Producción de bioetanol a partir de diferentes sustratos azucarados: Simulación y comparación técnico-económica

Arletis Cruz Llerena; Osney Pérez Ones; Lourdes Zumalacárregui de Cárdenas; Luisa María Beltrán González

doi:10.37636/recit.v8n3e400

Authors

Arletis Cruz Llerena 1Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (Icidca), Dirección de Biotecnología, Vía Blanca No. 804 entre Carretera Central y Calzada Vieja de Guanabacoa, San Miguel del Padrón, La Habana, Cuba. 2Universidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría” (Cujae), Facultad de Ingeniería Química, Calle 114 No. 11901 entre Ciclovía y Rotonda, Marianao, La Habana, Cuba. https://orcid.org/0000-0002-8113-1592
Osney Pérez Ones Universidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría” (Cujae), Facultad de Ingeniería Química, Calle 114 No. 11901 entre Ciclovía y Rotonda, Marianao, La Habana, Cuba. https://orcid.org/0000-0002-0366-0317
Lourdes Zumalacárregui de Cárdenas Universidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría” (Cujae), Facultad de Ingeniería Química, Calle 114 No. 11901 entre Ciclovía y Rotonda, Marianao, La Habana, Cuba. https://orcid.org/0000-0001-6921-737X
Luisa María Beltrán González 2Universidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría” (Cujae), Facultad de Ingeniería Química, Calle 114 No. 11901 entre Ciclovía y Rotonda, Marianao, La Habana, Cuba. https://orcid.org/0009-0009-0710-9520

DOI:

https://doi.org/10.37636/recit.v8n3e400

Keywords:

Process simulation, alcoholic fermentation, sugar substrates

Abstract

Alcoholic fermentation is a crucial stage in bioethanol production. Raw material costs account for around 70% of production costs. Therefore, exploring alternative substrates within the traditional molasses-based production system is a viable option for making production more flexible and sustainable. In this study, based on process simulation, an evaluation is carried out in the fermentation stage of various sugar substrates as alternatives for obtaining ethanol. Simulator Aspen Hysys v10.0 was used, and several considerations were taken into account to achieve a distillate wine flow of 15,900 kg/h in each of the models. It was verified that the simulation models adequately represent the substrates and the process under study. Case studies were proposed to evaluate the influence of the mass flow rate of the evaluated substrates on the alcohol content and the volumetric flow rate of CO₂ generated. The main efficiency parameters were analyzed, showing that the highest percentage of alcohol content, 8.47 ºGL, was obtained with the use of mixed juice. The fermentation efficiency was highest in the secondary juice-molasse (JS-molasse) scheme, with a value of 93.56%. The technical-economic evaluation determined that the JS-molasse scenario was the most favorable, with a benefit-cost ratio of 1.5 and a gross margin of 33.35%.

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