Análisis técnico económico mediante simulación con Aspen Plus para la obtención de biodiesel a partir de la fracción lipídica de microalgas
Loading...
Date
2023-10-12
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
This work simulates and evaluates technically and economically the production of biodiesel from
microalgae as third generation feedstock. For this purpose, the lipid composition extracted from
the microalgae Chlorella established in the facultative and maturation ponds of the Ucubamba
Wastewater Treatment Plant is investigated, and a weighted composition is set to simulate the
process using the Aspen Plus® V.11 software. A diagram of two scenarios is applied, a standard
process (process I) and an optimized process (process II); initially, secondary information is
collected from different systems for obtaining methyl esters and a model is built that presents
transesterification, distillation, separation, and purification operations, and finally a biodiesel flow
of 1042 kg/h is reached, with a capital cost and production cost of 4'211,330 and 1'714,880 USD,
respectively. On the other hand, by optimizing the process, it is possible to build a second model,
which consists of unit operations that are partially different from the first one, such as a double
reaction of transesterification, decantation, and separation. In this case, two more units per hour
of production and lower capital and production costs (3'740,420 USD and 1'308,260 USD) are
obtained. Consequently, the total technological costs are compared and contrasted in addition to
those produced per kg of biodiesel, being 0.94 and 0.81 USD for process I and II, respectively.
The second prospect is considered as the optimum compared to the standard process and values
reported in the literature.
Resumen
Este trabajo simula y evalúa técnica y económicamente la producción de biodiesel a partir de
microalgas como materia prima de tercera generación. Para ello, se investiga la composición
lipídica extraída de la microalga Chlorella establecida en las lagunas facultativas y de maduración
de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Ucubamba, y se fija una composición
ponderada para simular el proceso utilizando el Software Aspen Plus® V.11. Se aplica una
diagramación de dos escenarios, un proceso estándar (proceso I) y optimizado (proceso II);
inicialmente, se recopila información secundaria de diferentes sistemas para la obtención de
ésteres metílicos y se constituye un modelo que presenta operaciones de transesterificación,
destilación, separación y purificación, y se alcanza finalmente un flujo de biodiesel de 1042 kg/h,
con un costo de capital y costo de producción de 4’211.330 y 1’714.880 USD, respectivamente.
Por otro lado, optimizando el proceso se logra construir un segundo modelo, que consta de
operaciones unitarias parcialmente distintas a la primera como una doble reacción de
transesterificación, decantación, y separación. En este caso, se obtienen dos unidades por hora
más de producción y costes tanto de capital como de producción menores (3'740.420 USD y
1'308.260 USD). Consecuentemente, se comparan y contrastan los costos tecnológicos totales
además de los producidos por kg de biodiésel, siendo de 0,94 y 0,81 USD para el proceso I y II,
respectivamente. Se considera al segundo prospecto como el óptimo comparado con el del
proceso estándar y valores reportados en la literatura.
Keywords
Ingeniería Química, Biocombustibles, Gestión de procesos
Citation
Código de tesis
TQ;580
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Químico