FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
DISEÑO DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA OBTENCIóN DE ETANOL A PARTIR DE AGUARDIENTE DE CAÑA DE AZUCAR ( SACCHARRUM OFFICINARUM),EN LA REGIÓN SAN MARTÍN
PERFIL DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
1.- TITULO
"DISEÑO DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA OBTENCIóN DE ETANOL A PARTIR DE AGUARDIENTE DE CAÑA DE AZÚCAR ( SACCHARRUM OFFICINARUM),EN LA REGIÓN SAN MARTÍN"
2.- CÓDIGO:
3.- LUGAR DE EJECUCIÓN:,
TARAPOTO - REGIÓN DE SAN MARTÍN.
4.- CENTRO DE INVESTIGACIÓN:,
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN. FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL.
5.- ENTIDAD EJECUTORA:
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN.
FACULTAD DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
6.- INVESTIGADORES
6.1,RESPONSABLE:
Ing. ANITA RUTH MENDIOLA CESPEDES
6.2 COLABORADORES:
Ing.RICARDO RAÚL LAYZA CASTAÑEDA
Ing.M.Sc.WANHIN AGUILAR HERRERA
Econ. RENIGER SOUZA FERNÁNDEZ
Ing.VICTOR HUGO MUÑOZ DELGADO.
7.- FECHA PROBABLE DE INICIO:
MAYO DE 1997.
8.- FECHA PROBABLE DE CULMINACIÓN:
DICIEMBRE DE 1997
II.- REVISIÓN BIBLIOGRAFICA (ANTECEDENTES)
Bebidas alcohólicas son todas aquellas que por diversos procedimientos(fermentación, destilación, adición, extracción, maceración, etc.) presentan en su composición más de un 0,5% alcohol.
La fabricación de bebidas fermentadas fue descubierta por el hombre primitivo y se practica como un arte desde hace miles de años.
Un procedimiento específico para la obtención del etanol es la fermentación. Por este procedimiento se transforma el azúcar en alcohol etílico y CO2 por acción de catalizadores biológicos llamados enzimas, provenientes de microorganismos específicos.
C6H12O6 Enzimas ------> 2 CH3CH2OH(l) + 2 CO2(g) + H2O
AZÚCAR. H2O Etanol
El azúcar necesaria para el proceso puede provenir de muy diversas fuentes, como maíz, cebada, papas, uvas, frutas diversas, caña de azúcar, etc., debiendo emplearse un método adecuado para cada materia prima.
En la actualidad el etanol se obtiene principalmente de la melaza(residuo de la fabricación del azúcar) en tres etapas:
a) Inversión de los azúcares contenidos en la melaza, etapa que permite la conversión de los azúcares de alto peso molecular en glucosa, que es un azúcar simple más factible de fermentar.
b) Fermentación del mosto, es decir del líquido azucarado, por acción de las enzimas principalmente proveniente de levaduras, produciendo etanol.
c) Destilación del alcohol. Obteniendo un alcohol rectificado de 95% de pureza.
Se denomina etanol o alcohol etílico, destinado al uso alimentario, el procedente de la destilación, redestilación o rectificación de líquidos obtenidos a partir de materias vegetales amiláceas o azucaradas autorizadas, y que hayan sufrido la fermentación alcohólica. No contendrá olor ni sabor extraños.
Según su graduación y tratamiento se distinguen: aguardientes simples, alcoholes destilados y alcoholes rectificados. Se consideran aguardientes simples los líquidos alcohólicos que proceden de la destilación de materias vegetales previamente fermentadas, a las que deben sus características peculiares de aroma y sabor. Su graduación alcohólica no será superior a 80º centesimales ni menos de 30º.
Los alcoholes destilados son aquellos cuya graduación está comprendida entre 80 y 96º.
Los alcoholes rectificados son aquellos que se han obtenido por destilación y rectificación de aguardiente y alcoholes destilados y su riqueza alcohólica sea igual o superior a 96º
Reunirán las siguientes condiciones:
a) Sin residuo ponderables por evaporación o sequedad de 5 mL.
b) Acidez total no superior a 0,6 g/L expresado en ácido acético.
c) Esteres totales, no más de 0,08 g/L, expresados en acetato de etilo.
d) No contendrán metanol, furfural y similares, aldehídos y alcoholes amílicos y otros superiores en cantidades que excedan de los límites que se indiquen en las listas de tolerancia.
En la Región San Martín, la elaboración del aguardiente (etanol de 40_) constituye una fuente de ingresos para algunos agricultores que se dedican a esta pequeña industria a partir del jugo fermentado de la caña de azúcar. El aguardiente producido se utiliza como remedio casero y en la elaboración de bebidas alcohólicas típicas de la región: uvachado, misquishado, indanachado entre otras.
III.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
La Facultad de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional de San Martín, en el marco de su programa de acción en el área académica, científica y social, viene realizando importantes aportes que coadyuvan el desarrollo tecnológico, industrial y económico de la Región San Martín. Es así como viene intentando colmar las expectativas de la población vía la aplicación de la Ciencia y la Tecnología Agroindustrial como alternativa para proveer valor agregado a los productos que siempre se han comercializado en forma natural o sin tratamiento previo.
Es política de la Facultad de Ingeniería Agroindustrial formar profesionales altamente calificados donde los conocimientos teóricos sean estrechamente ligados a la práctica; acción que se contempla con la construcción y equipamiento de laboratorios y/o plantas pilotos con financiamiento interno y/o externo.
Por esta razón se plantea el presente proyecto en forma preliminar para su aprobación y posterior inicio de los estudios definitivos.
El aguardiente es una bebida alcohólica que contiene principalmente etanol y agua; una de las técnicas más eficaces de la separación de líquidos inmiscibles es la destilación.
Actualmente en la Región San Martín no se produce etanol, insumo importante en la industria de licores, se hace pues necesario contar con una infraestructura adecuada para la instalación de una planta piloto de destilería, que se viabilizará mediante el estudio técnico correspondiente.
1. Aprovechamiento de la producción de aguardiente de caña de azúcar de las zonas productoras, mediante la posterior instalación de una planta piloto de destilería de alcohol.
2. Obtener un mayor valor agregado y durabilidad de los productos derivados del aguardiente de caña.
3. Incentivar y ampliar la frontera agrícola con el cultivo de la caña de azúcar en la Región San Martín.
4. Impartir una formación integral al graduando de Ingeniería Agroindustrial en importantes aspectos de su área de acción.
VI.- PLANTEAMIENTO DE HIPÓTESIS
HIPÓTESIS: Es factible diseñar técnica y económicamente una planta piloto de etanol a partir de aguardiente de caña en la Universidad Nacional de San Martín.
HIPÓTESIS NULA: No es factible diseñar técnica y económicamente una planta piloto de etanol a partir de aguardiente de caña en la Universidad Nacional de San Martín.
1. PROCEDIMIENTO
1.- Se tomarán y analizarán las muestras de aguardiente de los productores de la Región San Martín.
2.- Se hará los cálculos de diseño de la columna de destilación.
3.- Se determinarán los costos de la columna de destilación.
2.- MATERIALES
1. Materia Prima (caña de azúcar)
2. Muestra de aguardiente.
3. Columna de rectificación de Laboratorio, para la simulación.
4. Refractómetro
5. Bidones herméticos para materia prima y producto.
6. Alcoholímetros, pipetas, termómetros, vasos de precipitación, probetas, balanza analítica.
7. Papel logarítmico, calculador y computadora.
3. MÉTODO
1. El método a emplear es el de Mc Cabe & Thiele.
2. Los términos de referencia del estudio técnico económico de planta son:
1. Introducción.
* Antecedentes
* Justificación
* Objetivos
2. Proceso Productivo.
* Método de obtención
* Descripción del proceso
* Balance de materiales y energía.
3. Especificaciones del Proyecto
* Capacidad de la planta.
* Especificación de la materia prima e insumos.
* Especificaciones del producto terminado
* Auxiliares y servicios de proceso
* Obra Civil
4. Diagramas y Planos.
5. Diseño y especificaciones de equipo.
6. Especificaciones de los instrumentos de medida y control.
7 Diseño y especificaciones de tuberías, válvulas y accesorios.
8. Medidas de seguridad e higiene industrial.
9. Estudio ambiental.
* Gestión de efluentes.
* Evaluación de impacto ambiental
10. Estudio Económico
* Valoración económica de la planta.
* Estimación del costo de producción
* Rentabilidad y viabilidad del proyecto
11. Apéndice ( Manual de cálculo)
12. Propiedades físicas, químicas y datos de diseño.
13. Información adicional del fabricante o proveedor.
VIII.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
| ACTIVIDADES |
MESES
|
|||||||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
| 1. Revisión Bibliográfica |
X
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2. Recolección de muestras |
|
X
|
|
|
|
|
|
|
| 3. Análisis de las muestras |
|
X
|
|
|
|
|
|
|
| 4. Pruebas de laboratorio |
|
|
X
|
X
|
|
|
|
|
| 5. Cálculos de diseño |
|
|
|
X
|
X
|
|
|
|
| 6. Analisis de Resultados |
|
|
|
|
|
|
X
|
|
| 7. Elaboración del informe |
|
|
|
|
|
|
X
|
|
| 8.Presentación del informe final |
|
|
|
|
|
|
|
X
|
| RUBRO |
Meses
|
TOTAL | |||||||
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
||
| 1. Alimentos para personas(refrigerio) |
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
800
|
| 2. Material de consumo |
100
|
|
|
|
|
100
|
|
|
|
| * Procesamiento autom de datos |
|
|
400
|
|
400
|
|
|
|
800
|
| Material químico |
40
|
|
|
|
|
40
|
|
|
80
|
| * Material de escritorio. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| * Suscripciones: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Ing. Química |
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
180
|
| Tecnología de Alimentos |
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
30
|
180
|
| 3. Pasajes y gastos de transporte: * Tpp-Truj-Tpp(dos personas) |
|
|
|
|
690
|
|
|
|
680
|
| 4. Otros Servicios |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| * Teléfono |
|
20
|
|
|
|
20
|
|
|
40
|
| * Fax |
|
20
|
|
|
|
20
|
|
|
40
|
| * Ecuadernación |
|
|
|
|
|
|
|
120
|
120
|
| * Asistencia a Curso |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| (Capacitación) el responsable: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| - Tpp-Lima-Tpp(pasaje) |
|
|
|
|
430
|
|
|
|
430
|
| - 5 días de viáticos |
|
|
|
|
625
|
|
|
|
625
|
| 5. Servicios Personas naturales |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| * Propina practicante de secretaría |
|
|
|
|
|
50
|
50
|
50
|
150
|
| 6. Movilidad local |
100
|
|
|
|
100
|
|
|
100
|
300
|
| 7. Bonificación a investigadores, no afecto a carga social. |
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
1200
|
| T O T A L |
1540
|
1340
|
1760
|
1360
|
3595
|
1590
|
1410
|
1630
|
14225
|
| REQUERIMIENTOS(Personal, instalaciones, servicios, equipos y materiales necesarios) |
UNIDAD |
TRIMESTRE/AÑO
|
TOTAL | ||
|
2
|
3
|
4
|
|||
| 17.1. RECURSOS HUMANOS |
|
|
|
|
|
| Investigadores |
pers.
|
X
|
X
|
X
|
|
| Digitadora |
pers.
|
|
|
X
|
|
| 17.2 INFRAESTRUCTURA |
|
|
|
|
|
| Lab. de Química |
Unidad
|
|
X
|
X
|
|
| 17.3 BIENES |
|
|
|
|
|
| Papel Bond A-4 |
Unidad
|
100
|
100
|
800
|
1000
|
| Papel Bulky |
Unidad
|
200
|
400
|
400
|
1000
|
| - Disket 3,5 HD |
Caja x 12
|
0,1
|
|
0,1
|
0,2
|
| Cinta impresora |
Unidad
|
0,1
|
|
0,1
|
0,2
|
| Solvente Químico |
Litro
|
|
0,1
|
|
0,1
|
| Refractómetro |
Unidad
|
0,1
|
|
|
|
| Columna de Rectificación |
Unidad
|
|
0,1
|
|
0,1
|
| Computadora(1) |
Unidad
|
|
|
|
|
| Envases |
Litro
|
X
|
X
|
X
|
|
| Papel Continuo |
Millar
|
0,2
0,1 |
0,1
|
0,2
0,2 |
|
| 17.4 SERVICIOS |
|
|
|
|
|
| FAX |
Unidad
|
X
|
X
|
X
|
|
| Fotocopiado |
Unidad
|
X
|
X
|
X
|
|
| Telefonía |
Unidad
|
X
|
X
|
X
|
|
XI.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
| 1. CHEN JAMES C.P. "Manual del Azúcar de Caña". Primera Edición. Edit. LIMUSA. México 1991. |
| 2. PERRY ROBERT H. "Manual del Ingeniero Químico". Sexta Edición. Edit. Mc Graw-Hill. México 1993. |
| 3. GEANKOPLIS C. "Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias". Edit. CECSA. México 1982. |
| 4. ROBERT E.TREYBALL. "Operaciones de Transferencia de Masa". Segunda Edición. Edit. Mc.Graw-Hill. México 1980. |
| 5. BADGER Y BANCHERO J. "Introducción a la Ingeniería Química. Edit. Mc.Graw-Hill. México 1979. |
| 6. BRENNANM, J. "Las Operaciones de la Ingeniería de los Alimentos". Edit. ACRIBIA, Zaragoza, 1980. |
(Para ser llenado por la Oficina de Investigación)
|
ENTIDAD
|
Aporte(S/. )
|
Porcentaje
|
|
|
|
A. INFORME DE LA COMISIÓN DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD
|
|
B. INFORME DEL CONSEJO DE INVESTIGACIÓN DE LA UNSM
|
|
