Optimización de la etapa de separación de 2,3-butanodiol en caldos de fermentación, mediante extracción líquido-líquido

Abstract

En este trabajo se ha realizado un estudio experimental y bibliográfico con el objeto de optimizar la etapa de separación del 2,3-butanodiol. Para ello se han comparado distintas alternativas como son la separación con membranas, la extracción líquido-líquido y el salting out. Experimentalmente, se han realizado ensayos de salting out y se ha obtenido el diagrama de equilibrio ternario de extracción líquido-líquido utilizando dos disolventes como son el 1-Butanol y el 2-Etil-1-Hexanol. Finalmente,se ha hecho un estudio tecnoeconómico con ASPEN para determinar las condiciones de operación más adecuadas. Se han estudiado dos escenarios distintos: un escenario con el 2- Etil-1-Hexanol y otro con el 1-Butanol. Específicamente, el 2-Etil-1-Hexanol puede alcanzar una pureza del 99% tratando alimentaciones con una concentración del 30% en masa de 2,3-BDO. Por otro lado, el 1-Butanol solo es capaz de obtener una pureza del 94,9% tratando alimentaciones con solamente un 10% en masa de 2,3-BDO.

In this work, an experimental and bibliographic study has been carried out with the aim of optimising the 2,3-butanediol separation step. For this purpose, different alternatives have been compared, such as separation with membranes, liquid-liquid extraction and salting out. Experimentally, salting out tests have been carried out and the ternary equilibrium diagram of liquid-liquid extraction has been obtained using two solvents such as 1-butanol and 2-ethyl-1- hexanol. Finally, a techno-economic study was carried out with ASPEN to determine the most suitable operating conditions. Two different scenarios have been studied: one scenario with 2-Ethyl-1- Hexanol and the other with 1-Butanol. Specifically, 2-Ethyl-1-Hexanol can reach 99% purity by treating feeds with a 30% mass concentration of 2,3-BDO. On the other hand, 1-Butanol is only able to obtain a purity of 94.9% by treating feeds with only 10% by mass of 2,3-BDO.