Equipo de Proceso de Bioetanol EBEB

Transcripción

1 Equipamiento Didáctico Técnico Equipo de Proceso de Bioetanol EBEB Consola electrónica Productos Gama de Productos Equipos 5.-Energía INTRODUCCIÓN En el pasado, los combustibles fósiles eran fundamentales para el transporte y dependían de un suministro de petróleo abundante y más económico. Sin embargo, en las últimas décadas se ha suscitado un interés considerable por el desarrollo de combustibles generados a partir de recursos renovables, es decir, de biocombustibles, debido a un suministro de petróleo cada vez más caro. El término biocombustible se atribuye a cualquier combustible alternativo que procede de materia orgánica, como los cultivos energéticos (maíz, azúcar, sorgo y frutas entre otros), residuos de las cosechas o desechos de biomasa. Entre todos los biocombustibles se ha confiado en el etanol como combustible alternativo para el futuro, que ya se produce a gran escala en todo el mundo. En este sentido se espera que el bioetanol constituya uno de los biocombustibles renovables que predomine en el sector de los transportes en los próximos años. El Equipo de Proceso de Bioetanol "EBEB" ha sido diseñado para realizar una amplia gama de experimentos didácticos. Permite estudiar diversos procesos como la maceración, la fermentación y la destilación. ISO 9001: Gestión de Calidad (para Diseño, Fabricación, Comercialización y Servicio postventa) Certificado Unión Europea (seguridad total) 1 Certificados ISO y Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría (gestión medioambiental) Certificado Worlddidac Quality Charter (Miembro de Worlddidac)

2 DESCRIPCIÓN GENERAL El Equipo de Proceso de Bioetanol "EBEB" ha sido diseñado para estudiar y realizar el control del proceso de producción de bioetanol a escala de laboratorio. Este equipo permite monitorizar y examinar todos los procesos importantes desde la licuefacción y sacarificación de materias primas, hasta la conversión del azúcar en etanol y la destilación. El equipo consta de tres elementos principales: un tanque de mezcla, uno de fermentación y una unidad de destilación. Todos los recipientes, válvulas y demás accesorios que están en contacto con las sustancias del proceso (salvo la unidad de destilación) están fabricados en acero inoxidable. La unidad de destilación está hecha con vidrio de borosilicato. Las mirillas son de vidrio Neoceram. El tanque de mezcla incluye una entrada en la cubierta superior para el llenado de agua, almidón y enzimas. Su base está ligeramente inclinada hacia un orificio para el drenaje de la solución o su bombeo al tanque de fermentación. El almidón de las materias primas se convierte en glucosa durante el proceso de maceración. La adición de la enzima alfa-amilasa hace posible la licuefacción de la pasta de almidón. Posteriormente comienza la sacarificación mediante la adición de la enzima glucoamilasa. Un sensor de temperatura y un medidor de ph miden las propiedades de la mezcla en el tanque. El valor del ph se ajusta mediante la adición de soluciones ácidas y básicas con un circuito ácido-base. Tras la sacarificación se bombea la mezcla al tanque de fermentación. La base del tanque de fermentación está ligeramente inclinada hacia el orificio para el drenaje de la solución o su bombeo hacia la unidad de destilación. La fermentación se produce después de añadir levadura que da lugar a etanol y CO. Un sensor de temperatura y un medidor de CO miden las propiedades de la mezcla y la concentración de CO en el tanque. Ambos tanques se calientan indirectamente con agua caliente mediante una camisa y con agitación constante. Además, están equipados con una mirilla para poder observar y monitorizar los procesos. Dos sensores de temperatura situados en la salida de la camisa de los tanques. El tanque de mezcla y el de fementación se controlan térmicamente con agua caliente obtenida mediante un sistema compuesto por un baño termostático y una bomba. El baño termostático tiene un sensor de temperatura adicional. Después de la fermentación, el preparado se bombea a la unidad de destilación. Consta de una manta calefactora, un agitador, una columna de destilación, un refrigerante dedo frío (deflegmador), un refrigerante y un embudo de decantación. Hay cuatro sensores de temperatura adicionales situados en distintos puntos de la unidad de destilación. DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EQUIPO

3 ESPECIFICATIONES Estructura de aluminio anodizado y paneles de acero pintado. Principales elementos metálicos de acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. El equipo incorpora ruedas para su movilidad. Todos los recipientes, válvulas y demás accesorios que están en contacto con las sustancias del proceso (salvo la unidad de destilación) están fabricados en acero inoxidable. La unidad de destilación está hecha con vidrio de borosilicato. Las mirillas son de vidrio Neoceram. El equipo se compone de: Tanque de mezcla: Recipiente cilíndrico de acero inoxidable con entrada en la cubierta superior para cargar el agua, las materias primas y el almidón, camisa para calentar el proceso, agitador (controlado desde computador (PC)) y mirilla hecha de Neoceram. La base del recipiente está ligeramente inclinada hacia un orificio para el drenaje de la solución o su bombeo al tanque de fermentación. Volumen: 5 l. Tanque de fermentación: Recipiente cilíndrico de acero inoxidable con una camisa para calentar el proceso, agitador y una mirilla hecha de Neoceram. La base del recipiente está ligeramente inclinada hacia el orificio para el drenaje de la solución o su bombeo hacia la unidad de destilación. Volumen: 5 l. Unidad de destilación: Distintas piezas fabricadas con vidrio de borosilicato de elevada resistencia térmica y mecánica, así como una inercia química perfecta. Incluye: Una manta calefactora, 800 W. Matraz reactor de 5 l. con llave de descarga. Tapa del reactor con 4 entradas, diseñada especialmente para este sistema. Columna de destilación tipo Vigreux. Varilla del agitador con cierre de agitación que garantiza un aislamiento perfecto del sistema. Refrigerante dedo frío (deflegmador). Refrigerante Liebig-West con conexiones intercambiables. Embudo de decantación de 500 ml. Tomas de temperatura situadas en puntos clave del sistema. Dos bombas de membrana para introducir la solución en el tanque de fermentación y la unidad de destilación, rango: 3,8 l./min. Nueve sensores de temperatura tipo "J": Dos sensores de temperatura situados en el tanque de mezcla para medir la temperatura de la mezcla dentro del tanque y a la salida de la camisa del mismo. Dos sensores de temperatura situados en el tanque de fermentación para medir la temperatura del preparado dentro del tanque y a la salida de la camisa del mismo. Cuatro sensores de temperatura situados en distintos puntos de la unidad de destilación. Un sensor de temperatura situado en el circuito de agua caliente. Un medidor de ph mide el ph de la mezcla dentro del tanque de mezcla. Un medidor de CO mide la concentración de CO generada durante el proceso en el tanque de fermentación. Circuito de agua caliente que incluye: Bomba. Baño termostático. Circuito ácido-base que incluye: Dos bombas peristálticas para introducir una solución ácida o básica en el tanque de mezcla, caudal máximo: 0-13 ml/min. Dos recipientes para contener las soluciones ácida y básica, volumen: 1 l. Siete válvulas: Dos válvulas de aguja se utilizan para desviar el agua caliente entre la camisa del tanque de mezcla y la del tanque de fermentación. Dos válvulas de bola y dos de aguja se utilizan para drenar la solución del tanque de mezcla y del de fermentación o bombearla al tanque de fermentación y a la unidad de destilación. Una válvula de bola se utiliza para drenar el agua del circuito de agua caliente. Consola electrónica: Caja metálica. Conexiones para los sensores de temperatura. Display digital para los sensores de temperatura. Selector para los sensores de temperatura. Conector para medir el ph. Display Digital para el medidor de ph. Conector para medir el CO. Display Digital para el medidor de CO. Tres conectores para los agitadores. Tres interruptores para los agitadores (uno para el tanque de mezcla, otro para el tanque de fermentación y otro para la unidad de destilación). Cinco interruptores para las bombas (dos para la bombas peristatica, dos diagramas para las bombas y una para la bomba para el sistema de circulación de agua caliente). Dos interruptores para la resistencias (uno para el baño termostático y otro para la manta calefactora). Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. Manuales: Este equipo se suministra con los siguientes manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento, Calibración y Manual de Prácticas. 3

4 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS 1.- Familiarización con los pasos individuales necesarios para la producción de bioetanol..- Familiarización con los elementos de planta necesarios para la producción de bioetanol. 3.- Estudio del efecto de la temperatura en la pureza bioetanólica. 4.- Estudio del efecto del ph en la producción de bioetanol. 6.- Estudio del efecto del tiempo de fermentación en la producción de bioetanol. 7.- Estudio del uso de distintas materias primas para producir bioetanol. 8.- Estudio del efecto de la adición de distintos tipos de levadura a la fermentación. 5.- Estudio del efecto del tiempo de maceración en la producción de bioetanol. SERVICIOS REQUERIDOS DIMENSIONES Y PESOS - Suministro eléctrico: monofásico, 0V./50Hz ó 110V./60Hz. - Suministro de agua y desagüe. CONSUMIBLES RECOMENDADOS (No incluidos) - Almidón de la materias primas. - Alfa-amilasa para el proceso de liquefacción. - Gluco-amilasa para el proceso de sacarificación. - Levadura para el proceso de fermentación. - HSO 4 / HCI para preparar solución ácida. - NaOH para preparar solución base. ACCESORIOS RECOMENDADOS (No incluidos) - Hidrómetro. EBEB: Equipo: -Dimensiones: 000 x 650 x 1800 mm. aprox. -Peso: 00 Kg. aprox. Consola electrónica: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. VERSIONES DISPONIBLES Ofrecido en este catálogo: -EBEB. Equipo de Proceso de Bioetanol. Ofrecido en otro catálogo: -EBEC. Equipo de Proceso de Bioetanol, Controlado desde Computador (PC). 4

5 Opcional EBEB/ICAI. Software de Enseñanza Asistida desde Computador de Modo Interactivo: No hay conexión física entre el equipo y el computador (PC), este completo paquete de software consta del Software del Instructor (Software de Gestión de Aulas de EDIBON -ECM- SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (Software de Formación de EDIBON -ESL-SOF). Ambos están interconectados para que el Profesor conozca, en todo momento, cual es el conocimiento teórico y práctico de los alumnos. Software del Instructor - ECM-SOF. Gestor de clases de EDIBON (Software del Instructor) ECM-SOF es la aplicación que permite al instructor registrar a los alumnos, administrar y asignar tareas para los grupos de trabajo, crear contenido propio para realizar ejercicios prácticos, elegir uno de los métodos de evaluación para comprobar los conocimientos del alumno y monitorizar la evolución relacionada con las tareas planificadas para alumnos individuales, grupos de trabajo, equipos, etc... de manera que el profesor puede saber en tiempo real el nivel de comprensión de cualquier alumno en el aula.. Características innovadoras: Gestión de bases de datos de usuarios. Administración y asignación de grupos de trabajo, tareas y sesiones de formación. Creación e integración de prácticas y recursos multimedia. Diseño a medida de métodos de evaluación. Creación y asignación de fórmulas y ecuaciones. Motor de resolución de sistemas de ecuaciones. Contenidos actualizables. ECM-SOF. Pantalla Principal del Software de Gestión de Aulas de EDIBON (Software del Instructor) Generación de informes, monitorización de la evolución del usuario y estadísticas. ECAL. Aplicación de Cálculos de EDIBON - Pantalla del Editor de Fórmulas ETTE. Aplicación de Test y Exámenes de EDIBON - Pantalla Principal con Preguntas de Resultado Numérico ERS. Aplicación de Resultados y Estadísticas de EDIBON - Histograma de Resultados del Alumno 5

6 Opcional Software del Alumno - ESL-SOF-SOF. Software de Laboratorio de EDIBON para estudiantes (Software del Alumno). ESL-SOF es la aplicación dirigida a los alumnos que les ayuda a comprender conceptos teóricos mediante ejercicios prácticos y pone a prueba su conocimiento y evolución mediante la realización de tests y cálculos, además de los recursos multimedia. EDIBON proporciona tareas planificadas por defecto y un grupo de trabajo abierto para que los alumnos comiencen a trabajar desde la primera sesión. Los informes y estadísticas disponibles permiten conocer su evolución en cualquier momento, así como las explicaciones de cada ejercicio para reforzar los conocimientos técnicos adquiridos en la teoría. Características innovadoras: Acceso y autoregistro del estudiante. Comprobación de tareas existentes y monitorización. Contenidos por defecto y tareas programadas disponibles para su uso desde la primera sesión. Realización de ejercicios prácticos siguiendo el manual facilitado por EDIBON. Métodos de evaluación para poner a prueba sus conocimientos y su evolución. Autocorrección de los tests. Realización de cálculos y gráficas. ESL-SOF. Pantalla Principal del Software de Formación de EDIBON (Software del Alumno) Motor de resolución de sistemas de ecuaciones. Informes imprimibles y seguimiento del progreso del usuario. Recursos multimedia auxiliares. Para más información ver el catálogo de ICAI. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/icai.pdf EPE. Pantalla Principal de la Aplicación de Prácticas de EDIBON ERS. Aplicación de Resultados y Estadísticas de EDIBON - Explicación de una pregunta ECAL. Pantalla Principal de la Aplicación de Cálculos de EDIBON * Especificaciones sujetas a cambio sin previo aviso, debido a la conveniencia de mejoras del producto. REPRESENTANTE C/ Del Agua, 14. Polígono Industrial San José de Valderas LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA. Tl.: FAX: edibon@edibon.com WEB site: Edición: ED01/16 Fecha: Noviembre/016 6