DISEÑO DE UNA PLANTA INDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO. Ingeniería de Procesos DOCX

Title	DISEÑO DE UNA PLANTA INDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO. Ingeniería de Procesos
Author	L. Cueva Zepeda
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DISEÑO DE UNA PLANTA INDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO. Ingeniería de Procesos Lolita Cueva, Santiago Rodríguez. Dentro de la empresa Miles Inc. (principal RESUMEN productora de ácido cítrico en México, la cual Se llevó a cabo el diseño de una planta industrial forma parte del grupo Bay...

Description

DISEÑO DE UNA PLANTA INDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO. Ingeniería de Procesos Lolita Cueva, Santiago Rodríguez. RESUMEN Se llevó a cabo el diseño de una planta industrial para la producción de ácido cítrico por vía fermentatva utlizando Aspergillus niger. El proceso está compuesto por 4 etapas o secciones (preparación de sustrato, Fermentación y almacenamiento, separación y cristalización y secado). La planta produce aproximadamente 17,000 toneladas anuales de dicho producto. Se efectuaron los análisis de integración de energía y económico, de lo cual se obtuvo que respecto a la integración de energía el costo por calentamiento y enfriamiento representa un porcentaje menor del 0.05% de los costos variables de operación, por lo que no impacta considerablemente los costos. Respecto al análisis económico se obtuvo que implementando 4 reactores de fermentación en serie como optmización, se obtene una TIR de 39% y PBP de 2.96 años. MARCO TEÓRICO El ácido cítrico tene un fuerte sabor ácido no desagradable. Este ácido se obtene por un proceso de fermentación. El ácido cítrico se obtenía originalmente por extracción física del ácido del zumo de limón. Hoy en día la producción comercial de ácido cítrico se realiza sobre todo por procesos de fermentación que utlizan dextrosa o melaza de caña de azúcar como materia prima y Aspergillus niger como organismo de fermentación. Las primeras frmas productoras a nivel mundial son Bayer y Archer Damiel, cada una con el 17% del mercado, aproximadamente. Le siguen Jungunzlauter, Cargill y Citrique Belge. Dentro de la empresa Miles Inc. (principal productora de ácido cítrico en México, la cual forma parte del grupo Bayer) se producen actualmente 120, 000 toneladas al año en los países de México, Colombia, Brasil y Estados Unidos. Si bien de dicha demanda de ácido cítrico, sólo alrededor del 15% es producida en México. Aproximando los valores por año de producción de ácido cítrico a cerca de 18,000 toneladas en nuestro país. Cabe mencionar que las materias primas que son consumidas dentro del proceso son todas de origen nacional, (como azúcar de caña, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, cal hidratada y amoniaco). MÉTODOS Y MATERIALES EXPERIMENTALES La producción de Ácido Cítrico que se forma mediante fermentación utlizando un hongo conocido como Aspergillus niger, está compuesta por 4 etapas principales, descritas a contnuación, dicha información obtenida mediante literatura (CINVESTAV, 2015). Preparación del sustrato: Se diluye mezcla de glucosa al 50% p/p para llegar a una nueva concentración de glucosa de 20% en masa, para ser calentada a 35ºC mediante un intercambiador de calor y alimentada a un reactor fermentador. Fermentación y almacenado Simultáneamente ingresa al reactor una solución de Sulfato de Amonio al 2% p/p, posteriormente ocurre la fermentación con aeración, que es llevada a cabo a 35ºC durante 4 días, alcanzando una conversión del 99%. Después se transporta a un tanque de almacenamiento, para pasar a un fltro rotatorio, donde se remueve toda la biomasa formada durante la fermentación. Separación...