Simulación de un proceso de producción de polihidroxialcanoatos (PHA) a nivel industrial

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

This paper addresses the simulation of the production of polyhydroxyalka noates (PHA) on an industrial scale as a sustainable alternative to petroleum based plastics. It begins with a comprehensive review of PHA’s, highlighting their benefits and potential to reduce the use of traditional plastics, and delves into existing information on their types, production methods and the bacteria involved in their synthesis. Using data from pilot-scale investigations, a simulation model of the PHA production process was developed, evaluating several simulation programs such as Python, MATLAB, SuperPro Designer, R and COMSOL Physics, and selecting Python and MATLAB as the most suita ble, although the need for more complete data to achieve accurate simulations is emphasized. The results of these models were validated with SuperPro Designer, designing a complete industrial plant and obtaining three final models with promising results, although with significant differences due to the lack of accurate data. The conclusions confirm the feasibility of PHA production at industrial level, the effectiveness of the models used and the importance of having more complete data to improve the accuracy of the simulations, , laying the groundwork for future research.

Descripción

Este documento aborda la simulación de la producción de polihidroxialcanoatos (PHA) a escala industrial como una alternativa sostenible a los plásticos derivados del petróleo. Comienza con una revisión exhaustiva de los PHA, destacando sus beneficios y potencial para reducir el uso de plásticos tradicionales, y profundiza en la información existente sobre sus tipos, métodos de producción y las bacterias implicadas en su síntesis. Utilizando datos de investigaciones a escala piloto, se desarrolló un modelo de simulación del proceso de producción de PHA, evaluando varios programas de simulación como Python, MATLAB, SuperPro Designer, R y COMSOL Physics, y seleccionando Python y MATLAB como los más adecuados, aunque se subraya la necesidad de datos más completos para lograr simulaciones precisas. Los resultados de estos modelos se validaron con SuperPro Designer, diseñando una planta industrial completa y obteniendo tres modelos finales con resultados prometedores, aunque con diferencias significativas debido a la falta de datos precisos. Las conclusiones confirman la viabilidad de la producción de PHA a nivel industrial, la eficacia de los modelos utilizados y la importancia de contar con datos más completos para mejorar la precisión de las simulaciones, sentando las bases para futuras investigaciones.

Palabras clave

Polihidroxialcanoatos (PHA), Simulación, Producción industrial, Modelo matemático, Ecuaciones diferenciales

Materias

Ingeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas , Simulación de producción de polihidroxialcanoatos (PHA) , Sustitución sostenible de plásticos derivados del petróleo , Modelos de simulación en Python y MATLAB , Validación de modelos de producción industrial de PHA

Citación