Alcohol Anhidro 2k1s1r

Se obtiene de la destilación de mostos frescos de melasa de caña y posterior deshidratación. Recibe otras denominaciones tales como: Etanol anhidro, alcohol etilico anhídro. Fórmula Química: C2H5OH Usos: Solvente en trabajos de impresión, disolvente en la industria de plasticos, fabricación de tintes y pinturas a base de solvente. Envasado: El despacho se realiza en vehiculos cisternas. Control de almacenamiento y comercialización: Tanque de acero inoxidable o en recipientes de material adecuado que permita conservar la calidad del producto hasta su destino final. Instrucciones de uso: Materia prima para diferentes productos. Las instrucciones de uso, las determina el cliente. FICHA TÉCNICA

Ensayo

Especificaciones

Método

Masa específica a 20º C Máx. 791.5 (Kg/m3)

INEM 349

Grado alcoholico ºGl x Mín. 99.6 20ºC

INEM 340

% Humedad a 20ºC v/v

Mín. 0.2

ASTM 203

Residuo de evaporación (mg/100 ml)

Máx. 3

ASTM D 381

Acidez total como grado acético (mg/l)

Máx. 20

INEM 341

Conductividad eléctrica (uS/m)

Máx. 200

ASTM D 1125

Contenido de cloruros Máx. 10 (mg/l)

ASTM D 512

Contenido de cobre (mg/kg)

ASTM D 1688

Aspecto

Máx. 0.05 Limpio, transparente y sin material en suspensión.

Generalidades El etanol es un alcohol que se puede consumir como bebida alcohólica, como antiséptico, como insumo químico, como combustible alterno o de reemplazo a la gasolina entre otros usos. Se ubica dentro del grupo de los Biocombustibles y es el término con el cual se denomina a cualquier tipo de combustible que derive de

la biomasa, de organismos recientemente vivos o de sus desechos metabólicos, tales como el estiércol de la vaca. La gran demanda de alcohol que se presenta actualmente ocasiona, como respuesta de la industria, una elevada producción con la subsecuente generación de residuos como la vinaza, a la cual es necesario prestarle la importancia que se merece, como potencial contaminante o fuente de subproductos si así se desea. Como respuesta a la crítica situación ambiental mundial, a la paulatina disminución de los combustibles fósiles y a la posibilidad en el país de desarrollar energías alternativas a partir de recursos renovables, el gobierno determinó expedir la Ley 693 de 2001, donde se reglamenta la adición de etanol anhidro a las gasolinas en un 10% a partir de 2006, lo cual crea la necesidad de aumentar la producción de este alcohol, hasta niveles iniciales de 750 millones de litros / año, con una generación aproximada de 150.000 empleos directos e indirectos (Programa de Alcoholes Carburantes). Como fuentes agrícolas para la obtención del etanol se tienen las azucaradas (caña de azúcar, remolacha), las almidonáceas (cebada, banano, yuca), las lignocelulósicas (madera, algodón), cuyas características fisicoquímicas llevan a diferencias en la adecuación para un posterior tratamiento común en los tres casos Descripción del producto El etanol, o alcohol etílico, es un alcohol líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C. Al mezclarse con agua en cualquier proporción, da una mezcla azeotrópica con un contenido de aproximadamente el 96 % de etanol, su fórmula química es CH3-CH2-OH, principal producto de las bebidas alcohólicas. El alcohol es un líquido incoloro y volátil que está presente en diversas bebidas fermentadas. Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación. A continuación se mencionan algunas de sus propiedades: Tabla 2-11 Propiedades del Etanol

Propiedades físicas y químicas de materias primas El jugo de caña

El jugo después del proceso de molienda presenta la siguiente composición, tal como se muestra en la tabla 212: Tabla 2-12 Composición del Jugo

La Levadura – Saccharomyces cereviseae Las levaduras son hongos unicelulares, esta especie en particular tiene forma esférica y color beige, se encuentran en muchos hábitats y se reproducen por gemación, son las encargadas de transformar los azúcares de en alcohol, para ser utilizadas deben activarse a partir de su estado liofilizado, resuspendiéndose en medios ricos en nutrientes, después de esto se deben propagar en medios adecuados y tras repique sucesivos, hasta lograr una densidad celular cercana a los 50 millones de células por mililitro en el inóculo y con un volumen que debe constituir del 10 – 15% del caldo de fermentación. Nutrientes Los nutrientes son útiles para que la levadura desempeñe mejor su labor metabólica, estos son principalmente sales como: Fosfato Acido de Potasio (K2HPO4), Sulfato de Magnésio (MgSO4), Sulfato de Amonio ((NH4)2SO4). Diagrama de flujo

Descripción de las etapas Sección de molienda La caña preparada por las picadoras llega a los molinos y mediante presión se extrae el jugo que se recolecta en tanques. En el recorrido de la caña por el molino, se le agrega agua para diluir los jugos y maximizar la extracción de la sacarosa que contiene el material fibroso que pasa a través de todas las unidades que componen dicho molino.

Un proceso de molienda logra recuperar cerca del 95% del azúcar presente en la caña, el bagazo final contiene el azúcar no extraído, la fibra leñosa y del 45 a 55% de agua. Sección de clarificación y preparación del jugo En esta etapa se recibe y almacena el jugo de caña, que alimenta la planta. El jugo proveniente de la sección de almacenamiento, se alcaliniza con cal hasta pH entre 6.8 y 7.2%, luego se precalienta para facilitar su paso por el regulador de densidad y evitar al mismo tiempo la formación de microorganismos, posteriormente se añade un floculante, con el fin de favorecer la precipitación los sólidos suspendidos y algunas sustancias como sales de cal y material protéico, que son nocivos en la fermentación y aumentan los problemas de incrustaciones en la destilación. El jugo pasa por un filtro para retener las partículas más gruesas antes mencionadas, antes de pasar al recipiente de acidificación donde se adiciona ácido sulfúrico para mantener el pH entre 4.0 y 5.0. Este jugo clarificado se esteriliza calentándolo a 110°C por un tiempo de 10 minutos; se enfría en un intercambiador por o con agua hasta 33°C que es la temperatura apropiada para pasar a la sección de fermentación. En esta etapa por cada 100 Kg de jugo que entran al proceso se produce 0.22 Kg de cachaza, 0.04 Kg de torta y un jugo filtrado con 18ºBx. Sección de fermentación En los procesos en los que no se desea recuperar azúcar, el jugo pasa directamente a fermentación, en los otros casos el jugo clarificado pasa a la etapa de evaporación donde se obtiene azúcar A, B, y C de acuerdo al grado de pureza y melazas o mieles dependiendo del punto final de evaporación. En la fermentación, por acción biológica de la levadura, se da la transformación de los azúcares fermentables contenidos en el jugo, en alcohol etílico y gas carbónico. El proceso puede ser por lotes o continuo, se prefiere presentar este último debido a que es más eficiente. El jugo proveniente de la etapa anterior es mezclado, en el paso hacia la fermentación, con la levadura proveniente del sistema de recuperación de levadura y luego se transfiere secuencialmente a través de los fermentadores. El proceso fermentativo ocurre entre 12-16 horas, las condiciones de operación normal se fijan para producir alcohol de 8°GL. El calor de fermentación se elimina circulando el jugo externamente a través de intercambiadores de placas. El mosto fermentado se hace pasar por una centrífuga que tiene como objetivo separar la levadura y enviarla al tanque de tratamiento ácido en donde el pH es ajustado entre 2.6-3.0, después del cual se recircula directamente a los fermentadores. El gas carbónico procedente de los fermentadores puede recuperarse como subproducto. La masa fermentada sigue desde las centrífugas hasta un tanque, de allí se bombea a la destilación. Sección de destilación y deshidratación de alcohol El mosto fermentado obtenido con 8% de etanol en peso es bombeado hacia las columnas de destilación, pero antes se hace pasar a través de una serie de intercambiadores para llevarlo hasta 93°C. Esta mezcla entra a

la primera columna, donde el etanol es removido de las sustancias que no fermentaron y del agua, estos líquidos y sólidos residuales conocidos como vinaza, salen por el fondo de la columna y se bombean al sistema de tratamiento. El etanol y vapor de agua dejan la parte superior de la columna con un 75% en peso y entran a la columna rectificadora. En la rectificadora el alcohol es llevado a su punto azeotrópico (96%v) y abandona la torre por la parte superior, como vapor saturado, para entrar a la sección de deshidratación. Desde la base de la columna rectificadora se extrae la flemaza restante, no recuperada en la columna anterior, y es enviada a la planta de tratamiento de aguas. Si se quiere puede tomarse este alcohol, desnaturalizarse y almacenarse para comercializarlo como alcohol azeotrópico, o si se desea obtener alcohol anhidro con fines carburantes se procede a una deshidratación, para lograr concentraciones superiores a 99.5% La deshidratación se puede realizar por un proceso de adsorción sobre un tamiz molecular, o por una destilación extractiva, entre otras opciones. El etanol anhidro resultante se condensa por intercambio de calor con agua y posteriormente se acondiciona para el almacenamiento, luego de realizada la desnaturalización para cumplir con las disposiciones legales, Decreto 492 de 1983 para alcohol extraneutro o Ley 693 de 2001 para alcohol carburante. Principales aplicaciones Además de consumirse como bebida alcohólica, el etanol se utiliza ampliamente en muchos sectores industriales y en el sector farmacéutico, como principio activo de algunos medicamentos y cosméticos (es el caso de el alcohol antiséptico 70º GL y en la elaboración de ambientadores y perfumes). Es un buen disolvente, puede utilizarse como anticongelante. Se emplea como combustible industrial y doméstico, contiene compuestos como la piridina o el metanol, que impiden su uso como alimento, ya que el alcohol para consumo suele llevar impuestos especiales. En algunos países, en vez de etanol se utiliza metanol como alcohol para quemar. En Brasil se añade etanol a la gasolina para bajar la importación de petróleo, dando lugar a la alconafta. Este país es uno de los principales productores (con 18 mil millones de litros anuales), con esto reducen un 40 % de sus importaciones de crudo. Esta última aplicación se extiende también cada vez más en otros países para cumplir con el protocolo de Kyoto. Estudios del Departamento de Energía de USA dicen que el uso en automóviles reduce la producción de gases de invernadero en un 85%. En países como México existe la política del ejecutivo federal de apoyar los proyectos para la producción integral de etanol y reducir la importación de gasolinas que ya alcanza el 60 %. La industria química lo utiliza como compuesto de partida en la síntesis de diversos productos, como el acetato de etilo (un disolvente para pegamentos, pinturas, etc.), el éter dietílico, etc. También se aprovechan sus propiedades desinfectantes. Tratamiento de residuos

Los residuos de la producción de etanol son principalmente, levadura que ha perdido actividad, la cual se utiliza para la producción de proteína unicelular por acción microbiana y el principal de los residuos es la vinaza, que contrario a lo que muchas veces se afirma, no debería verse como un residuo, sino como un subproducto con gran potencial de aprovechamiento, en virtud de sus características fisicoquímicas, que varían bastante de acuerdo a las condiciones del cultivo de la caña, al uso parcial o total de melaza, como fuente de azúcares. Algunas de las alternativas para el tratamiento de la vinaza pueden ser: • Aplicación directa como abono en el cultivo de la caña de azúcar Gracias a su alto contenido en materia orgánica y minerales. • Tratamientos anaerobios Aquí se aprovecha la materia orgánica de la vinaza para la producción de metano. • Reactores Biológicos Rotatorios. Remueve parcialmente la DQO, en un 50%. • Concentración-incineración La vinaza concentrada al 60%, se comercializa, como materia prima para la producción de concentrados y abonos. Con la incineración se obtienen cenizas ricas en nitrógeno, carbono y potasio. • Lagunas de Estabilización El principio que se aplica en este caso es el de autodepuración natural. • Producción de proteína unicelular Se aprovecha la levadura que permanece en la vinaza, para someterla a la acción de diferentes levaduras en condiciones aerobias, para producir proteína unicelular. • Recirculación de la Vinaza Sustitución de parte del agua de dilución de la melaza, por vinaza, no es aplicable en el caso de utilizar el jugo de caña, como fuente de carbono.

Adecuación de materias primas: Proceso en el que se mezclan y preparan las materias primas (jugo claro, meladura y miel B) para que la mezcla de alimento resultante cumpla con las especificaciones requeridas en la fermentación (contenido de azúcares, sólidos y temperatura).

Fermentación: Proceso bioquímico efectuado por las levaduras en el que los azúcares presentes en la mezcla de alimento son transformados en etanol y dióxido de carbono, principalmente. Constituye la etapa de mayor cuidado, por ser en la que se genera el producto de interés. En esta etapa se deben manejar condiciones específicas de temperatura, pH, concentración de azúcares y nutrientes, para el desarrollo y buen desempeño de las levaduras.

Destilación: Operación de separación de mezclas líquidas en sus constituyentes primarios, mediante diferencias de puntos de ebullición. Esta técnica aprovecha que cada sustancia evapora a una temperatura diferente de las otras. Se lleva a cabo en columnas donde la diferencia de temperaturas se logra adicionando calor en el fondo con equipos llamados rehervidores, mientras que por la parte superior o cima, las corrientes son retiradas y enfriadas con equipos denominados condensadores.

Deshidratación: Etapa del proceso de producción de etanol carburante en la que se busca obtener un producto de elevada concentración de etanol (> 99.5 % v/v) retirando el agua remanente, bien sea mediante técnicas de adsorción por tamices moleculares, o utilizando otras técnicas como la destilación azeotrópica, destilación extractiva o pervaporación.

Concentración de vinaza: Es la etapa de tratamiento de la vinaza producida en la columna despojadora; se realiza por medio de evaporadores Flubex, equipos en los que se concentra la vinaza desde 8% y 15% hasta 25% y 45% mediante evaporación del agua contenida en la corriente. Utiliza como fluido calefactor el vapor de escape de calderas.