Biocombustibles

Desde hace décadas se investigan fuentes alternativas de energía y de materia prima para procesos industriales, ya que las energías fósiles se están agotando. En las dos últimas décadas, EKATO ha suministrado un gran número de agitadores eficientes y potentes a plantas de bioetanol, con volúmenes de producción de hasta 450.000 t/a, y a plantas de biodiésel.

No obstante, la gama de servicios no se limita al suministro del/de los agitador(es). EKATO también le apoya durante todo su proceso de desarrollo, desde las pruebas de laboratorio y el escalado hasta el producto final. El laboratorio de EKATO ofrece un espacio de más de 1.000 m² para pruebas y análisis con los productos originales de los clientes. Los estudios CFD, así como la ingeniería básica y de detalle de los recipientes y sus instalaciones, completan nuestra oferta. EKATO le apoya desde su primera idea y es su socio hasta que la fábrica esté lista para su puesta en marcha.

Las primeras plantas de bioetanol de primera generación comercialmente exitosas se construyeron tras el cambio de milenio. En este tipo de plantas, el almidón (p. ej., almidón de maíz o de cereales) o el azúcar de caña se convierte en bioetanol mediante numerosos pasos de proceso. Para evitar depósitos sólidos en los recipientes de gran volumen (fermentadores y beerwell), EKATO ofrece agitadores tipo ES rentables y de alta eficiencia, instalados lateralmente en la pared del recipiente.

De este modo, los costes de inversión de las plantas de bioetanol pueden reducirse significativamente. Los extensos deflectores, necesarios para los agitadores de entrada superior, no son necesarios para este sistema de agitador y, al mismo tiempo, las fuerzas que actúan sobre el recipiente se reducen de forma sustancial. Esto permite un diseño del recipiente mucho más esbelto.

Por lo tanto, los agitadores de entrada superior solo son necesarios para tareas de mezclado que también requieren un excelente rendimiento de homogeneización en la parte superior del recipiente. Por supuesto, EKATO también ofrece la mejor solución para estos requisitos.

Debido a la competencia por la superficie cultivable entre la producción de alimentación y de materia prima, la tendencia se orienta hacia el bioetanol de segunda generación a base de celulosa. En este caso, la celulosa procedente de paja de cereales, hierba, madera o plantas cultivadas específicamente se procesa para la producción de bioetanol.

Para ser eficientes, las plantas requieren una alta carga de sólidos. Al inicio de la etapa de proceso de “hidrólisis enzimática”, puede presentarse una viscosidad de hasta 250.000 mPa s. El efecto enzimático y el efecto de mezclado provocan una disminución hasta menos de 2.000 mPa s en pocas horas. Esto plantea retos complejos para el sistema de mezclado seleccionado.

En función de si el proceso de hidrólisis se realiza de forma continua o en semibatch y del objetivo del cliente (tiempos de mezcla cortos o flujo de pistón), pueden utilizarse distintas tecnologías de mezclado en esta fase de proceso de alta viscosidad.

En el laboratorio propio de EKATO pueden realizarse experimentos con diferentes sistemas de agitación y los productos originales para determinar el sistema de agitación óptimo. Aplicando las reglas de escalado necesarias, puede llevarse a cabo el diseño a escala operativa.

El biodiésel se fabrica principalmente a partir de aceite de colza, aceite de girasol, aceite de soja o aceite de palma, pero también a partir de grasas animales o residuos de grasa de fritura. Para producir biodiésel a partir del aceite vegetal extraído, el aceite debe convertirse químicamente mediante la denominada “transesterificación”, ya que el aceite vegetal no es adecuado para utilizarse como combustible en motores diésel estándar. El biodiésel resulta de la transesterificación, en la que se añaden metanol y un catalizador alcalino al aceite. La mezcla de aceite vegetal y metanol se agita en un recipiente con intercambiador de calor durante varias horas a temperaturas entre 50 °C y 65 °C.

Tras enfriarse en el depósito de decantación, la mezcla se presenta en dos fases. La capa superior consiste en biodiésel bruto (baja densidad) y la capa inferior, más pesada, contiene glicerina y subproductos.

Tras separar las dos fases (biodiésel bruto/glicerina), el biodiésel bruto pasa por diferentes etapas de limpieza con agua y ácidos, en las que también funcionan agitadores. Tras separaciones repetidas (agua/biodiésel), el biodiésel se enjuaga y se elimina el exceso de metanol. El resultado es biodiésel de alta calidad.

Debe evitarse un efecto de dispersión demasiado fuerte por parte de los agitadores. De lo contrario, daría lugar a emulsiones relativamente estables que dificultarían la separación de fases tras el proceso de esterificación y limpieza.

En las dos últimas décadas, EKATO ha suministrado en todo el mundo un gran número de agitadores para esta industria. Se utilizan principalmente las series de agitadores EKATO ES, EKATO EM y FGL con homologación ATEX.