Simulación computacional del proceso de fermentación alcohólica de la savia extraída del agave azul (agave americana)

Abstract

El presente trabajo tuvo la finalidad de presentar una alternativa de abarcar problemas de la ingeniería a través de la modelación matemática, con aplicación en la fermentación por lotes del jugo de agave en la producción de etanol. La savia fue previamente pasteurizada de (60 a 65) °C por 15 minutos e inoculado con levadura Saf Spirit M-1. Las variables cuantificadas durante el proceso fueron: sólidos solubles, pH, temperatura, concentración celular y alcohol en intervalos de 30 minutos para construir la base de datos del sistema a modelar a través de Matlab. Estos valores fueron analizados en System Identification, obteniendo cuatro funciones de transferencia con FIT del 96.91, 92.16, 94.3 y 93.5 % que describen el proceso. Luego los modelos se resolvieron en Simulink para visualizar la producción de alcohol, llegando a predecir una concentración de alcohol del 7.90 %, que comparado con el valor estequiométrico (7.80 %) y el valor en campo (7.70 %), no presento diferencia significativa. De esta manera se concluye que el modelo se asemeja con la realidad en un 94.22 % a través del FIT y con un 95 % de confianza al realizar la prueba t-Student, demostrando a través de la correlación de Fisher que el método generado presenta una alta representación del sistema de estudio.