente haciendo uso de la normativa americana API 650 (American PetroleumInstitute).También se han realizado los cálculos para diseñar y seleccionar los siguienteselementos de la planta:-Diseño de la red de tuberías de la planta mediante ASME B31.3. y laspérdidas de carga que presentaría.-Selección de bombas y cálculo de su altura útil, potencia y alturaneta de succión positiva disponible.-Diseño del serpentín interno y caudal másico de agua que circula através del mismo.Finalmente se ha realizado un estudio económico en el cual se garantiza unarentabilidad mínima de la planta de un 20%, teniendo en cuenta que a partir un 15%ya se considera rentable.
YR 2014
FD 2014-11-01T00:00:00Z
LK http://hdl.handle.net/10498/17443
UL http://hdl.handle.net/10498/17443
LA spa
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Cádiz
RD 01-oct-2023