Problema de la investigación
La falta de identificación de indicadores de
mercado, alternativas de uso y de un Análisis de Proceso para la producción
sostenible de ácido cítrico en Cuba a partir de sustratos y fuentes
renovables de energía, impide la implementación de una estrategia
de integración material y energética para la introducción
de este producto como alternativa de diversificación de la industria
azucarera.
Hipótesis
Si se definen indicadores de mercado, alternativas de uso y
se realiza un análisis de proceso para la producción sostenible
de ácido cítrico a partir de sustratos de la industria azucarera
y fuentes renovables de energía, se estará en condiciones de proponer
una estrategia de integración material y energética para la introducción
de este producto como vía de diversificación de la industria azucarera
cubana.
Objetivo General
Implementar una estrategia de integración material y
energética para la producción sostenible de ácido cítrico
con la utilización sustratos y fuentes renovables de energía,
como alternativa de diversificación de la industria azucarera cubana
a partir de la identificación de indicadores de mercado y el Análisis
Complejo de Procesos en presencia de incertidumbre.
Objetivos específicos
- Identificar indicadores del mercado del ácido cítrico y su
tendencia a nivel mundial a diez años vista.
- Realizar un análisis prospectivo de las diferentes alternativas de
uso del ácido cítrico y su importancia.
- Realizar un análisis de procesos en condiciones de incertidumbre
para determinar a partir de la propuesta de diferentes alternativas tecnológicas
para la producción de ácido cítrico, la más idónea
en condiciones cubanas y la capacidad de producción acorde a las características
del mercado.
- Desarrollar métodos y software que permitan el análisis para
instalaciones específicas de la industria azucarera, de las posibilidades
de integrar la Fábrica de Ácido Cítrico en condiciones
energéticas sustentables y ambientalmente compatibles.
Tareas Científicas
- Estudiar el mercado del ácido cítrico en la actualidad
y su evolución a 10 años vista.
- Estudiar las aplicaciones del ácido cítrico y los residuos
del proceso a nivel mundial y proponer una estrategia teniendo en cuenta la
flexibilidad en la producción.
- Determinar la localización y capacidad de la nueva instalación
acorde con la demanda actual en el mercado del ácido cítrico
y su evolución a 10 años vistas.
- Desarrollo de modelos de procesos para pronosticar el efecto de diferentes
niveles de extracción de sustratos azucarados en la calidad y cantidad
de azúcar y en el balance energético de la planta
- Analizar las diferentes alternativas de mezcla de sustratos azucarados y
recirculación de las vinazas de otros procesos fermentativos en la
producción de ácido cítrico.
- Modelación del proceso de fabricación de ácido cítrico.
Análisis de la recuperación de subproductos.
- Análisis de las posibles tecnologías conocidas o en desarrollo
de productos de interés en el mercado susceptible de ser producidas,
empleando los subproductos de la producción de ácido cítrico
- Establecer y optimizar los balances de masa y energía globales en
una industria que incluya la fabricación de ácido cítrico.
- Elaborar y evaluar esquemas de cogeneración en la industria azucarera
con diferentes niveles de extracción de extracción de sustratos
azucarados que permitan satisfacer los requerimientos de electricidad y vapor
de las instalaciones productoras de azúcar, ácido cítrico
y las producciones a partir de los subproductos de la fabricación de
ácido cítrico.
- Formulación de modelos de indicadores económicos del combinado
productor de ácido cítrico.
- Estudiar, a partir de los modelos de los diferentes componentes del sistema,
las mejores soluciones en las condiciones específicas de las industrias
azucareras de los países involucrados.
- Búsqueda, selección y desarrollo del software necesario para
realizar el análisis del ciclo completo de producción de ácido
cítrico de evaluación de reconversión de la inversión
en caso de una eventual necesidad de utilizarla parcial o totalmente en otras
producciones.
- Formulación, evaluación y determinación técnico
económica de las alternativas óptimas de esquemas en la producción
de ácido cítrico a partir de sustratos azucarados de la industria
de la caña de azúcar.
- Estudio comparativo entre las posibilidades de obtención de ácido
cítrico a partir de fuentes renovables y no renovables.
Resultados y contribuciones del trabajo
- Indicadores del mercado del ácido cítrico en la actualidad,
su evolución a 10 años vista y las aplicaciones del producto.
- La localización y capacidad de la nueva instalación acorde
con la demanda actual en el mercado del ácido cítrico y su evolución
a 10 años vistas.
- Las tecnologías conocidas en la producción de ácido
cítrico o en desarrollo de productos de interés en el mercado
susceptible de ser producidas, empleando los subproductos de la producción.
- Los modelos de procesos para pronosticar el efecto de diferentes niveles
de extracción de sustratos azucarados en la calidad y cantidad de azúcar
y en el balance energético de la planta
- Las posibilidades de mezcla de sustratos azucarados y recirculación
de las vinazas de otros procesos fermentativos en la producción de
ácido cítrico.
- Los valores óptimos del sistema de ecuaciones de los balances de
masa y energía globales en una industria que incluya la fabricación
de ácido cítrico.
- Los esquemas de cogeneración en la industria azucarera con diferentes
niveles de extracción de extracción de sustratos azucarados
que permitan satisfacer los requerimientos de electricidad y vapor de las
instalaciones productoras de azúcar, ácido cítrico y
las producciones a partir de los subproductos de la fabricación de
ácido cítrico.
- Los modelos de indicadores económicos del combinado productor de
ácido cítrico.
- Las mejores soluciones en las condiciones específicas de las industrias
azucareras de los países involucrados
- El software necesario para realizar el análisis del ciclo completo
de producción de ácido cítrico de evaluación de
reconversión de la inversión en caso de una eventual necesidad
de utilizarla parcial o totalmente en otras producciones.
- La Formulación, evaluación y determinación técnico
económica de las alternativas óptimas de esquemas en la producción
de ácido cítrico a partir de sustratos azucarados de la industria
de la caña de azúcar.
- Las alternativas de uso de los residuales del proceso a nivel mundial y
proponer una estrategia teniendo en cuenta la flexibilidad en la producción.
Conclusiones
- En el contexto actual de la diversificación azucarera, la
búsqueda de alternativas no explotadas en el país constituye
una necesidad que se intensifica por el reordenamiento del mercado de los
productores, donde la producción de ácido cítrico en
particular es atractiva y aun se desconocen sus posibilidades técnico-
económicas.
- El ácido cítrico es un producto cuya producción no
es tan reciente, por lo que existen ofertas tecnológicas, patentes
comercializables e información suficiente para su transferencia tecnológica
a nuestro país. Sin embargo, se incorporan nuevos usos al producto,
en nuestro país se desconocen algunos de ellos ya establecidos y
aun se estudian mejoras para la realización del proceso tecnológico.
- En nuestro país, estando incluso en condiciones de depresión
económica, existe una demanda del ácido cítrico con
tendencia al incremento, constituyendo un punto de partida para proyectar
la inversión del mismo. Precisar estos resultados con el uso y mejoramiento
de las herramientas disponibles en la literatura es de gran utilidad para
la toma de decisiones en el proceso inversionista.
- El Análisis Complejo de Procesos en condiciones de incertidumbre,
con la incorporación del concepto de integración de procesos,
son herramientas disponibles para la realización de estudios de macrolocalización
con el empleo de técnicas de optimización y análisis
económico en condiciones de incertidumbre.
- La producción de ácido cítrico provoca un impacto
sobre el medio ambiente, como es de esperar en el caso de la Industria Química;
sin embargo, una estrategia adecuada para el uso de los subproductos permite
aminorar estos efectos y lograr ventajas económicas en otras producciones.
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