Produccin̤ biotecnolg̤ica de hidrogeno, anl̀isis termodinm̀ico, anl̀isis de sensibilidad y optimizacin̤ del proceso
En este trabajo, se presenta el anl̀isis termodinm̀ico (utilizando el software Matlab) de la produccin̤ de hidrogeno mediante fermentacin̤ de glucosa utilizando Clostridium butyricum, la seleccin̤ de las condiciones p̤timas de reaccin̤, la simulacin̤ del proceso y el anl̀isis de sensibilidad (utiliz...
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| Formaat: | Boek |
| Taal: | Spaans |
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| Online toegang: | Produccin̤ biotecnolg̤ica de hidrogeno, anl̀isis termodinm̀ico, anl̀isis de sensibilidad y optimizacin̤ del proceso |
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| Samenvatting: | En este trabajo, se presenta el anl̀isis termodinm̀ico (utilizando el software Matlab) de la produccin̤ de hidrogeno mediante fermentacin̤ de glucosa utilizando Clostridium butyricum, la seleccin̤ de las condiciones p̤timas de reaccin̤, la simulacin̤ del proceso y el anl̀isis de sensibilidad (utilizando el software Aspen Plus), y la optimizacin̤ de este proceso a escala industrial utilizando el mťodo Newton. Finalmente la viabilidad de llevar a cabo la fermentacin̤ de la corriente de salida de todo el proceso.La crisis energťica que ha generado el Hombre con la excesiva quema de hidrocarburos obliga a encontrar un combustible limpio e inagotable, o enfrentar las consecuencias ambientales que se aproximan. Un estudio de posibles soluciones han mostrado el hidrg̤eno como una buena opcin̤, ya que el n͠ico producto de su oxidacin̤ es agua y pequeąs cantidades de perx̤ido de hidrg̤eno, adems̀ a un plazo mucho ms̀ largo tal vez la fuente de energa̕ principal sea la fusin̤ nuclear que tambiň utiliza hidrg̤eno, pero para producir helio mediante la fusin̤ de dos t̀omos de hidrg̤eno pesado (deuterio). Por l͠timo, la otra gran ventaja del hidrogeno es la gran variedad de materias primas disponibles para su produccin̤, tales como: Agua (hidrl̤isis), Hidrocarburos (deshidrogenacin̤) y biomasa (fermentacin̤, gasificacin̤, biocatl̀isis), entre otras. Diseǫ del reactorPara este caso de estudio se tomara la produccin̤ de hidrg̤eno por proceso fermentativo, este tipo de procesos generalmente tienen tiempos de residencia altos, tanto a nivel de laboratorio como en la industria, por esta razn̤ se han usado reactores discontinuos, y en caso de trabajar con grandes volm͠enes se pueden implementar una batera̕ de reactores en paralelo. Como materia prima o sustrato, se utilizara n͠icamente la glucosa, y se deben escoger los microorganismos que asimilen, consuman hexosas y que como metabolito se presente el hidrg̤eno, ya que hay cantidades de microorganismos cada uno con su sustrato asimilable y con diferentes metabolitos. En este caso, para la produccin̤ de hidrogeno, los microorganismos utilizados pueden ser: Rhodopseudomonas palustris (35ʻC), Clostridium butyricum (35ʻC), Enterobacter cloacae (37ʻC), Rhodobacter sphaeroides (37ʻC), entre otros. Anl̀isis termodinm̀ico El anl̀isis termodinm̀ico de un proceso se analiza para encontrar su viabilidad, y en caso de que las reacciones sean posibles termodinm̀icamente, encontrar las condiciones p̤timas de operacin̤; sin embargo se debe tener en cuenta que estas condiciones halladas de acuerdo a los cambios entl̀picos y de la energa̕ libre de Gibbs, pueden no ser las mejores debido al tipo de materia prima, y en este caso por ser un proceso biolg̤ico cada microorganismo tiene su temperatura optima, por lo cual en el caso de la temperatura esta dado por condiciones biolg̤icas del Clostridium butyricum, 35ʻC, lo cual indica que a esta temperatura es donde el metaboliza la mayor cantidad de sustrato y por consiguiente la mayor produccin̤ de Hidrg̤eno. Otro factor muy importante en los procesos biolg̤icos es la concentracin̤ de oxg̕eno disuelto en el medio, ya que algunos no lo soportan, unos no pueden vivir sin esta, y otros dependiendo de la presencia o ausencia de oxigeno siguen rutas metabl̤icas distintas. En el presente caso la fermentacin̤ es estrictamente anaerobia. Adems̀ es llevada a cabo a presin̤ atmosfřica como la mayora̕ de los procesos biolg̤icos, sin embargo se muestra el anl̀isis termodinm̀ico, para demostrar la espontaneidad de la reaccin̤ y su comportamiento třmico. |
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| ISSN: | 2027-9736 |