Proyectos
Producción de solventes por procesos intensificados con fermentación y separación acopladas
Resumen
La producción de butanol por vía fermentativa es un proceso con más de 100 años de historia que, por varias décadas, fue la principal ruta para la obtención de este commodity, pero este proceso perdió relevancia ante el desarrollo de la industria petroquímica (Moon et al., 2016). Actualmente, la necesidad de desarrollar procesos ambientalmente amigables, dentro del esquema de biorrefinerías y bajo el concepto de economía circular ha despertado el interés en la fermentación ABE aprovechando la capacidad natural de la familia Clostridia y las mejoras que por ingeniería genética se pueden implementar. El presente proyecto busca aportar en el desarrollo de un proceso sostenible para la producción de butanol aplicando la estrategia de fermentación integrada con recuperación de productos por destilación flash, la cual ha mostrado ser una opción válida para dar competitividad a este proceso (Mariano et al. 2011). El proyecto aprovecha los desarrollos y capacidades del Instituto de Biotecnología para el estudio de procesos fermentativos, y del departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería en el análisis de procesos de separación por equilibrio líquido-vapor. Inicialmente se estudiarán las cepas disponibles en el banco del IBUN para seleccionar las más promisorias, posteriormente se estudiará la fermentación ABE en reactores de 1 y 5 litros para generar modelos matemáticos que permitan su análisis con las estrategias de Ingeniería de Sistemas de Proceso. En simultáneo se estudiará el proceso de separación por destilación flash, inicialmente para la mezcla binaria agua-butanol, la cual se complementará para hacerla semejante al sistema multicomponente obtenido durante la fermentación. Los resultados de las etapas anteriores serán las bases para generar propuestas para el sistema intensificado de fermentación y recuperación de productos, en esta parte del proyecto se analizarán las formas de acoplar las dos operaciones y se diseñarán prototipos para la interconexión física de los mismos; de forma complementaria, se hará un estudio preliminar de viabilidad económica y se analizarán diferentes escenarios que afectan, tanto positiva como negativamente, dicha viabilidad. El resultado final será una propuesta para el sistema de producción y recuperación simultánea de butanol y una estrategia para el estudio de sistemas de fermentación intensificados. Por su foco tanto en el proceso considerado (producción de butanol) como en la metodología, los resultados obtenidos, los protocolos, los diseños y los prototipos desarrollados servirán como soporte para el estudio de nuevos sistemas o de nuevos procesos. Adicionalmente, los desarrollos obtenidos en el presente proyecto se impulsarán sinérgicamente con otros obtenidos en los grupos de la facultad de ingeniería, principalmente en los temas de biorrefinerías, alcoholquímica y fermentación de segunda y tercera generación, y en los grupos del Instituto de Biotecnología, enfocados en bioprospección, microorganismos solvento-génicos y mejoramiento de procesos fermentativos. A corto y mediano plazo, se busca consolidar una alianza interfacultades e intersedes que permita maximizar el aprovechamiento de las capacidades de la UN en el desarrollo de procesos sostenibles de base biotecnológica.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable