3.61 En la fermentacin anaerobia de granos, la levadura Saccharomyces cerevisiue digiere glucosa de origen vegetal para formar los productos etanol y cido propenoico mediante las siguientes reacciones globales:

En un proceso por lotes, un tanque de carga con 400 kg de una disolucin de glucosa en agua 12%. Durante la fermentacin se produce 120 kg de dixido de carbono y quedan 90 kg de glucosa sin reaccionar. Cules son los porcentajes en peso del alcohol etlico y cido propenoico que quedan en el caldo? Suponga que las bacterias no asimilan nada de glucosa.

Clculos y resultados:Diagarama de flujo:1= (glucosa)2=3=(alcohol etanol)4=5=(cido propenoico)

F2=262KgF1=400Kg x32=0.04x11=0.88 x42=0.96x12=0.12 F3=90kg X13=1 F5=90Kg F4=48kg x25=0.20 X24=1 x55=0.80

Dice que tiene un 12% de agua en la cantidad de entrada de la glucosa por lo tanto;X11=1-0.12=0.88Ahora que tenemos la fraccin masa podremos determinar la masa total que se maneja de la glucosa por lo tanto;Masa de la glucosa=400(0.88)=352kg de glucosaAhora que se tiene la masa total de la glucosa podremos determinar la masa que reacciona, pero de esa cantidad la primera que reacciona es la que provee el alcohol ya que en el sistema la segunda reaccin es la que quedo sin reaccionar (90 kg de glucosa), por lo tanto:Tomando en cuenta que hay una separacin del agua con la glucosaF2=352-90Kg=262 kg del compuestoPara el F3=400-(262+90)=48 kg de aguaAhora determinaremos las fracciones masa del flujo 2;Considerando: ya que durante el proceso queda 120 kg de CO2;

Por lo tanto lo determinaremos por medio de ecuaciones algebraicas, por lo tanto la ecuacin se determina as:262=2X+2yComo ya sabemos el valor de y solo sustituimos, 262=2x+2(120)262=2x+2402x=262-240X=22/2X=11Por lo tanto

X32=11kg/262kg=0.04X42=1-0.04=0.96Por lo tanto el % ms de C2H5OH=(11kg/262Kg)*100=4.19%Ahora determinaremos las fracciones masas del flujo 5, considerando que la masa del flujo 5 es el mismo del flujo 4, por lo tanto nuestra masa base es de 90 kg.Datos:C2H3CO2H=74 Kg/KmolH2O=18 Kg/KmolC6H12O6=184 Kg/Kmol

De acuerdo a la: Podremos determinar la masa que tiene cada compuesto de salida, entonces se obtienen los siguientes datos de acuerdo a la reaccin:

Compuestos C6H12O6H2OC2H3CO2H

Peso molecular1841874

Veces en la reaccin122

Peso molecular total18436148

Entonces podremos determinar la masa de los compuestos, considerando la base masa a 90 Kg.

Por lo tanto la masa de H2O=90-72.39=17.61 Kg H2OAhora podremos determinar la fraccin masa de los compuestos:

X55=72.39Kg/90Kg=0.80X25=1-0.80=0.20

En cuestin del % masa del cido propenoico=(72.39Kg/90 Kg)*100=80.43%