bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos
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BIOETANOL A PARTIR DE
RESIDUOS
LIGNOCELULÓSICOS
JAIME ANTONIO RANGEL
HUGO ANDRÉS GUTIERREZ
LINA MARÍA WADNÍPAR
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
NOVIEMBRE 24 DE 2011
INTRODUCCION
Biocombustible se denomina a cualquier tipo de combustibleque derive de la biomasa, nombre dado a cualquier materiaorgánica que haya derivado de animales y vegetales comoresultado de un proceso de conversión fotosintético; laenergía de la biomasa se obtiene la madera, residuos deprocesos agrícolas y forestales, de la basura industrial,humana y animal. (Hernández y Hernández, 2008)
Representan en la actualidad un potencial de energíarenovable,
En el presente ensayo de tratará a cerca de los materialeslignocelulósicos, que se han convertido en una opción deproducción de biocombustibles, los cuales podrían poner fina la dependencia de los combustibles tradicionales.
OBJETIVOS
Describir las características de losbiocombustibles a partir de biomasalignocelulósica.
Establecer las potencialidades de laproducción de biocombustibles desegunda generación y susimplicaciones socioeconómicas
Describir las bondades de este tipo debiocombustible para con el medioambiente
Establecer las condiciones y produccióna nivel mundial y nacional
MARCO TEÓRICO
Biocombustibles de Primera y
Segunda generaciónLos biocombustibles de primera generación se
producen principalmente partir de granos y
azucares cultivados bajos los parámetros de
cosechas agrícolas alimenticias y que han
alcanzado ya una etapa de producción comercial
sin embargo en los biocombustibles de segunda
generación se conciben a partir de pajas, o
materiales técnicamente llamados lignocelulosicos
y no compiten por la utilización de suelos
agrícolas.
BIOMASA
BIOMASA
COMBUSTION CONVERSION CONVERSION CONVERSION
Directa Calor Biológica Fisco-química
Corba Gas de Aceite Biogas Etanol Fame Biodiesel
Síntesis pirolisis
Combustible Liquido Sintetico
COMBUSTION QUEMADO
Una solución renovable la constituye el uso de la energía
solar en forma de biomasa o energía
Tipos de biomasa
1. Natural
2. Residual
3. Cultivos energéticos
Componentes de la Biomasa
1. Celulosa
2. Hemicelulosa
3. Lignina
BIOMASA
Descomposicion de la
biomasa
Tipos de biocombustibles
Etanol Lignocelulósico
Para la fabricación de bioetanol existen
tres métodos básicos que son:
La fermentación biológica de azúcar o
almidón
La gasificación termal seguida de la
sintetización del etanol
La gasificación termal seguida de una
fermentación biológica
Diagrama de producción bioetanol
Biomasa
Residuos
Industriales
Cultivos
energéticos
Desechos Solidos
Pre tratamiento
•Acido
•Alcalino
•Solvente
•Mecánico
Hidrólisis enzimática
De la celulosa
FERMENTACION
Recuperación del
Producto
Organismos capaces de
fermentar
C5 C6 C5 C6
Utilización de Lignina Etanol
Diagrama de producción
bioetanol
Biodiesel sintético
El Biodiesel sintético BTL de segundageneración se fabrica típicamente mediantegasificación de la biomasa seguida por unproceso Fischer-Tropsch.
Este es un método para sintetizarhidrocarburos líquidos, incluyendo alcanos, apartir de monóxido de carbono e hidrógeno.
El procesamiento BTL consiste en cuatropasos:
Pirolisis de la biomasa
Gasificación
Tratamiento del gas
Síntesis del combustible.
Diagrama Biodiesel Sintético
Otros Productos
Syngas
Gas Natural Bio-sintetico
Dimetil eter
Metanol
Diesel por pirolisis verde
Diesel HTU
Carburante Serie p
VENTAJAS DESVENTAJAS Y
AMBIENTALES
Mayor rendimiento en combustibles oenergía por unidad de área, dado sugran potencial de aprovechamiento.
Gran Diversidad de materiales (materiasprimas) y en especial los residuos ydesechos de la industria y vida urbana
Oportunidad de evaluar biocarburantes yoptimizar su eficiencia energética.
Menor nivel de fertilización, emisión degases efectos invernadero, consumo deagua utilizando materiales nativos.
Reducción en emisiones de CO2
Efecto sobre las tierras marginales aptas ono para la agricultura comercial, quepueden también causar un dañoambiental, aumento en los niveles deCo2, así como la competencia por lastierras para usos forestales, agrícolas yurbanos.
precaución en la utilización de organismosgenéticamente modificados para lasvariedades de cultivo, como en losorganismos para la transformación deestas fibras
VENTAJAS DESVENTAJAS Y
AMBIENTALES
DISCUSION
La producción de etanol a partir de los residuoslignocelulósicos no es algo nuevo. Durante la segundaguerra mundial, los Estados Unidos ante la necesidad yescasez de este insumo se vieron obligadosa desarrollar una infraestructura para obtener grandescantidades de alcohol etílico a partir de la madera. Elproceso fundamentalmente se mantiene sin cambioalguno desde más de 60 años, es decir, no hay ningúnavance
No existe en todo el mundo ni una sola aplicacióncomercial sobre la producción de alcohol etílico pormedio de residuos lignocelulósicos. Y si existen son encalidad de plantas piloto o en vía de proceso deescalado luego de los experimentos de laboratorio envidrio. Es más, esto es un esfuerzo de caráctermundial, nadie ha podido llegar a lograr una forma dedespolimerizar la celulosa de un modo comercialmenteeficiente
DISCUSION
la industria azucarera ha entendido que esmás rentable virar los excedentesazucareros a alcohol y no a melaza oazúcar cristalizada, aparecen muchosmás obstáculos para poder competircontra una industria tan eficiente,concentrada y que aprovecha con tantaeficacia sus materias primas. Y es queun ingenio tiene todo concentrado, suscultivos, sus fermentadores, no generacontaminantes, es neutro en emisiones,todo es útil y todo es rentable
CONCLUSIONES
Pensar en el aprovechamiento integral de los recursos es unaobligación. Pensar en obtener combustibles ecoamigablespor procesos sostenibles es un objetivo encomiable quedemuestra el alto nivel de compromiso que hay en losnuevos gobiernos. La celulosa es el polímero natural másabundante en el mundo, es muy versátil y ha sido muy útilpara la humanidad, que ha basado sus textiles y la industriapapelera en él. Pero es esa misma resistencia que provienedesde sus niveles moleculares, la que presenta una dificultad
Una gran ventaja es que no tiene que pensarse en cultivos deuso exclusivo para poder obtener dichos combustibles,porque los cereales aun en la actualidad pueden proveer labiomasa necesaria, por tanto, no hay que entrar en el debatesobre la pérdida de terrenos para producir alimentos porpretender reemplazarlos con cultivos para uso energético.
CONCLUSIONES
El bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos haceuso de procesos en sí mismo diseñados yaprovechados por el hombre desde hace siglos, lasfermentaciones son procesos que ya han llegado a sumadurez de desarrollo, la hidrólisis es un proceso queahora ha llegado a su máximo desarrollo, en donde porlos medios con lo que ahora se cuenta se llega losmejores resultados.
Este proceso emite muchos efluentes volátiles ygaseosos que es menester controlar para evitar perdermateria y energía en el proceso. A su vez, es posiblepensar que este proceso puede convertirse en unsistema de cogeneración energética que complementea la producción de electricidad por medio de lacombustión del carbón. En fin, los límites son vastos yestamos en el momento de poderlos explorar.
RECOMENDACIONES
Las fluctuaciones inherentes a los mercadosde los commodities harán que en el futurosea posible la masificación de la producciónde etanol para combustión a partir de losresiduos lignocelulósicos. Más que todo lohará viable el precio del maíz, que escultivado por los granos que son su fruto, portanto, a mayor precio más posibilidad queaumente la siembra.
Por eso, es que es más viable que inviertanmás recursos de investigación y desarrolloen encontrar una forma de aprovechar losresiduos de este cereal, las plantas secas,sus hojas, sus tallos, etc.
RECOMEDACIONES
En Colombia, existen a su vez muchos cultivos delos cuales es posible obtener etanol, aun así lainfraestructura nacional busca evitar la sobreoferta de azúcar, más que la optimización deotros cultivos. Por tanto se están dejando a unlado los residuos del café, la yuca, el palmaaceitera, etc. que pueden llegar a tener un granpotencial de aprovechamiento
Hacer recomendaciones es complejo, pero sepuede esperar que se encuentre mejoressistema de aprovechamiento, microorganismosmás eficientes que las levaduras o laszimomonas. Asimismo, que se aprovechencultivos más centralizados, que reduzcan elsobrecosto del transporte.
RECOMENDACIONES
La ruta biotecnológica siempre es una rutaineficiente, porque presupone elmantenimiento de un ser vivo, es decir,existen demoras y desperdicios, asícomo no hay catalizadores oaceleradores para mejorar un procesobiológico. Por tanto es importanteanalizar la posibilidad de obtener etano apartir de la celulosa y proceder a hacerla ruta química para obtener etanol.
Es probable que por este medio seobtengan mejores resultados o al menosresultados más veloces y con lasmismas cantidades
