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Producción de biocombustibles: Etanol. PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES: ETANOL. 1.- OBJETIVOS GENERALES: 1.1.- OBJETIVOS ESPECIFICOS: 2.- GENERALIDADES: PRODUCCIÓN DE BIOETANOL. 2.1.- INTRODUCCIÓN: El bioetanol, producto de fermentación alcohólica de diversos materiales orgánicos a través de la acción de microorganismos, está siendo de nuevo seriamente considerado luego de la elevación de los precios del petróleo. En la actualidad se trabaja fundamentalmente en la búsqueda de materias primas baratas, que sustituyan a las tradicionales materias azucaradas, para alcanzar mayor eficiencia en los procesos de fermentación, recuperación y purificación de alcohol producido. La producción de bioetanol perdió importancia a finales de la primera mitad del siglo XX, al ser sustituida por la producción de etanol por vía sintética, a partir de derivados del petróleo, que resulta más barata, pero no puede ser utilizado en la preparación de alimentos, bebidas alcohólicas, ni medicamentos. La elevación de los precios del petróleo hizo volver los ojos hacia la vía fermentativa de producción de etanol. 2.2.- PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES: BIOETANOL. MATERIAS PRIMAS Y SU IMPORTANCIA EN EL PROCESO FERMENTATIVO. Para la producción de etanol han sido utilizadas diferentes fuentes de carbono como materia prima; estas deben ser transformadas con facilidad en azúcar fermentable. Su uso práctico estará determinado por el rendimiento en etanol, por su costo y el tipo de microorganismo que se utilice. Varios autores, coinciden en definir 3 tipos de materias primas para la producción de etanol: a) Materiales portadores de azúcares simples que contienen carbohidratos como fuente de azucares (tales como jugo de caña de azúcar, melazas, sorgo dulce, etc.) b) Materiales amiláceos los cuales contienen almidón como fuente de azúcares (tales como la yuca, maíz, papa, etc.) c) Materiales celulósicos, que contienen celulosa, hemicelulosa (tales como el bagazo, la madera, residuos agrícolas, etc.) El etanol se produce por fermentación de estas materias primas con levaduras u otros microorganismos. Las de la primera clase fermentan directamente. El segundo tipo consta de hidratos de carbono complejos, como el almidón, que primero se deben convertir en azúcares fermentables mediante la acción de enzimas. Las sustancias celulósicas de la tercera clase se convierten en azúcares fermentables por hidrólisis con ácidos inorgánicos, principalmente. 2.2.2.- FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. Microbiología Industrial. 1 Producción de biocombustibles: Etanol. La secuencia de reacciones entre la glucosa y el piruvato se conoce por el nombre de ruta de Embden- Meyerhof, o también de Embden-Meyerhof-Parnas, en honor a sus descubridores. Los sustratos más comúnmente usados para la fermentación son los azúcares, en especial la D-glucosa. Una clase de fermentación importante de la glucosa es la fermentación alcohólica. Para muchas levaduras en un medio adecuado, la fermentación significa la conversión de hexosas, principalmente glucosa, fructosa, manosa y galactosa, en ausencia de aire, en los siguientes productos finales: Glucosa + 2 Pi + 2 ADP → 2 Etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O Alrededor del 70 % de la energía es liberada como calor; el resto es preservado en dos enlaces fosfatos terminales de ATP (trifosfato de Adenosina), para usarlo en las reacciones de transferencia, tales como la activación de la glucosa (fosforilación) y de aminoácidos antes de las polimerización. 2.2.3.- PRINCIPALES PRODUCTOS DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. •Alcoholes: etanol, metanol, alcoholes alifáticos con más de 2 átomos de C, y alcoholes superiores (isobutanol, alcohol isoamílico, amílico, llamados genéricamente aceite de fusel). •Aldehídos: primordialmente acetaldehído. . Ésteres: acetato de isobutilo y acetato de isoamilo. •Ácidos orgánicos: Ácidos volátiles: fórmico, acético, propiónico, butírico y láctico y trazas de otros ácidos grasos. Ácidos tartárico y málico. •Dióxido de Carbono. 2.2.5.MICROORGANISMOS UTILIZADOS EN LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. El etanol se produce por vía fermentativa siendo posible emplear diferentes microorganismos en el proceso, entre los cuales se destacan la levadura S. cereviseae y la bacteria Z. mobilis. LEVADURAS: Las levaduras son los microorganismos más utilizados para la producción de etanol por la vía fermentativa, debido a su alta productividad en la conversión de azúcares a bioetanol y a que se separan mejor después de la fermentación. Además, la producción de toxinas es muy inferior a la de otros microorganismos. Entre las especies más utilizadas están: Saccharomyces cerevisiae, S. ellipsoideus, S. anamensisi, Candida seudotropicalis, S. carlsbergensis, Kluyveromyces marxianus, Candida bytyrii, Pichia stipatis, Schizosaccharomyces pombe y Pichia membranaefaciens. Características de las levaduras: • Grupo de hongos Ascomicetes (unicelulares), orden Endomicetales. • Colonias muy parecidas a bacterias macroscópicamente pero más cremosas y de colores; blancos, beiges o un poco más oscuros. Algunas son rosadas o rojas porque tienen carotenoides. • Manipulación y siembra muy similar a las bacterias. • Pared: quitinosa delgada. • Núcleo muy cercano a la zona de gemación. A más vieja es la célula, mayor es la vacuola. • Dimensiones: ancho 2’5 – 10 um y largo 4’5-21 um. Microbiología Industrial. 2 Producción de biocombustibles: Etanol. Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae: 10X, 40X. REPRODUCCIÓN GEMATIVA. • • • célula Hongos unicelulares. La reproducción asexual normalmente por gemación. Población en crecimiento de levaduras presenta yemas, producidas cuando la se divide. Microbiología Industrial. 3 4 .Producción de biocombustibles: Etanol. Principales levaduras: Microbiología Industrial. Liofilización: Con características. • Conservación. También es útil para el cultivo de levaduras. pelo. Probando la capacidad para fermentar diversos azucares. Saccharomyces cerevisiae y especies de Candida y Debaryomyces. • No hay levaduras que puedan crecer a 50ºC. Pocas desarrollan cerca de 0ºC. temperatura máxima de crecimiento 24 y 48ºC.5.5 a 6. 5 . y baja modificación de Congelación: En presencia de crioprotectores (glicerol) 5-20%.  PH: • La mayoría toleran pH 3 a 10. Para determinar especie deben hacerse pruebas bioquímicas y fisiológicas. Schizosaccharomyces y Dekkera no crecen a pH mayor que 8. Rhodotorula y Crytococcus son especialmente tolerantes a los medios alcalinos. Geotrichum capitatum.3-1. pérdida de viabilidad de 1%/año. Saccharomycodes. Se pueden conservar por: Subcultivo (resiembra) en medio Yeast morphology o yeast nitrogen base (DIFCO).). CONDICIONES AMBIENTALES:  Temperatura: • La mayoría son mesófilas. Debaryomyces hansenii y Pichia membranaefaciens. En el medio de cultivo. • Pocas (2%) son psicrófilas. MEDIO DE CULTIVO: Sabouraud Glucosado Agar: Medio utilizado para el aislamiento. favorecen el crecimiento de hongos por sobre el de bacterias. la presencia de cloranfenicol y el pH ácido.Producción de biocombustibles: Etanol.7. etc. El alto contenido de glucosa. temperatura máxima de crecimiento por debajo de 24ºC. membranaefaciens. la pluripeptona y la glucosa. Refrigeración: Levadura fresca. • Son inactivadas a presiones 7 a20 MPa. La velocidad de congelación debe ser 10ºC/min. identificación y conservación de hongos patógenos y saprófitos. Kluyveromyces marxianus crece a 48ºC. Para determinar el género se observan características morfológicas y sexuales. particularmente los asociados con infecciones cutáneas (piel. • Prefieren ligeramente ácido pH de 4. son los nutrientes para el desarrollo de microorganismos. ejemplo: Pichia polymorpha. Microbiología Industrial. ejemplo: Yarrowia lipolytica. Dekkera intermedia y Saccharomyces exiguus pueden crecer a 1. P. Fundamento: Medio de cultivo recomendado para el aislamiento y desarrollo de hongos. Issatchenkia orientalis. otras de molinos azucareros son capaces de proliferar sobre los 40ºC. ASILAMIENTO Y CONSERVACIÓN: • Aislamiento en Agar Sabouraud Dextrosa. • Las levaduras basidiomicéticas. Producción de biocombustibles: Etanol. puede ser tanto en tubo como en placa. Incubación: El tiempo de incubación dependerá del microorganismo que se esté buscando aislar. Fórmula (en gramos por litro) Pluripeptona 10.0 Instrucciones Suspender 65 g del polvo por litro de agua destilada. Resultados: Microorganismos Saccharomyces cerevisiae Aspergillus niger Candida albicans ATCC 10231 Crecimiento Bueno Bueno Bueno Características del medio: Medio preparado: ámbar claro. pueden agregarse otros agentes selectivos de crecimiento. Almacenamiento: Medio deshidratado: a 10-35 º C.0 Glucosa 40. Reposar 5 minutos y mezclar hasta uniformar. Mantener en lugar fresco. 6 . Medio preparado: a 2-8 º C. Calentar agitando frecuentemente y hervir 1 minuto hasta disolver. Consultar referencias de métodos recomendados.6 ± 0. Además. Distribuir en placas o en tubos con cierre hermético pH final: 5. pues la exposición al calor hidroliza los componentes.0 Cloranfenicol 0.05 Agar 15. Presentación x 500g :Código: B02150-06 x 100g :Código: B02150-05 6x50ml: B04-150-84 Microbiología Industrial.2 Siembra: Depende del uso. ligeramente opalescente sin ningún precipitado. al medio de cultivo. Distribuir y esterilizar 15 minutos a 118121°C. 3 g/Lh respectivamente.. mientras que Saccharomyces cerevisiae produce 36 g/L de etanol en 11 horas. Comparación con Saccharomyces cerevisiae en la producción de etanol: Ventajas. compuestos pentacíclicos similares a eucariotas esteroles. 2. Baja producción de biomasa.2.1. No requiere control ni adición de oxígeno durante la fermentación. y como un contaminante de la sidra y la cerveza en Europa. compuestos pentacíclicos similares a los Microbiología Industrial. Tiene una tolerancia a la concentración de etanol de 10% (v/v) es la concentración máxima que permite el crecimiento de la levadura mientras que 15% (v/v) es la máxima para el metabolismo fermentativo. pero decrece a temperaturas por encima de 37°C. Alta productividad.1. mobilis degrada azúcares a piruvato utilizando la vía de Entner-Doudoroff. • Z. Su membrana plasmática contiene hopanoides. 7 .Producción de biocombustibles: Etanol. mobilis es que su membrana plasmática contiene hopanoides. Esto le permite tener una extraordinaria tolerancia al etanol en el medio ambiente.5. Produce alto rendimiento de etanol 0.48 g etanol/g glucosa. es el organismo universal para la producción de bioetanol usando materias primas ricas en azúcar y almidón. Por ser un procariote puede ser fácilmente manipulada genéticamente. • Originalmente fue aislado de las bebidas alcohólicas. lo que corresponde a una productividad de 4.2. En el caso de la temperatura la tasa de producción de etanol incrementa constantemente hasta 30°C y suavemente hasta 36°C. Posee una alta tasa específica de crecimiento (para Zymomonas mobilis de 10 a 13 h-1y para Saccharomyces cerevisiae de 5 a 6 h-1). de palma africana. Producción de biomasa inferior. 80 g/L de glucosa son metabolizados por Zymomonas mobilis produciendo una concentración final de 39 g/L de etanol en 9 horas. La desventaja más importante de Zymomonas mobilis es la limitada variedad de fuentes de carbono que puede metabolizar (glucosa. Tolera altas concentraciones de alcohol (127 g/L) y glucosa (300g/L).2.5. 2..PRESENTAN LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS: • Tiene capacidad de producción de bioetanol. Saccharomyces cerevisiae: La levadura Saccharomyces cerevisiae.5.2. Mayor tolerancia al etanol de hasta 16% (v / v). de ahí que se obtenga 1 mol de ATP por mol de glucosa fermentada. Su metabolismo es muy especializado y aporta la ventaja de que el 98% de la glucosa metabolizada se convierte en etanol y CO2 equimolarmente y sólo el 2% de la glucosa se va a biomasa. 2. Susceptibilidad a las manipulaciones genéticas. alrededor del 13%. No requiere la adición controlada de oxígeno durante la fermentación.3 g/Lh y 3. • Una característica interesante de Z. anaerobia facultativa que lleva a cabo el metabolismo de la glucosa mediante la ruta de Entner-Doudoroff.. el mexicano pulque.Zymomonas móbilis: Zymomonas mobilis es una bacteria Gram-negativa. fructosa y sacarosa).1.1.PRINCIPALES VENTAJAS: • • • • • Mayor absorción de azúcar y rendimiento de etanol (hasta 2.5 veces más alta). Otras ventajas que presenta para llevar a cabo el proceso.mobilis en producción de etanol. Microbiología Industrial. • Tolerancia al etanol comparable o mayor que las levaduras. fructosa y sacarosa. • A diferencia de E.mobilis no pueden tolerar los inhibidores tóxicos presentes en los hidrolizados lignocelulósicos tales como ácido acético y varios compuestos fenólicos. • Uso potencial de las enzimas de Zymomonas mobilis en biotransformación química. Z. • Mayor velocidad especifica de consumo de sustrato y de producción de etanol (Velocidad especifica 2-3 veces mayor que las levaduras). 8 ..mobilis no pueden fermentar azúcares C5 como xilosa y arabinosa que son componentes importantes de hidrolizados lignocelulósicos.3. Lleva a cabo la síntesis metabólica de hopanoides que le proporcionan la gran capacidad de crecer y sobrevivir en presencia de etanol. • La bacteria Zymomonas mobilis realiza la degradación de azúcares a piruvato mediante la ruta de Entner-Doudoroff.coli y levadura. Rendimientos de etanol cercanos a los máximos teóricos con relativamente baja formación de biomasa. como si pasa con las levaduras. • Condiciones simples de crecimiento. varios factores impiden el uso comercial de Z. Su necesidad nutricional es simple. • La secuencia completa del genoma de Zymomonas mobilis ZM4 provee nueva información para emplear la ingeniería metabólica con el fin de desarrollar productos adicionales de alto valor agregado. destacándose entre otras por: • Alta velocidad especifica de consumo de sustrato y de producción de etanol.Producción de biocombustibles: Etanol. Se han reportado concentraciones de etanol de 85g/l (11% v/v) para cultivo en continuo y de hasta 127g/l (16% v/v) en cultivo Batch. esteroles eucarióticos (permite una adaptación de la membrana a los cambios de temperatura y a concentraciones de etanol de hasta el 10% durante la fermentación). debido a las diferencias en el metabolismo del carbono (Entner-Doudoroff Vs Glucolisis).2. 2. • De tipo salvaje Z.Meyerhof y permite una mayor tasa de producción de etanol.PRINCIPALES DESVENTAJAS: • A pesar de estas ventajas. pues Zymomonas mobilis es anaerobia (pero no es estricta) y no requiere la adición controlada de oxigeno con el fin de mantener la viabilidad celular a altas concentraciones de etanol. La facilidad con la que se puede manipular genéticamente. • Alto rendimiento para el etanol y bajo para la biomasa comparado con las levaduras.5.1. Estudios a escala de laboratorio con Zymomonas mobilis durante muchos años no han revelado problemas significativos de contaminación o problemas ocasionados por infección de bacteriófagos. • El amplio rango de técnicas de ingeniería genética desarrollados para las bacterias pueden ser utilizadas en Zymomonas mobilis con el fin de generar cepas recombinantes. • El obstáculo más importante es que su gama de sustrato se limita a la glucosa. • Alta tolerancia al etanol hasta del 16% v/v. esta es una vía más simple que la ruta Embden. • Cepas resistentes al ácido acético de Z. dextrina y manitol. evitando de este modo su aplicación industrial. el rendimiento y la productividad son mucho más bajos. La siguiente tabla resume algunos de los microorganismos utilizados y/o investigados para la producción de etanol a partir de diversos sustratos. rafinosa. Microbiología Industrial. cuando estas cepas de ingeniería metabolizan azúcares mixtos en presencia de inhibidores. esto ocasiona que haya un rendimiento de ATP de 1 mol por mol de glucosa fermentada. • Sin embargo.5% (w / v). galactosa. fructosa y sacarosa) son costosos. técnicas de mutagénesis o mutación adaptativa.mobilis para superar sus deficiencias inherentes. No puede catabolizar manosa. fructosa y sacarosa. Lleva a cabo el catabolismo de los carbohidratos mediante la ruta de Entner-Doudoroff. Tabla Nº 1: Microorganismos a partir de diferentes sustratos para la producción de etanol. • La concentración de ácido acético en hidrolizados lignocelulósicos puede ser tan alta como 1. • Varios intentos se han hecho para diseñar Z. que es muy por encima del umbral de tolerancia de Z . Es inhábil para convertir el almidón de manera directa a azúcares simples. lo que la convierte en no apropiada para la formación de biomasa. maltosa. lo que hace que requiera de un flujo de carbono rápido. arabinosa. La bacteria Zymomonas mobilis es considerada una gran productora de etanol pero tiene las desventajas siguientes: Sólo cataboliza glucosa. Los sustratos que puede catabolizar (glucosa. Comparación con Saccharomyces cerevisiae en la producción de etanol: Desventajas. lactosa.mobilis.Producción de biocombustibles: Etanol. 9 .mobilis se han desarrollado por ingeniería metabólica. Se reporta que la cepa T-17 de levadura S. Tolerancia al alcohol: La tolerancia al etanol es un elemento importante en la selección de una cepa de levadura. 2. como resultado de la fermentación completa de la rafinosa por la segunda.  PH: El pH tiene una gran influencia en los productos finales del metabolismo anaerobio. los sistemas de enfriamiento son caros. posee alta tolerancia a la concentración de azúcares y a la temperatura. Con cultivos formados por dos levaduras: S.  Eficiencia en la fermentación y productividad. la productividad puede disminuir. pues de su capacidad de mantenerse activa en condiciones crecientes de concentración alcohólica en el medio dependerá el rendimiento del proceso. aislada del jugo de caña.SISTEMAS TECNOLÓGICOS A TEMPLA UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL.5 hasta 5. en la fermentación del mosto a 26 º Bx y se han alcanzado concentraciones de alcohol del orden de 11.Características principales de los cultivos microbianos utilizados en la fermentación alcohólica. que trabajen a temperaturas por encima de 40ºC sin pérdidas en la eficiencia. Las levaduras tienen rango óptimo de pH que va desde 3. cerevisiae . con elevada producción de bioetanol. En el proceso de fermentación. y que a la vez mantengan la estabilidad genética.4 % v/v.  Tolerancia a altas concentraciones de azúcar. por lo tanto es importante tener un control sobre esta variable durante el desarrollo del proceso de fermentación puesto que los microorganismos poseen un pH óptimo en el cual tienen mayor velocidad de crecimiento y rendimiento. 10 . carlsbergensis. por lo que hay una razón económica para desarrollar cepas termotolerantes. se favoreció el incremento en la producción de alcohol.2. Se han realizado experiencias con cepas osmofílicas de S.5.  Uso de cultivos mixtos: Otros tipos de microorganismos que se utilizan en estos procesos son las bacterias y algunos hongos como Mucor racemosus y del género Rhizopus. formados al tomar los nitrógenos de los aminoácidos perdiendo su carácter anfótero. en proporción 4:1 en el orden mencionado. Tolerancia a la alta concentración de azúcares: Trabajar con altas concentraciones de azúcares produce mayor eficiencia y productividad del proceso fermentativo. si ésta se eleva. 2. el pH tiende a disminuir debido a la producción de ácidos.  Tolerancia a las altas temperaturas.5. Los Microbiología Industrial.  Rendimiento alcohólico.2.. Con relación al empleo de cultivos mixtos en la fermentación alcohólica la Universidad Rafael Landívar de Guatemala reportan algunos trabajos con levaduras. El bioetanol se produce fundamentales son: mayoritariamente en procesos discontinuos. cerevisiae..7. Tolerancia a la alta temperatura: Muchas levaduras son sensibles a la temperatura. Diferentes investigadores han realizado evaluaciones de cepas alcoholeras de levadura atendiendo a varios aspectos tales como:  Tolerancia al etanol.Producción de biocombustibles: Etanol.S.2. cerevisiae. es un sistema continuo de producción de etanol donde hay recirculación de vinazas a la etapa de fermentación. limita el crecimiento celular y maximiza la producción de alcohol. 20-25 veces más que el sistema Jackemine.PROCESO CONTÍNUO DE FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. a la vez que logra disminuir sensiblemente los tiempos de fermentación debido a la alta densidad celular en el fermentador.7.   1940: Cierre de la planta de gasohol. que se considera un desecho. 11 .  PROCESO BIOSTIL ALFA-LAVAL: El proceso Biostil Alfa-Laval. ANTECEDENTES DEL BIOETANOL   1908: Henry Ford diseño el primer automóvil que empleo bioetanol. 2.  1930: Construcción de una planta de etanol a partir de maíz al que llamaron “gasohol". Mostos o vinazas de destilería: El mosto se obtiene como residuo de la destilación de la batición fermentada. tiempos de fermentación relativamente largos y baja productividad. • Sistema Jackemine: sin recirculación celular. Microbiología Industrial. principalmente compuestos nitrogenados y sales minerales. Recirculación de azúcares eventualmente no fermentables y de levaduras muertas que van a servir como nutrientes.. con un conjunto de beneficios al proceso de fermentación. puede ser utilizado como una de las alternativas para las mezclas de sustratos en la fermentación alcohólica. Un proceso continuo debe garantizar que los reactivos estén suficiente tiempo en contacto para que la reacción ocurra en la extensión que se desea. 1970's: Crisis del petróleo. por tanto.Boinot: recircula la levadura.1. Se caracteriza por su elevada productividad. El mosto o vinaza de destilería. por los bajos precios del petróleo. comparada con la del Melle – Boinot.2. A este tiempo ζ se le llama tiempo de residencia y es igual al volumen del reactor sobre el flujo volumétrico. fermentación más sana. 1920: Se comercializó en USA un 25 % de bioetanol en la gasolina. entre los cuales se puede citar: Fermentaciones más rápidas debido al retorno de los nutrientes. Mayor acidez en los fermentadores.Producción de biocombustibles: Etanol. • Sistema Melle. En los procesos microbiológicos aeróbicos se prefiere el uso de reactores de mezcla completa. Brasil llega a casi 50 % en gasolina y EE. además de reducir la contaminación. el principal mercado a futuro se encuentra enfocado en su aplicación como combustible debido a las grandes ventajas que ofrece en esta rama. sin embargo.UU. Medio Ambiente: Disminuir daños ambientales relacionados con la cadena del petróleo.Producción de biocombustibles: Etanol. Sin embargo. Por ello.¿Por qué se desarrolló un mercado de etanol? La década de los 90 fue la más cálida desde que se tienen registros. Es importante mencionar que el etanol contamina un 60 % menos que la gasolina. el total de la substitución de los combustibles en base a petróleo llega actualmente a un poco más del 20 % mientras que en EE. segundo productor de etanol. en especial el dióxido de carbono generado por petróleo. disminuir la dependencia de países políticamente inestables. En Brasil.1. Existen distintas razones por las cuales se debe desarrollar el bioetanol como combustible: Energía: Sustituir combustibles basados en petróleo para aumentar la seguridad energética. El siglo pasado. cubren apenas al 1 % del consumo total de combustibles para el transporte.  1980's: Surgen políticas energéticas en busca de alternativas a la dependencia de los combustibles fósiles.UU.8. a pesar de su gran expansión en los últimos años.8 %. algunos países han llegado a porcentajes más altos de substitución. mejorar las situaciones económicas de las áreas rurales y de los ingresos de los agricultores. que representa el 90 % de ellos y es producido principalmente en Brasil.2. El etanol también utilizado por aprovechando sus propiedades desinfectantes. Ello se debe a gran parte a las crecientes emisiones de gases. disminuir la dependencia frente a la volatilidad de los precios de petróleo. 12 .6 C pero. ESTADO ACTUAL PERSPECTIVA MUNDIAL Los biocombustibles. al 2. las temperaturas aumentaran todavía más: de entre 1.8. que producen el efecto invernadero. bajar los costos de combustibles o de las importaciones.. es apenas del 1..4 C y 5. 2. según el Panel Internacional sobre Cambio Climático (PICC). Microbiología Industrial. como por ejemplo los derrames de petróleo. una cifra que algunos expertos consideran que podría ser todavía mayor. Desarrollo Rural y Agrícola: Apoyar a la agricultura nacional.2.5 %.. la Tierra se calentó 0. se ha invertido en distintas alternativas a través de los biocombustibles y en especial etanol.MERCADO DEL ETANOL: 2.8 C para el año 2100. UU.000 950 300 La Tabla 3. bajar las restricciones comerciales y establecer un mercado global. Brasil.. La mezcla más común es para oxigenar a la gasolina. más allá de una substitución del 15 % del consumo de gasolina. Resulta de gran importancia considerar que EE. debido a que el etanol puede corroer algunas partes plásticas de los sistemas de inyección en el vehículo. de hasta el 50 % de reemplazo de la gasolina.230 2. para implementar una mezcla del 10 % en la gasolina. con el 1 % o 1. Microbiología Industrial. Si quieren cumplir con las metas establecidas o por establecerse.UU. América Latina es una de las regiones con más potencial para ofrecer biocombustibles. Así se refleja si comparamos los mayores productores de etanol. pero en esos casos los vehículos deben contar con modificaciones especiales (vehículos Flex Fuel). Brasil y EE.UU.UU.UU. remplazando a un oxigenante llamado metil terbutil éter (MTBE).UU. y la Unión Europea no podrán ser autosuficientes en biocombustibles considerando la tecnología actual.1: Principales productores de bioetanol en el mundo (2005). por el contrario. que es altamente contaminante del suelo y del agua subterránea.5% al 99. Universidad de Toronto concluye que no será posible aumentar la producción de etanol con base en maíz en EE. Brasil necesitar al 3 % de su tierra actualmente utilizada para agricultura.5 % de sus tierras actualmente cultivadas. Solo con la producción de etanol de celulosa será posible llegar a niveles más altos. EE. esto podría cambiar en cinco a 10 años. una vez creada la posibilidad de producir etanol en base a celulosa a gran escala. podría reemplazar totalmente su gasolina por etanol. que producen el 80 % de la oferta mundial. y etanol en especial. Sin embargo. También se usa en otras concentraciones que van del 10% al 85% del volumen total de la gasolina. utilizando un 15 % de su tierra agrícola para la producción de etanol.Producción de biocombustibles: Etanol. Puede ser empleado directamente como combustible o como un añadido a la gasolina en distintas concentraciones.2. 13 . Por ejemplo. País Brasil Estados unidos China Unión europea india Producción (millones por litro) 16.USOS Y APLICACIONES DEL ETANOL COMO BIOCOMBUSTIBLE: Como biocombustible el etanol es más puro que el empleado para los otros fines.. utilizando materia prima producida en EE. Por otro lado. tendrán que importar parte de los biocombustibles.9.1 muestra a los principales productores de bioetanol en el mundo. Por tanto. dadas sus ventajas climáticas combinadas con una baja densidad poblacional.500 16. mientras que la pureza del etanol o alcohol etílico para la medicina y las bebidas alcohólicas es de 96% la del biocombustible debe ser del 99. Tabla 3. necesita el doble del área de maíz que Brasil con caña de azúcar. Para producir el mismo volumen de etanol. 2. Para producir el etanol necesario para sustituir 10 % de gasolina en Estados Unidos. en una concentración de alrededor de 5%. tendrá que transformar la mitad de la producción de maíz en etanol. EE.9%. Por tanto. E5: El biocombustible E5 significa una mezcla del 5 % de bioetanol y el 95 % de gasolina normal..2. En EE. Brasil. La adición de ETBE al etanol sirve para aumentar el índice de octano de la gasolina. E85: Mezcla de 85 % de bioetanol y 15 % de gasolina. es previsible una modificación de la normativa europea que aumentar este límite al 10 % (E10) ya que diferentes estudios constatan que los vehículos actuales toleran sin problemas mezclas hasta el 10 % de bioetanol y los beneficios para el medioambiente son significativos. El ETBE posee las ventajas de ser menos volátil y más miscible con la gasolina que el propio etanol y. las marcas más conocidas ofrecen vehículos adaptados a estas mezclas.VENTAJAS EN EL USO DE BIOETANOL: • • • • • • Generar etanol a partir de productos agrícolas presenta varias ventajas. sino que se utiliza como un aditivo de la gasolina. utilizada en vehículos con motores especiales. subproducto de la destilación del petróleo.2. cada vez son más los fabricantes que investigan y desarrollan vehículos de este tipo. son vehículos totalmente polivalentes. evitando la adición de sales de plomo. Suecia) los llamados vehículos FFV o Vehículos de Combustibles Flexibles con motores adaptados que permiten una variedad de mezclas. como el etanol. E-DIESEL: El bioetanol permite su mezcla con gasoil utilizando un aditivo solvente y produciendo un biocombustible diesel el E-Diesel. sin embargo. Debido al respaldo de los gobiernos e instituciones hacia el desarrollo de las energías renovables aplicadas en el sector de la automovilización. Esta mezcla es la más utilizada en EEUU ya que hasta esta proporción de mezcla los motores de los vehículos no requieren ninguna modificación e incluso produce las elevaciones en octano en la gasolina mejorando su resultado y obteniendo una notable reducción en la emisión de gases contaminantes. con muy buenas características en cuanto a combustión y reducción de contaminación ofreciendo otras alternativas al bioetanol en el campo de los vehículos diesel. Reduce dependencia del petróleo del extranjero. Es una fuente de combustible renovable. 14 .UU. Es una fuente más limpia de combustible.Producción de biocombustibles: Etanol. Los “Fuel Flexible Vehicules" (FFV) son vehículos de turismo que pueden utilizar como combustible tanto gasolina convencional derivada del petróleo como bioetanol en mezclas de hasta un 85 % (E85).. Microbiología Industrial.9. E95 y E100: Mezclas hasta el 95 % y 100 % de bioetanol son utilizados en algunos países como Brasil con motores especiales.UU. se aditiva a la gasolina en proporciones del 10-15 %. Virtualmente utilizable en todos los vehículos. que ofrecen la posibilidad de utilizar energía renovable en su máximo estado de mezcla sin la necesidad de consumir más energía. E10: El biocombustible E10 significa una mezcla del 10 % de bioetanol y el 90 % de gasolina normal. en algunos países (EE. 2. ETBE: No se comercializa como un biocombustible. Esta es la mezcla habitual y mezcla máxima autorizada en la actualidad por la regulación europea. Aumenta el octano del combustible con un coste pequeño. El E-Diesel ya se comercializa con éxito en EEUU y Brasil y pronto hará su aparición en España y Europa. También se comercializan. El ETBE (etil terbutil éter) se obtiene por síntesis del bioetanol con el isobutileno. materia rica en almidón (cereales y tubérculos).  Variar la mezcla de combustible / aire. • Reduce la formación de la lluvia acida. 2. hemicelulosa y celulosa.2..PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE “ETANOL” A PARTIR DEL MAÍZ. capacidad de producción.  Se debe agregar un mecanismo que facilite el arranque en frio. 15 . aumenta el número de octanos y promueve una mejor combustión.RESUMEN: El etanol es el alcohol producido a partir de la fermentación de los azucares que se encuentran en los productos vegetales combinados en forma de sacarosa. y así no alterar significativamente el consumo. Esta última.Producción de biocombustibles: Etanol. En la actualidad se conocen tres procesos: Molienda en húmedo. Dando mayor valor agregado a los coproductos que la molienda en seco tradicional. Se puede obtener a partir de 3 principales tipos de materias primas. fermentación y destilación de las mismas. • Los biocarburantes emiten un 40-80 % menos de gases invernaderos que los combustibles fósiles. Molienda en seco. con un bajo costo. 4. el grano limpio se muele para reducir el tamaño de las partículas y se fermenta. ha sido modificada con el objetivo de Microbiología Industrial. ganando en eficacia. Examinándose los beneficios y limitaciones de cada proceso considerando requerimiento de capital. • En mezcla con gasolina...9. Molienda en seco modificada.2.INCONVENIENTES EN EL USO DE BIOETANOL: Para poder utilizar el bioetanol como combustible puro (E100) se necesita llevar a cabo varias modificaciones dentro del motor. Dependiendo de su fuente de obtención. que son separadas y el resto del grano se envía a la fermentación. Bujías resistentes a mayores temperaturas y presiones. donde se remueve la máxima cantidad de almidón del grano siendo este posteriormente fermentado. • Con su producción puede reducirse los residuos. • El bioetanol es superior medioambientalmente al resto de los carburantes más importantes. entre otros factores importantes. rendimientos de etanol y coproductos. • Es virtualmente utilizable en todos los vehículos con motor a gasolina. 4. • No contamina el agua..  Conductos resistentes al ataque de alcoholes. Esta se realiza por dos procesos convencionales de molienda en húmedo y en seco. se introduce mejoras al proceso para el aprovechamiento del germen y las fibras.3. materia rica en celulosa (madera y residuos agrícolas). Se estima que la reducción es de 40 a 80 % menos de gases invernadero que los combustibles fósiles.INTRODUCCION: La producción de etanol a partir de maíz ha sido refinada y actualizada en años recientes.1. como: Materia rica en sacarosa (la melaza de caña de azúcar y sorgo dulce). almidón. • Fácil de producir y almacenar. • Mejora la calidad del aire en zonas urbanas. su producción implica fundamentalmente molienda. • Reduce las emisiones contaminantes como monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos. En este trabajo se analizaran comparativamente los principales procesos para la obtención de etanol utilizando como materia prima maíz. 4. Estas son:  Aumentar la relación de compresión. Maceración del grano: el grano se remoja en tanques por 30. Existen tres procesos de modificación de la molienda seca. El gluten con un 60 -70% de proteína es centrifugado y secado. la fibra del pericarpio y la fibra del endospermo). se escurre (con presión) y se deseca para su utilización como alimento animal. incrementando la capacidad de producción de etanol.3 %. Recuperación de la levadura: el producto de la fermentación se pasa a través de una centrifuga donde se separa la levadura del resto. El beneficio de estos procesos es la eliminación de material no fermentable. en una primera etapa. es concentrado hasta un 50-70%. Quick Germ and Quick Fiber (extrae el germen y la fibra) y la Enzymatic Milling (recupera el germen. Sacarificación: la solución es enfriada a 60 º C tras el agregado de otra enzima (glucoamilasa) que convierte las moléculas de almidón en azucares simples. Quick Germ (recupera el germen). Molienda gruesa: se muele el grano ablandado en un molino de fricción y se libera el germen sin fragmentarlo. Este puede ser enviado a la etapa de hidrólisis o secado y modificado químicamente para su venta. 16 .DESARROLLO: Se detallan los distintos procesos para la obtención de etanol. En la figura Nº 3 se puede observar el diagrama de flujo del proceso. Esta mezcla es fermentada por 2 días donde los azucares simples son convertidos en etanol y dióxido de carbono. presencia de mohos y apariencia general. Destilación: el mosto. El almidón es purificado por recentrifugación para reducir el contenido de proteínas a menos de 0. Separación del gluten y almidón: la mezcla almidón-proteínas (gluten) se separa mediante centrifugas continuas. En esta se obtiene los aceites de fusel constituidos por ácidos y alcoholes superiores y el etanol azeotrópico.  Molienda en húmedo: Recepción y limpieza: la materia prima se recibe y se analiza el contenido de humedad. y en la tabla Nº 2 los principales productos obtenidos. Si cumple con los controles estándar de calidad se envía a un sistema de limpieza y posterior almacenamiento. En el agua de remojo se disuelve un 6% de materia seca utilizable en la alimentación de ganados. La fibra (salvado) se elimina por tamizado y se lava para quitar el almidón adherido. aumentar el valor y la calidad de los coproductos. el cual se separa del resto del grano con hidrociclon. Esta es concentrada y tratada con ácido para eliminar las bacterias con el objetivo de ser reutilizada. Este es utilizado como alimento animal. Licuefacción: el almidón mezclado con agua de proceso y enzimas (alfa-amilasa). se lava para quitarle el almidón adherido y se deseca para la posterior producción de aceite. Fermentación: al mosto enfriado a 35 º C se le adiciona levadura (Saccharomyces cerevisiae). Posteriormente se agregan componentes químicos (nutrientes y regulación de pH) y se esteriliza a 110 º C. Almacenamiento: el alcohol se condensa y se envía a tanque de almacenamiento.2 % de dióxido de azufre. es calentado para permitir la licuefacción a 83 º C. Con el objetivo de separar el almidón y las proteínas de la fibra.3. Microbiología Industrial.1 al 0.Producción de biocombustibles: Etanol. Molienda fina: el material restante se muele con molinos de impacto.50 horas a temperaturas de 49-54 º C en agua que contiene del 0. este ayuda a separar el almidón y la proteína soluble y permite prevenir el crecimiento de microorganismos no deseados manteniendo el pH cerca de 4. 4. Luego es enviado a una columna de purificación donde se separa por cabeza las impurezas (aldehídos y algunos esteres) y por la parte inferior un líquido residual que es conducido a la columna de rectificación.. Puede adicionarse licor de remojo y harina de germen de maíz.58 kg Carbono Coproductos derivados del sistema de producción. Licor de Remojo: se conoce también como elementos extractivos fermentados de maíz condensados. antes de que se agregue el licor de remojo. Se utiliza en la producción de aceite de maíz. los elementos extractivos del maíz y la harina de germen se mezclan.79 kg Dióxido de 303. se utiliza como componente de alimentación animal adicionada al gluten feed o como harina de germen de maíz.43 kg Aceite de maíz 26. Estos se utilizan para alimentación de ganado. Gluten Feed: (alimento de gluten) es un producto de proteína intermedio rico en fibra altamente digerible. aves. Tabla Nº 2: Principales productos de la molienda húmeda. Este contiene disuelto un 6% de materia seca que se concentra hasta Microbiología Industrial. Contiene aproximadamente 21% proteína.Producción de biocombustibles: Etanol. Consiste en un 60 % de proteínas y pequeñas cantidades de almidón y fibras no recuperadas en el proceso. se muelen y se peletizan para facilitar el manejo. y en menor proporción vitaminas y aminoácidos.5% grasa.58 lt Gluten Feed 241. 2. Figura Nº 3: Molienda en húmedo. Productos 1 Tn de Maíz Etanol 372. El residuo de la extracción. 17 .08 kg Gluten Meal 46. El alimento de gluten de maíz húmedo se prensa hasta un 35% de materia seca. cerdos y mascotas. al tener una proporción de aceite incluida. 8% fibra. Gluten Meal: (harina de gluten de maíz) es un producto de alto contenido proteico y energético. En el producto seco el salvado. Este producto se vende tanto húmedo como desecado. se secan. Los principales coproductos se describen a continuación: Germen: se obtiene en menor cantidad y es el coproducto más valioso. Almacenamiento El diagrama del proceso se observa en la figura Nº 2. El anhidro carbónico se utiliza para carbonatación de bebidas (previa desodorización).27 l 321. diferenciándose en que el total de los componentes del grano son utilizados en estas etapas. Tabla Nº 3: Principales productos de la molienda en seco. En general son las plantas de mayor capacidad de producción las que lo aprovechan comercialmente. coincidiendo estas con las de la molienda en húmedo. sacarificación y fermentación: son semejantes a las correspondientes en la molienda húmeda. continuando las etapas de concentración.44 kg Coproductos derivados del sistema de producción. a menos que existan condiciones especiales de comercialización. que pueden ser procesados para obtener algunos de los siguientes suplementos: El residuo procedente de la primer columna de destilación se bombea a los decantadores de centrifugación donde se separan la mayor parte de los sólidos en Microbiología Industrial. Destilación: se carga el mosto fermentado en la primera columna donde se separa el material sólido depositado en el fondo. para luego ser combinado con el alimento de gluten de maíz o vendido como aglutinante de pelets. un 50%. purificación y rectificación. El principal coproducto son los granos de destilerías.Producción de biocombustibles: Etanol. Productos Etanol DDGS Dióxido de Carbono 1 Tn de maíz 405. para la extinción y prevención de fuego.  Molienda en seco: Recepción y limpieza Molienda: se utiliza un molino de martillo con el propósito de romper el grano facilitando la penetración del agua en la etapa de cocción. seguido por la tabla Nº 2 donde se resumen los principales productos. Licuefacción. Dióxido de Carbono: en la actualidad se captura solo un tercio de la producción.44 kg 321. ya que normalmente no se justifica en fábricas menores la inversión requerida. 18 . Figura Nº 4: Molienda en seco. estos son separados de los otros componentes. Después de la etapa de incubación. Estos se pueden reciclar una fracción. fermentación y destilación. El resto se envía a una molienda fina. residuos no fermentados de los granos originales. levaduras y nutrientes solubles. Si se agrega el jarabe (CDS) a los granos de destilería húmedos (DWG) y si luego se secan. el producto resultante se refiere como granos de destilería desecados con solubles (DDGS) el cual es una fuente importante para la alimentación de ganado. como aceite de fibra de maíz y como fibra dietaria. licuefacción. Microbiología Industrial. comunes a todos los procesos.Producción de biocombustibles: Etanol. sacarificación. El resto del grano es molido en húmedo y enviado a las siguientes etapas. el cual es secado para la posterior extracción de aceite. comunes a todos los procesos. cerdos y aves de corral. La fibra recuperada se utiliza para la producción de goma de fibra de maíz como sustituto de la goma arábica. el producto resultante es incubado con la enzima amilasa con el objetivo de incrementar la gravedad específica lo que permitirá la recuperación del germen en un sistema de hidrociclones.0). El material remanente continúa las etapas comunes a los procesos anteriores.55 º C y pH 5. El cual puede ser vendido como tal o desecarlo hasta un contenido de 10% de humedad (DDG).  Molienda Modificada: Quick Germ: (Germen Rápido) El grano se remoja en tanques por 3-12 horas a 60 ºC en agua. Los granos destilados húmedos (DWG) contienen aproximadamente el 65 % de humedad. el germen y la fibra del pericarpio son separados como en el proceso QGQF. recuperándose la fibra del endospermo por medio de un cribado. a la conversión de almidón y el resto se concentra en evaporadores para formar un jarabe espeso (CDS) que es utilizado para alimentación de ganado. A continuación. Enzymatic dry grind process: (Proceso Enzimático de Molienda en Seco) comienza con un mojado de 12 horas. Luego el grano entero pasa a través de un molino de discos de fricción. licuefacción. En figura Nº 3 se muestra el diagrama de flujo de las moliendas modificadas. Quick Germ. fermentación y destilación. molido e incubado. En una etapa posterior de aspiración se separa el germen de la fibra. suspensión en forma de una torta denominados granos de destilados húmedos y un líquido llamado solubles de destilerías (DDS). una molienda gruesa y una posterior incubación enzimática con amilasa y proteasa durante 4 horas (45. sacarificación. Los parámetro del mojado e incubación se ajustan para producir la flotación de la fibra del pericarpio con el germen. 19 . Usando hidrociclones.Quick Fiber: (Germen Rápido-Fibra Rápida) el grano es mojado. el resto del grano es molido en húmedo y enviado a las siguientes etapas. 324 36 Comparación de los procesos de molienda modificada En la tabla Nº 5 se puede observar que con la misma cantidad de agua se procesa.1 10. fibra del pericarpio y fibra del endospermo). Microbiología Industrial.Producción de biocombustibles: Etanol. Principales coproductos de la molienda modificada.1 0.1 QGQF 7. 20 .Mill 8. Figura Nº 5: Molienda modificada.323 49 E . Como consecuencia de ésta se incrementa la capacidad de fermentación y se reduce la proporción de fibra en el DGS. para la molienda enzimática.334 58 0.2 4. verificándose una considerable disminución en el tiempo de fermentación para QGQF y E . Tabla Nº 4: Coproductos producidos en los procesos modificados. Tabla Nº 5: Parámetros operacionales de los procesos modificados. siendo máxima en la molienda enzimática debido a la separación de los materiales no fermentables del grano (germen. Coproductos Germen (%) Fibra del pericarpio (%) Fibra del endospermo (%) Etanol (lt / Kg) DDGS (% proteína) QG 6.Mill debido a que se extrae una mayor proporción de material no fermentable. mayor cantidad de grano. En los tiempos de mojado y fermentación no presenta variación en los distintos procesos. En la tabla Nº 3 se puede observar la proporción obtenida de coproductos en los distintos procesos modificados.7 9.6 0. Los procesos modificados de molienda en seco incrementan la cantidad de coproductos obtenidos. teniendo como ventaja que una parte del almidón se puede destinar a la producción de etanol y el resto ser comercializado como tal. se requiere un bajo capital en la instalación y operación de la planta. Con el análisis anteriormente expuesto.27 lt/ tn) seguida por la molienda en húmedo (372. El proceso Quick Germ posee como ventaja la recuperación del germen.CONCLUSIONES DE LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DEL MAÍZ: “ETANOL” La molienda en húmedo es un proceso de capital intensivo donde se procesa un gran volumen de granos obteniéndose una elevada cantidad de coproductos. En la molienda húmeda se obtiene la mayor cantidad de coproductos (germen. en cambio la molienda en húmedo es un proceso de capital intensivo debido a la tecnología aplicada. aumento de la capacidad de producción y pérdidas en pequeñas proporciones de almidón por la recuperación de coproductos. 4.. Los aspectos favorables del Quick Germ Quick Fiber son la recuperación tanto del germen como de la fibra y se incrementa aún más la capacidad de producción. Con respecto a la capacidad de fermentación. entre otros. esta disminución se debe a la perdida de almidón durante la recuperación de coproductos.5. se puede decir. continuada por la molienda enzimática. Los tiempos de fermentación disminuyen a medida que se extrae material no fermentable. La molienda en seco es la que tiene menor requerimiento de capital tanto en el momento de construir como de operar la planta. Universidad Iberoamericana Ciudad de México.RESULTADOS: La mayor producción de etanol se obtiene en la molienda en seco convencional (405.. almidón y dióxido de carbono).4. La molienda seca es en la que menor cantidad de coproducto se obtienen (DDGS y dióxido de carbono) por lo cual. mayor es el requerimiento de capital tanto para construir como para operar la planta. se concluye que el proceso conveniente a desarrollar en el proyecto final es la molienda enzimática. a los grandes volúmenes procesados de grano. debido a que se fermenta el almidón. gluten. donde se fermenta el almidón y el gluten y la molienda en seco que procesa el grano entero. incremento de proteína en el DGS. que es mayor en la molienda húmeda. 21 . se han desarrollado nuevos procesos con el objetivo de recuperar más cantidad (germen y fibra) y mayor valor de coproductos durante la producción de etanol. En Enzymatic Milling se recupera el germen y la fibra del endospermo y pericarpio. En la Molienda en seco.53 lt/ tn) y por último la molienda enzimática (334 lt/ tn). Microbiología Industrial. existiendo pequeñas perdidas de almidón en la recuperación del coproducto. es evidente que a medida que se extrae mayor cantidad de coproductos. En los procesos de molienda modificada.Producción de biocombustibles: Etanol. este proceso es en el que obtiene la máxima capacidad de producción de etanol. 4. fibra. . hemicelulosa y celulosa. con un Microbiología Industrial. que se concentra en la parte fibrosa de la planta. el agua y los nutrientes de la tierra forman moléculas orgánicas complejas como el azúcar. 1. desde la fermentación del almidón de trigo.. 2. mientras los avances tecnológicos procuran mantener ese ritmo de crecimiento. Si bien la concentración obtenida es lejana al grado anhidro. El mercado de biocombustibles crece con pasos agigantados. El bioetanol se produce por la fermentación de los azucares contenidos en la materia orgánica de las plantas. buscando idealmente una solución anhidra. desde la fermentación del almidón de trigo.1 MARCO TEORICO. en el que la luz del sol. hasta la purificación del etanol. almidón.Producción de biocombustibles: Etanol. mientras los avances tecnológicos procuran mantener ese ritmo de crecimiento. Es por ello que a lo largo de este proyecto se estudia la producción de etanol en todas sus etapas. Si bien esta última condición no se cumplió. Objetivos Obtener etanol a partir de la fermentación de almidón de trigo en el laboratorio. utilizando una materia prima poco estudiada. una de las herramientas más aceptadas social y científicamente es la sustitución de los combustibles fósiles por energías alternativas y concretamente. hoy en día la más viable.INTRODUCCION En la actualidad hablar de energía y no hablar de biocombustibles es casi imperdonable. El proceso seguido se detalla a lo largo del presente trabajo. hasta la purificación del etanol. BIOETANOL El alcohol etílico o etanol es un producto químico obtenido a partir de la fermentación de los azucares que se encuentran en los productos vegetales. la producción de bioetanol. tales como cereales. 1.RESUMEN En la actualidad hablar de energía y no hablar de biocombustibles es casi imperdonable. o por lo menos parchar temporalmente este grave problema. el dióxido de carbono de la atmosfera. los hidratos de carbono y la celulosa. sino entre la comunidad científica. remolacha. En este proceso se obtiene el alcohol hidratado. el trabajo plantea un amplio panorama para su producción. no solo en el argot político. Las plantas crecen gracias al proceso de fotosíntesis. sorgo o biomasa. caña de azúcar. El proceso se describe a detalle a lo largo del trabajo. 1. Para solucionar. 22 . Es por ello que a lo largo de este proyecto se estudia la producción de etanol en todas sus etapas. se llevaron a cabo todas las etapas. Estos azucares están combinados en forma de sacarosa. El mercado de biocombustibles crece con pasos agigantados. El tema del calentamiento global es de igual forma uno de los más mencionados. Los aumentos en la temperatura del planeta han sido el principal motor de una serie de teorías alrededor de los gases invernadero y sus efectos demoledores para el planeta. Suministrarlo como materia prima en la producción del ETBE. Concentraciones más elevadas. implica que se debe disponer de un vehículo flexible (FFV).1).Producción de biocombustibles: Etanol. con un deposito. Es necesaria porque la Microbiología Industrial. solos o mezclados en cualquier proporción.2 Caña de azúcar. E5 y E10 respectivamente. autorizadas en Suecia y Estados Unidos. Sorgo dulce. que no requieren modificaciones en los motores actuales. PRODUCCIÓN DE ETANOL A PARTIR DE ALMIDON DE TRIGO El esquema general de fabricación del bioetanol (Figura 4. Maíz. Las principales fuentes actuales de producción de bioetanol a nivel mundial son en orden alfabético:      1. muestra las siguientes fases en el proceso: Dilución: Es la adición del agua para ajustar la cantidad de azúcar en la mezcla o (en última instancia) la cantidad de alcohol en el producto. los principales objetivos de la producción de bioetanol son:  Preparar mezclas con gasolina en lugar de otros aditivos como el ETBE (etilterbutil éter) o el MTBE (metil-terbutil éter) en proporciones superiores al 5 %. Remolacha. contenido aproximado del 5 % de agua. Yuca. Un obstáculo importante es la legislación europea sobre la volatilidad de las gasolinas que a la proporción de etanol en mezclas E5. El bioetanol mezclado con la gasolina produce un biocombustible de alto poder energético con características muy similares a la gasolina pero con una importante reducción de las emisiones contaminantes en los motores tradicionales de combustión. 23 . que tras ser deshidratado se puede utilizar como combustible. La otra alternativa para su uso es en forma de aditivo de la gasolina como etil-terbutil éter (ETBE). El etanol se usa en mezclas con la gasolina en concentraciones del 5 o el 10 %.   Usarlo como carburante en mezclas con gasolina hasta un 85 %. De esta forma. motor y sistema de combustible único capaz de funcionar con gasolina y etanol. básicamente. Conversión: La conversión es el proceso de convertir el almidón/celulosa en azucares fermentables.1 SUBPRODUCTOS DE LA OBTENCIÓN DEL BIOETANOL Los subproductos generados en la producción de bioetanol. etc. correspondientes a las partes estructurales de la planta. unas 0. es como el volumen de los mismos. La caña de azúcar es la planta más aprovechable por el bagazo generado para su combustión y generación energética. aunque también se puede vender el excedente a la red eléctrica (con precio primado). De la fermentación alcohólica se obtienen un gran número de productos. En general se utilizan para valorización energética en cogeneración. Puede ser lograda por el uso de la malta.Producción de biocombustibles: Etanol.75 ton de pulpa por tonelada de bioetanol producido. entre ellos. dependen en parte de la materia prima utilizada. Una forma de destilación. por su parte. 1.1: Esquema general de fabricación de bioetanol. 24 . extractos de enzimas contenidas en la malta.. especialmente para cubrir las necesidades energéticas de la fase de destilación del bioetanol. el alcohol. usada más adelante en el proceso de fermentación. En general se pueden agrupar en dos tipos: Materiales lignocelulosicos: tallos. Microbiología Industrial. mediante calor. Destilación o Deshidratación: La destilación es la operación de separar. Tienen interés para el mercado de piensos animales por su riqueza en proteína y valor energético. los diferentes componentes líquidos de una mezcla (etanol/agua). que son los restos energéticos de la planta después de la fermentación y destilación del bioetanol. puede morir debido a una concentración demasiado grande del alcohol. Figura 4. Materiales alimenticios: pulpa y granos de destilería de maíz desecados con solubles (DDGS). conocida desde la antigüedad. bagazo. Fermentación: La fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras. es la obtención de alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada.2. o por el tratamiento del almidón (o de la celulosa) con el ácido en un proceso de hidrolisis acida. levadura. La remolacha azucarera genera. para producir el fertilizante. Para evaluar la energía neta del etanol hay que considerar cuatro variables: la cantidad de energía contenida en el producto final del etanol. en primer lugar el no dar importancia a la calidad de la energía del bioetanol.4 Balance Energético de la Producción de Bioetanol Para que el etanol contribuya perceptiblemente a las necesidades de combustible para el transporte. necesita tener un balance energético neto positivo. 1. Se suelen citar dos defectos de esta argumentación como respuesta.2 ton de DDGS por tonelada de bioetanol. La producción de bioetanol a partir de trigo o maíz genera en torno a 1. Aunque es un asunto que crea discusión. El DDGS está compuesto de grasa en un 10-15 %. existen dos filosofías alimenticias en cuanto al empleo del DDGS. algunas investigaciones que hagan caso de la calidad de la energía sugieren que el proceso toma tanta o más energía combustible fósil (en las formas de gas natural. y la energía asociada al desgaste y al rasgón en todo el equipo usado en el proceso (conocido como amortización del activo por los economistas) puede ser mayor que la energía derivada del etanol al quemarse. la energía necesitada para funcionar los tractores. la calidad del etanol resultante comparado con la calidad de la gasolina y la energía consumida indirectamente para hacer la planta de proceso de etanol. 1. de proteína de crudo (CP) en un 30-35 % y de ceniza en un 5 %.Producción de biocombustibles: Etanol. la cantidad de energía consumida directamente para hacer el etanol. En general. diesel y de carbón) para crear una cantidad equivalente de energía bajo la forma de etanol.3 Producción Industrial de Alcohol a partir de Almidón Figura 4. Cuando el pienso está en el 15 % o menos de la dieta. Es decir. para procesar el etanol. Cuando el pienso esta en los niveles más altos (superior al 15 % de la dieta de la materia seca) su papel primario es como fuente de energía. de fibra neutra detergente en un 40-55 %. 25 .2: Esquema general de producción industrial de bioetanol. cuyos efectos Microbiología Industrial. el DDGS sirve como una fuente de proteína suplementaria. Se calcula que se necesita un balance energético de 200 %. un proceso que hará que la eficiencia de la producción de la gasolina fuese fraccionaria comparada a la del etanol.7 a 1. sigue debatiéndose. No tiene sentido quemar 1 litro de etanol si requiere quemar 2 litros de gasolina (o incluso de etanol) para crear ese litro. Dependiendo del estudio. La Tabla 4. La decisión última se deber a fundar sobre razonamientos económicos y sociales a largo plazo. Se discute si se deben incluir temas como la energía requerida para alimentar a la gente que cuida y procesa el maíz. lo cual requerir a más energía en forma de fertilizante. El primer argumento.Producción de biocombustibles: Etanol. La mayor parte de la discusión científica actual en lo que al etanol se refiere gira actualmente alrededor de las aplicaciones en las fronteras del sistema. En la Tabla 4.2 se presenta la relación entre la energía generada y la energía consumida para los mismos cultivos. Por otro lado. resultado de la refinación y de la gasolina quemada. no hay acuerdo en que clase de valor dar para el resto del maíz. económicos son importantes. la extracción no es igual que la producción. lo que se conoce comúnmente como coproductor. antes de que la producción en masa del etanol llegue a ser económicamente factible. Si se compara la calidad de la energía con los costes de descontaminación del suelo que provocan los derrames de gasolina al ambiente y los costes “médicos" de la contaminación atmosférica (porque no se puede descontaminar la atmosfera). la energía neta varía de 0. 26 . Pero. el desarrollo de las plantas de etanol implica un prejuicio contra este producto basado estrictamente sobre la preexistencia de la capacidad de refinación de la gasolina. pero no evitan la erosión del suelo que resulta. debe calcularse también la energía requerida para producir el petróleo de la atmosfera y para meterlo nuevamente dentro de la tierra. Esto se refiere a lo completo que pueda ser el esquema de entradas y salidas de energía. o 2 unidades de etanol por unidad de combustible fósil invertida. Mientras que otros queman el coproductor para accionar la planta del etanol. sin embargo. para levantar y reparar las cercas de la granja. que es un orden de magnitud mayor. En comparación si el combustible fósil utilizado para extraer etanol se hubiese utilizado para extraer petróleo y gas se hubiesen llenado 15 unidades de gasolina. Microbiología Industrial. como el tallo por ejemplo.5 unidades de etanol por unidad de energía de combustible fósil consumida. Para comparar el balance energético de la producción de la gasolina a la producción de etanol.1 muestra el rendimiento de los cultivos utilizados para la producción de bioetanol. Cada litro de petróleo extraído es un litro de petróleo agotado. Además. incluso la cantidad de energía que consume un tractor. Algunos estudios propugnan que es mejor dejarlo en el campo para proteger el suelo contra la erosión y para agregar materia orgánica. Producción de biocombustibles: Etanol. Tabla 4. Tabla 4. Procedimiento Experimental El procedimiento experimental que se llevó a cabo para la realización de este proyecto se muestra en forma esquemática en la Figura 5.1: Rendimiento de cultivos en la producción de alcohol.1. Microbiología Industrial. 5. 27 .2: Relación entre la energía generada y la energía consumida. Cada uno de los pasos se describe detalladamente a lo largo de esta Sección. 2. Se observó el cambio de coloración. 7. Se prepararon 6ml de una solución KI/I2 1:1. Se introdujo la celda al espectrofotómetro.2. Se adicionó 1.507 g de almidón de trigo en 50 ml de agua destilada. Prueba de Azucares Reductores La prueba de azucares reductores tiene como objetivo determinar la presencia de Microbiología Industrial.1. Una coloración azul-morado. 6.1. Se calibra el espectrofotómetro a una longitud de onda de 580 nm con un blanco que contiene una solución de 1:1 de la solución KI/I2 y agua destilada. Se tomó una alícuota de 1ml de la muestra y se colocó en un tubo de ensayo. 5. 4.1.5 ml de la solución KI/I2 y se agregaron al tubo de ensaye con la muestra y el agua.Producción de biocombustibles: Etanol.3. 0. Figura 5. Solución Almidón de Trigo Se preparó una solución madre de almidón de trigo para realizar las pruebas de yodo y de azucares reductores. 3. Solución de yodo (I2) 5 mM. se leyó el valor y se registró en la bitácora.1: Diagrama esquemático del procedimiento experimental. 5.1. 5. Mezclar perfectamente y se almacena. Se colocaron 2. Notas:  Al inicio de la hidrolisis cuando había mucho almidón y forma el complejo con el yodo y se obtiene una coloración azul intenso. La solución de almidón se realizó de la siguiente manera: 1.1. Prueba de Yodo La prueba de yodo se realizó con la finalidad de determinar la presencia de almidón en la muestra. 28 .5 ml de agua destilada al tubo descrito anteriormente. Pruebas Preliminares 5. 5.  Al final de la hidrolisis cuando el almidón es muy poco y ya no hay complejo con el yodo y la coloración es casi imperceptible. Reactivos: Solución de yoduro de potasio (KI) 5mM. Preparación: 1. 2. por la formación de un complejo almidónyodo indica un resultado positivo. Se colocaron 3mL de la muestra del tubo de ensayo en una celda. 5. En la primera etapa se llevó a cabo la reacción de la enzima α-amilasa y la segunda por medio de la enzima glucoamilasa. Hidrolisis de Almidón de Trigo La hidrolisis del almidón se llevó a cabo en dos etapas. 29 . 4. Notas:  Antes de llevar la solución a 95° C. Procedimiento: 1. por la acción de la temperatura. Se adicionó 2 ml de reactivo DNS. 2. Se calibró el espectrofotómetro a una longitud de onda es 575 nm. Si la coloración observada era lila o casi blanca se podría seguir con la segunda etapa de la hidrolisis. De otro modo. En un matraz de 4 L se colocaron 3L de agua de la llave. 5. porque esta es la fuente de carbono (sustrato) que requiere la levadura para crecer y poder producir el etanol. 4. Se esperó que la solución gelatinizara.Producción de biocombustibles: Etanol. Esto implica la oxidación del grupo aldehído de la glucosa. grupos carbonilo libres (C=O). Solución de Sal de Rochelle (40 % w/v). tornándose la solución a color marrón. 5.  Después de que se oxidó el grupo aldehído de la glucosa. 2. cuando todavía no hay reacción entre la oxidación del grupo aldehído de la glucosa. se dejaba reaccionar por más tiempo hasta que se presentara este color.6 g de CaCl2 y se coloraron en el matraz anterior.2. Con un blanco que contiene una solución 1:1 del reactivo de DNS y agua destilada. 3. Reactivos: 1. La mezcla se colocó en baño María a una temperatura de 90° C durante 15 minutos hasta que se desarrolle una coloración rojiza casi café. Solución DNS (ácido dinitrosalicílico). Se enfrió a temperatura ambiente y se registró el valor de la absorbancia que registra el espectrofotómetro a una longitud de onda de 575 nm. Preparación: 1. Se tomó una alícuota de 2 ml de la muestra y se colocaron en un tubo de ensayo. Después se esperó a que la temperatura alcanzara los 72° C y se colocaron 6 g de la enzima α-amilasa. esto se realizó para obtener glucosa. Se realizó una prueba de cuantificación de almidón por medio de la prueba de yodo. 2. Se pesaron 90 g de almidón de trigo y se colocaron en dicho matraz. 6. La reacción se dejó a temperatura constante durante 5 horas. 3. Microbiología Industrial. de ahí su nombre. Se pesaron 0. 1 g/L de NaCl. si la coloración es rojo casi café la reacción de la hidrolisis está terminada. Se tomaron muestras de 10 ml aproximadamente cada 5 horas y se tomó de ahí una alícuota de 6 ml y se colocaron en un tubo de centrifuga y se introdujo al equipo por 15 minuto a 4000 rpm. que llevaba 24 hr con el inoculo. 7. Se etiquetó el tubo. Experimentación de la Cinética Procedimiento: 1. se ajustó a 4000 rpm durante 15 minutos. el cual es el medio de cultivo y se le agregaron 10 g de nutrientes para levadura. 5. Se llevó la solución del matraz a una temperatura de 60° C y se adicionaron 9 ml de la enzima glucoamilasa. 4. Microbiología Industrial. Se esterilizó el inoculo y se lavó perfectamente el biorreactor antes de la operación. 3.4. 5. 7.5 horas a temperatura constante. se etiquetó y se guardó en el congelador. 500 ml de la solución de levadura.Producción de biocombustibles: Etanol. 2. la reacción se dejó por 2. se guardó en un tubo con tapón.2. 2. se tomaron 2 ml del sobrenadante resultante de la Se filtró la solución a un tubo con tapón.3. 10 g/L peptona de caseína. Se colocaron en un tubo de centrífuga y se introdujo en el equipo. Con una jeringa centrifugación. En un reactor biológico de 3.25 L de volumen nominal se agregaron 2 L de solución de almidón hidrolizada. 4. 6. 9. 5 g/L de extractos de levadura (yeast extract). 30 . a los 4 ml sobrantes se les realizo un análisis de absorbancia. Medio de cultivo: 10 g/L dextrosa diluido en 100 ml. 3. Se inoculó al medio de cultivo del biorreactor. Pruebas de Alcohol 1. Se ajustó el biorreactor a una temperatura de 30° C y una agitación de 150 rpm. Se tomaron 5 ml de la muestra sin diluir a la que previamente se le midió la absorbancia. 8. 5. Mientras tanto. Al terminar el tiempo en la centrifuga se tomaron 3 ml del sobrenadante y se filtró. Se realizó una prueba de azucares reductores. Se enfrió el matraz en un baño de hielo a 4° C y se adicionó 1 ml de H3PO4 para obtener un pH de 4. 5. Estos últimos tres diluidos todos en 400 ml. 2 muestra un resumen de los datos experimentales obtenidos para estas cuatro etapas. Dos destilaciones y dos purificaciones en las cuales se utilizó acetato de sodio anhidro. Flujo: 1.5.5. de acuerdo a los fines de este trabajo.6 mm.Producción de biocombustibles: Etanol. 6. 31 . Cabe destacar que el refractómetro está referenciado a 20° C.4. dichas variaciones Microbiología Industrial.1. 5. 7. Se tapó el tubo y se almacenó en el congelador. Descripción del equipo: Marca: Waters. La Figura 6. 5.1 muestra la ecuación de la regresión lineal obtenida.1. La Tabla 5.1: Curva de Calibración. lo que puede causar errores en las mediciones. Al finalizar el experimento se recolectaron todos los tubos y se llevaron al laboratorio en donde se midió la concentración de etanol utilizando una cromatografía de gases (CG). para estimar los valores de concentración para la prueba de alcohol. Destilación y Purificación Para aumentar la concentración de alcohol de la solución obtenida posterior a la fermentación se llevaron a cabo cuatro etapas. Modelo: 2695.2 ml/min. Condiciones de operación del CG: Isopropanol-Agua: 58-42. Primera y Segunda Destilación La primera destilación se llevó a cabo la destilación en la columna de destilación del laboratorio de Ingeniería Química donde se hicieron 6 cortes midiendo la concentración de alcohol como %v utilizando un refractómetro. 5. Tabla 5. no obstante. Curva de calibración Utilizando los datos que se muestran en la Tabla 5. Columna C-18 de 5 micras de 150 * 4.1 se realizó una curva de calibración. 1.2. De igual forma se midió la concentración puntual en función del tiempo. Pruebas Preliminares Tanto la prueba del yodo. Primera y Segunda Purificación Las purificaciones se llevaron a cabo a escala laboratorio utilizando en ambas ocasiones una columna corta. como la de azucares reductores se llevaron a cabo de forma cualitativa.Producción de biocombustibles: Etanol. Resultados 6. 5. 6. En ambos casos se utilizó acetato de sodio anhidro para favorecer la separación.2. 6. Balance de Masa Rendimiento teórico Se realiza un balance de materia comenzando por los 90 g de almidón de trigo.5. Considerando que el almidón de trigo utilizado estuviera compuesto al 100 % de almidón se hacen los siguientes cálculos: Tabla 5. resultando ambas positivas.2: Datos Experimentales para las Destilaciones y las Purificaciones. 32 . Microbiología Industrial. serán despreciadas. así como la concentración de los cortes. La segunda destilación se llevó a cabo en una columna a escala laboratorio utilizando una columna larga. Para el caso de las destilaciones se utilizó la ecuación: Microbiología Industrial. Asumiendo que el almidón está compuesto por n glucosas que todo el carbono de estas estuviera disponible para la producción de alcohol. es posible calcular el rendimiento teórico de la fermentación. el rendimiento será de 69 g de C2H5OH. Si se considera una densidad a 25 º C de 798.5096 kg/m3: Con base en el resultado obtenido y considerando que se obtuvieron 2.135 L al 2 %v Alc/Vol.Producción de biocombustibles: Etanol. 33 . Los resultados se muestran en la Tabla 6.1). Esto debido quizá al ser desproporcionadamente grande respecto a nuestra muestra. Si bien los rendimientos por etapa resultan altos es posible notar que disminuyen a partir de la segunda destilación. Cabe recordar que el almidón no es una cadena lineal. por más alto que sea el rendimiento. 6. Para poder interpretar las áreas de los picos fue necesario realizar una curva de calibración (Figura 6. Si bien la hidrolisis favorece la exposición de gran parte del carbono. Microbiología Industrial. Para el cálculo del rendimiento de la etapa se considera que el valor de la destilación n es el mismo que el final de la destilación n-1. Cuadro 6. Esta se determinó utilizando la técnica de cromatografía de gases.Producción de biocombustibles: Etanol.3. El peor rendimiento se obtuvo para el caso de la primera destilación. 34 .1: Tabla de Rendimientos por Etapa.1. Los resultados de la concentración de alcohol se muestran en la Figura 6. Fermentación Durante la fermentación se tomaron muestras del reactor para monitorear la concentración de alcohol. más si se considera que para obtener el valor teórico se supuso que la totalidad de la masa utilizada en un inicio era almidón puro de trigo y que todo el carbono disponible se convertiría en etanol. El rendimiento de la fermentación resulta sorpresivamente alto. no justifica el aumento mínimo en la concentración de la solución. no todo queda expuesto y listo para la fermentación. A lo largo de la columna y al haber tanto volumen muerto existen una considerable cantidad de fugas y posibles mermas.2. Asimismo. hasta llegar a un estado casi estacionario. La Figura 6. e incluso un poco decreciente.Producción de biocombustibles: Etanol. no muy lejos del 2 %v obtenido a través del índice de refracción.4 muestra la variación de la concentración en función del tiempo para cada una de las etapas de purificación.3 muestra una tabla comparativa con el rendimiento para cada etapa y el porcentaje de alcohol de la solución obtenida. Es decir. no solo por las variaciones en la temperatura. Así mismo se comparan los valores experimentales con los teóricos ideales. Etapas de Purificación La Figura 6.2: Concentración de alcohol durante la fermentación. es decir. la concentración de alcohol aumenta con una tendencia fuerte. Microbiología Industrial. Si bien los valores resultan poco usuales. los cambios en la concentración del destilado fueron prácticamente nulos. Podría argumentarse que el resto de las destilaciones y purificaciones fueron un tanto obsoletas. 6. es posible observar que la máxima concentración es cercana al 5 %v. Claramente se observa que la segunda destilación. causaron mermas importantes en la muestra. sino por la naturaleza de su lectura. sino la que en mayor proporción aumenta la concentración del destilado. Analizando la Figura 6. Asimismo. es posible notar con claridad que la primera destilación es la única notablemente diferente al resto. Figura 6. Cabe recordar la alta imprecisión de dicho aparato. Figura 6.4. la primera realizada a escala de laboratorio no solo es la de mayor rendimiento. 35 . la cual va disminuyendo conforme avanza el tiempo. una vez finalizada la segunda destilación. pues más allá de purificar ligeramente la solución.1: Curva de calibración para las pruebas de alcohol en el CG.2 es posible observar como en un inicio. Producción de biocombustibles: Etanol. se obtuvo etanol a partir de almidón de trigo.4 %v. Si bien la pureza obtenida dista considerablemente del grado anhidro. con una sustancia poco estudiada como lo es el trigo. Figura 6. 7. En una última instancia se obtuvieron 13mL con una concentración de 19. Como se menciona a lo largo del reporte. resulta un muy buen acercamiento para una primera instancia de experimentación. 36 .3: Rendimiento de las etapas de purificación. Conclusiones Con base en los resultados presentados es posible afirmar que se cumplieron los objetivos del proyecto. Microbiología Industrial. el cual fue posteriormente purificado. Los procesos industriales son mucho más complejos que esto y nuevamente se demuestra que las etapas de purificación son sin duda alguna las más caras del proceso.” Rev. R. aumentar los rendimientos y encontrar soluciones alternativas que permitan un desarrollo integral y sustentable. (1992). la primera destilación. Microbiología Industrial. esperar.M. Y COL.Producción de biocombustibles: Etanol.BIBLIOGRAFIA:  ALVÁREZ. Valdría la pena omitir ese paso. Además de las limitaciones técnicas propuestas en el presente trabajo es necesario considerar las limitaciones de viabilidad económica y la sustentabilidad alimenticia.  ALVÁREZ. p. R. Y COL. comparándolo con otras materias primas lignocelulosicos utilizadas para la producción de bioetanol. el verdadero incentivo en su uso está en el balance global de CO2.. Estudiar un proceso desde su inicio hasta sus etapas finales resulta no solo muy interesante.” II Seminario Internacional sobre Azúcar y Derivados de la caña. sino enriquecedor. “Efecto del tamaño del inóculo en la fermentación alcohólica por lotes. Desde el punto de vista energético aún se debate si su balance es favorable o desfavorable. Tomo I. para reconsiderar el hecho de utilizar dicho equipo. 5. “Efecto de la temperatura sobre la producción de alcohol en levaduras. Latinoamericana de Microbiología 35: 33-38. 120-122. El reto para el Ingeniero Químico esta en mejorar estas etapas. donde el medio de cultivo y las levaduras podrían ser factores de influencia a considerar en el rendimiento de la fermentación.CONCLUSIONES: 6.M. el verdadero reto se encuentra en la purificación. llevada a cabo en una columna más compleja que las demás destilaciones resulto en un rendimiento casi ridículo.4: Variación de la concentración en las diferentes etapas de purificación. (1993). Diversificación’92.. Comunicaciones cortas. pues los plantíos necesarios para producir bioetanol consumen más CO2 del que emite el bioetanol producido. 37 . Figura 6. Más aun considerando el paupérrimo rendimiento del trigo por hectárea. y cargar el tanque. pues en ocasiones se cree que para producir etanol hay que meter harina en un reactor. El presente trabajo sienta las bases para futuras y más minuciosas experimentaciones. No obstante. Con base en los resultados obtenidos y contrario a las expectativas. Es importante recordar que el bioetanol emite igual (o muy similar) cantidad de CO2 que los combustibles fósiles y si bien uno de sus beneficios es ser un recurso renovable. Teymouri. et al.I. Webpage. The Alcohol Textbooks. P.agra-europe.E. Natural immobilisation of microorganisms for continuous ethanol production. Webpage.. I. Murthy. S. G.P. Chapter 18: Ethanol distillation: the fundamentals Pág 269-2888.A. Medellin. 2001. (1985)." The Chemical Engineering Journal 27(2): B31B38.1133-41. Chapter 4: The wet milling process: the basis for corn wet milling alcohol production Pág 39-48. Fuel Process..  Nacional Corn Growers Association (NCGA) . remolacha azucarera y maíz. Nottingham University Press. "The fermentation kinetics of ethanol production by Zymomonas mobilis. Gilbert." Biotechnology and Bioengineering 27(7): 984-995. H.unc.  Alizadeh. Enzyme and Microbial Techno-logy. C. Orduz. A. L. 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