Se ha denunciado esta presentación.
Se está descargando tu SlideShare. ×

Expo cip bio etanol por tecnologia lignocelulosa 28.11.2012

Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Anuncio
Cargando en…3
×

Eche un vistazo a continuación

1 de 69 Anuncio
Anuncio

Más Contenido Relacionado

Anuncio

Similares a Expo cip bio etanol por tecnologia lignocelulosa 28.11.2012 (20)

Anuncio

Más reciente (20)

Expo cip bio etanol por tecnologia lignocelulosa 28.11.2012

  1. 1. PRODUCCION DE BIOETANOL A PARTIR DE «LIGNOCELULOSAS» (Fibra vegetal) LA BIOTECNOLOGIA EN LA SUSTENTABILIDAD Recursos biológicos con producción de energía Y Fuentes de Carbono Renovables Preparado por: Ricardo Bisso Fernández Ing. CIP. Petroquímico Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 28-11-2012 http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=A1LnST3w4WQ&feature=endscreen
  2. 2. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  3. 3. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  4. 4. 1. Crisis de Petróleo y Sustentabilidad Energía primaria consumida en el mundo Tipo de energía primaria 1973 2000 2005 Renovables y biomasa 10,6 11 10 Geotérmica, solar y eólica 0,1 0,5 0,5 Carbón 24,4 23,5 25,3 Petróleo 46,2 34,9 35 Gas natural 16 21,1 20,7 Nuclear 0,9 6,8 6,3 Hidráulica 1,8 2,3 2,2 Totales 100 100 100 Total (Millon Ton equivalente en petróleo) 6.128 9.963 11,435 Fuente: International Energy Agence, Key World Energy Statistics, 2007 http://www.ub.edu/geocrit/-xcol/143.htm Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  5. 5. Reservas de Petróleo y Déficit Futuro 1. El consumo en 10 años se incrementará en 20 millones de barriles diarios 2. Al mismo ritmo de crecimiento, en el 2020 la demanda rondará los 115 millones de barriles diarios. 3. Se estima en que la tasa de caída anual en cuanto a producción corresponde a un 5 %. 4. Esto supone que en 10 años habrá un déficit cercano a los 60 millones de barriles diarios. Región Producción (*) Porcentaje Reserva en años Europa 18,7 1,8 % 7-8 Asia-Pacífico 43,8 4,2 % 15,5 Norte América 63,9 6,1 % 13,5 Ex-Unión Soviética 65,4 6,2 % 21 África 75,7 7,3 % 27,5 Centro/Sud-América 96 9,1 % 39 Oriente Medio 685,6 65,3 % 87 Total 1050 100 % 40,3 http://www.sindominio.net/singuerra/reserves_petroli.html http://www.ub.edu/geocrit/-xcol/143.htm • EEUU es el primer consumidor de petróleo (25 % del total) y ha incrementado su demanda en un 17% en la última década, mientras Europa lo hizo en un 7 %. Resaltar el incremento del 47 % en el Estado español (consumo de más de 1,5 millones de barriles diarios) que también contrasta con el de los países de la Unión. • Cada estadounidense consume 18 veces más petróleo que un Chino. Si China consumiera en la misma proporción que los americanos necesitaría de 90 millones de barriles diarios, casi 15 millones más que toda la producción mundial diaria (según consumo por día en 2001). Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  6. 6. Precios y Costos del Petróleo http://www.ub.edu/geocrit/-xcol/143.htm Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  7. 7. Paradoja: Kyoto y los fumadores El mayor logro “ecológico” de los últimos veinte años, ha sido el intento de poner en marcha el denominado Protocolo de Kioto. ¿Y que es lo que pretendía Kioto, después de todo? un acuerdo, alcanzado en 1997, que pretende que el mundo emita en el año 2012 sólo el 95% de los gases nocivos y de efecto invernadero, que ya emitía en 1990 . (Donde el principal contaminante es el CO2) El reparto de las emisiones de CO2 producidas por las energías fósiles en el año 2005 Zonas/países % Estados Unidos 21,4 Europa de los 27 14,6 Japón 4,5 Rusia 5,7 China 18,8 India 4,2 Corea 1,7 Brasil 1,2 Canadá 2 México 1,4 Otros 24,4 Total 100 Fuente: International Energy Agence, Key World Energy Statistics, 2007 Además de la negativa de los EE.UU. a suscribir ese Protocolo (país que emite exactamente el porcentaje de la energía que consume), ahora parece que Rusia dice que tampoco lo ratificará e incluso su presidente ha señalado, con toda la crudeza del mundo, que a Rusia, de clima tan frío, le puede venir bien un calentamiento global de algún grado centígrado que otro. Esto es exactamente igual, en todos los sentidos, que la declaración de un fumador empedernido, que hoy se fuma 100 cigarrillos diarios (05 cajetillas), jura y rejura solemnemente que hará un esfuerzo serio y que en el año 2025 ya sólo fumará 95 cigarrillos diarios. (El juramento hace constar que se le permitirá “comprar” humo a los que no fumen mucho y necesiten dinero). Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  8. 8. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  9. 9. 2. Demanda de Combustibles Alternos La gasolina y el diesel son todavía los combustibles reyes de la cadena de suministro, pero los combustibles alternativos están balanceando la escala más hacia lo verde. Una creciente cantidad de personas cree que los combustibles alternativos jugarán un rol más amplio en los coches y camiones del futuro. De acuerdo con Larry West, tal interés ha sido impulsado por tres importantes consideraciones: Tienen, generalmente, menos emisiones que contribuyan al smog, la contaminación del aire y el calentamiento global. La mayoría no provienen de fuentes fósiles finitas y son sostenibles. Pueden ayudar a las naciones a convertirse en energéticamente independientes. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  10. 10. Combustibles Alternativos Con esto en mente, la Ley de 1992 del Departamento de Políticas Energéticas de los EEUU, consideró ocho combustibles alternativos como notables, algunos están en uso y otros son considerados de naturaleza más experimental: 1) Etanol 2) Gas natural 3) Electricidad 4) Hidrógeno 5) Propano 6) Biodiesel 7) Metanol 8) Combustibles P Serie Sin importar la diferenciación, los combustibles en esta lista tienen el potencial de servir como alternativas totales o parciales a la gasolina y el diesel. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  11. 11. 8 Combustibles Alternativos COMBUSTIBLE DESCRIPCIÓN 1) ETANOL Una alternativa basada en alcohol al fermentar y destilar cosechas, como las de maíz, cebada o trigo. Puede ser mezclado con gasolina para incrementar los niveles de octano y mejorar la calidad de las emisiones. 2) GAS NATURAL El gas natural es un combustible que quema limpio y está disponible ampliamente en muchas partes del mundo a través de instalaciones que suministran gas natural a las casas y las empresas 3) ELETRICIDAD La electricidad puede ser usada como un combustible alternativo para los vehículos eléctricos o de celdas de combustible. Los vehículos movidos con electricidad almacenan la energía en baterías que se recargan enchufando el vehículo en una fuente convencional de electricidad. Los vehículos de celdas de combustible se mueven con electricidad que es producida a través de una reacción electroquímica, que ocurre cuando el hidrógeno y el oxígeno se combinan. 4) HIDROGENO El hidrógeno puede ser mezclado con gas natural para crear un combustible alternativo para vehículos que usen ciertos tipos de motores de combustión interna. El hidrógeno también se usa en vehículos de celdas de combustible que se mueven con electricidad producido por la reacción electroquímica cuando el hidrógeno y el oxígeno se combinan en la celda 5) PROPANO (GLP) es un subproducto del procesamiento natural del gas natural y la refinación de petróleo. Ampliamente utilizado para cocinar y calentar, el propano es también un combustible alternativo popular para vehículos 6) BIODIESEL El biodiesel es un combustible alternativo basado en grasas vegetales o animales, aún aquellas recicladas de restaurantes que las han usado para cocinar. Los motores de vehículos pueden ser convertidos a quema de biodiesel en su forma más pura, y este también puede ser mezclado con diesel y usado en motores no modificados 7) METANOL El metanol, también conocido como alcohol de madera, puede ser usado como combustible alternativo en vehículos flexibles en ese sentido, que están diseñados para usar M85, una mezcla de 85% de metanol y 15% de gasolina, pero los fabricantes no están produciendo más vehículos para ser movidos con CH3.OH 8) COMBUSTIBLES P SERIES son una mezcla de etanol, líquidos del gas natural y metil-tetrahidrofurano, un solvente derivado de biomasa. Los combustibles P Serie son combustibles alternativos claros y de alto octanaje que puede ser usado en vehículos flexibles Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  12. 12. COMBUSTIBLE POSITIVO NEGATIVO 1) ETANOL Los materiales son renovables Los subsidios al etanol tienen un impacto negativo en los precios de los alimentos y su disponibilidad. 2) GAS NATURAL Camiones y coches con motores diseñados especialmente producen menos contaminación perjudicial que la gasolina o el diesel La producción de gas natural crea metano, un gas de invernadero que es 21 veces peor que el CO2 para el calentamiento global. 3) ELETRICIDAD Las celdas de combustible producen electricidad sin combustión ni contaminación Mucha electricidad se genera hoy de carbón o gas natural, dejando una gran huella de carbono 4) HIDROGENO No emisiones dañinas Coste alto 5) PROPANO (GLP) El propano produce menos emisiones que la gasolina y también existe una gran red de transporte, almacenamiento y distribución para este producto La producción de gas natural crea metano, un gas de invernadero que es 21 veces peor que el CO2 para el calentamiento global 6) BIODIESEL El biodiesel es seguro, biodegradable, reduce los contaminantes del aire asociados a las emisiones de vehículos, tales como micropartículas, monóxido de carbono e hidrocarburos Limitadas infraestructuras de producción y distribución 7) METANOL Podría convertirse en un importante combustible alternativo en el futuro como fuente del hidrógeno que necesitan los vehículos de celdas de combustible Los fabricantes no están produciendo más vehículos que utilicen metanol. 8) COMBUSTIBLES P SERIES Los combustibles P Serie pueden ser usados solos o mezclados con gasolina en cualquier proporción al adicionarlo simplemente en el tanque Los fabricantes no están produciendo vehículos. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  13. 13. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  14. 14. 3. USO DE BIOCOMBUSTIBLES Política y Ecología * LA CALIDAD DEL AIRE EN LAS PRINCIPALES CIUDADES, ES UNO DE LOS MOTIVOS PARA PROMOVER UNA POLÍTICA COHERENTE DE COMBUSTIBLES MAS LIMPIOS. * RETRASOS EN LAS RENOVACIONES DE LAS REFINERÍAS , ESTÁN LLEVANDO AL AUMENTO DE LA IMPORTACIÓN DE COMBUSTIBLES. * LA MAYORÍA DE LOS PAÍSES TIENEN LA OBLIGACIÓN DE UTILIZAR ETANOL Y BIODIESEL. * LA GASOLINA ES EL COMBUSTIBLE MAS UTILIZADO EN LOS AUTOMÓVILES EN LA MAYORÍA DE LOS PAÍSES. * NO HAY REGULACIÓN EN COMÚN PARA LA REGIÓN: CADA PAÍS TIENE SUS PROPIAS REGULACIONES Y ESPECIFICACIONES DE COMBUSTIBLES. * FALTA DE REDES FERROVIARIAS CONFIABLES. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  15. 15. Consumo de Gasolina y Diesel en América del Sur Año 2011 (billones de litros) DIESEL + BIODIESEL GASOLINA + ETHANOL % DIESEL 2011 % DIESEL 2010 ARGENTINA 14.2 7.0 67 69 BOLIVIA 1.4 1.1 57 57 BRAZIL 51.8 46,2 53 52 CHILE (1) 7.8 3.5 69 69 COLOMBIA 4.5 3.3 58 57 ECUADOR (1) 4.8 1.2 60 60 PERU 5.4 1.8 75 74 PARAGUAY 1.3 0.6 67 64 URUGUAY 0.9 0.6 62 68 VENEZUELA 10.5 17.0 38 34 Source: Hart Energy´s International Fuel Quality Center – May 2012 (1) 2010 data Fuente: © The Lubrizol Corporation 2011. All rights reserved. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  16. 16. Gasolina/Diesel/Etanol y Biodiesel América del Sur Fuente: © The Lubrizol Corporation 2011. All rights reserved. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  17. 17. SITUACIÓN ACTUAL PERÚ * El Gasohol con un grado de 7.8% vol de Etanol, está sustituyendo gradualmente a todas las gasolinas. * Lima y Callao: E7.8 desde el 15 de Julio del 2011. * 9 provincias en el Sur : Obligatorio desde Diciembre del 2011. * Gasolina sin Etanol: actualmente solo en 5 provincias (Amazonas, San Martín, Loreto,Madre de Dios y Ucayali). Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  18. 18. Comparación Gasolina vs Etanol Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  19. 19. Biocombustibles en PERU Biodiesel Etanol Fuente: © The Lubrizol Corporation 2011. All rights reserved. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  20. 20. Tendencia Tipo de Vehículos - Perú Source – PFC Energy 2012 Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  21. 21. Tendencia de Tipo de Vehículos - Perú Source – PFC Energy 2012 Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  22. 22. Source: Hart Energy´s International Fuel Quality Center – June 2011 Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  23. 23. Fuente: © The Lubrizol Corporation 2011. All rights reserved. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  24. 24. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  25. 25. CONCLUSIONES * La mayoría de los países viene implementando programas para mejorar la calidad de las gasolinas y del diesel. * Perú: 50 ppm de azufre en diesel para el 2016. * Algunos retrasos en la reducción de azufre debido a carencias en las unidades de refinación. * América del Sur es el líder en la utilización de Biocombustibles. * La falta de uniformidad en cuanto a especificaciones de los combustibles en el continente, es un problema. * Talara y La Pampilla en Perú, Cartagena en Colombia y nuevas refinerías en Brazil y Ecuador, están llevando a la mejora de la calidad de los combustibles. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  26. 26. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  27. 27. 4. Biotecnología como Alternativa Energética Las acciones humanas se han desarrollado y sofisticado durante milenios para preservar y garantizar la sobrevivencia de los individuos y de las sociedades, con impactos al ecosistema. • El uso indiscriminado de los recursos naturales y • El manejo inadecuado de desechos, Ha generando una importante preocupación por el daño del ambiente. La semillas de sustentabilidad se están gestando en el ámbito de la biotecnología, ya que atañe en gran medida a las ciencias químico-biológicas el estudio de estos problemas y el planteamiento de soluciones; y es y deberá ser un actor fundamental en la «generación de recursos eficientemente renovables y con menos impacto en el ambiente». Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  28. 28. Ejemplos de Biotecnología En este contexto, la vinculación de recursos biológicos con la producción de energía es un área de gran oportunidad que está siendo explorada por muchos grupos de biotecnólogos en el mundo y en nuestro país. En el número de la revista BioTecnología y Bio Ingeniería A.C., Año 2009, Volúmen 13, Número 3, Año 2009, Vol. 13, No. 3, ISSN 0188-4786, se incluyen (05) cinco artículos que dan cuenta de estas áreas de oportunidad: I. La producción de biodiesel a partir de microalgas II. El uso de lignocelulosa para la producción de azúcares con el propósito de producir etanol III. La producción microbiana de butanol IV. Etanol carburante V. La generación de bioelectricidad. Esto representa un abanico de importantes alternativas que tienen como denominador común vincular a los recursos biológicos con la producción de energía, buscando alternativas sustentables que en el futuro nos den mayor certidumbre en el desarrollo humano, sobretodo en las grandes colectividades. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  29. 29. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  30. 30. 5. Lignocelulosa para Producción de Etanol FALTA DE TECNOLOGÍA DE BAJO COSTO PARA DEGRADAR LA FRACCION RECALCITRANTE DE LA BIOMASA LIGNOCELULOSA (Celulosa, Hemicelulosa y Lignina) BIOMASA PRODUCIDA POR LA FOTOSÍNTESIS ES EL “CARBONO RENOVABLE” MAS PROMETEDORA PARA SOLUCIONAR PROBLEMAS DE ENERGÍA PRINCIPAL COMPONENTE DE LA PARED CELULAR DE LAS PLANTAS Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  31. 31. COMPOSICION QUÍMICA DE LA “LIGNOCELULOSA” * LA CELUSA, ES UN POLÍMERO DE D-GLUCOSA UNIDA POR ENLACES GLUCOSÍDICOS b-1,4 QUE SE ESTRUCTURAN EN LARGAS CADENAS LINEALES (MICROFIBRILLAS) UNIDAS POR PUENTES DE HIDRÓGENO Y FUERZAS DE VAN DER WALLS INTRAMOLEULARES, FORMANDO UMA ESTRUCTURA CRISTALINA RESISTENTE A LA HIDRÓLISIS Y REGIONES AMORFAS SUSCEPTIBLES A LA DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA. * LA HEMICELULOSA ES UM POLIMERO COMPLEJO DE HETEROPOLISACÁRIDOS FORMADO POR PENTOSAS (D-Xilosa y L-Arabinosa) y HEXOSAS (D-glucosa, D-manosa y D-galactosa), QUE FORMAN CADENAS RAMIFICADAS Y LOS ACIDOS 4-o-metilglucorónico, D-galacturónico y D-glucorónico; LOS AZÚCARES ESTAN UNIDOS POR ENLACES b-1,4 Y OCASIONALMENTE POR ENLACES b-1, 3 * LA LIGNINA ES UM HETEROPOLÍMERO AMORFO, TRIDIMENSIONAL Y RAMIFICADO FORMADO POR ALCOHOLES AROMÁTICOS QUE DA SOPORTE ESTRUCTURAL, RIGIDEZ, IMPERMEABILIDAD Y PROTECCIÓN A LOS POLISACÁRIDOS ESTRUCTURALES (celulosa y hemicelulosa) Y ES ALTAMENTE RESISTENTE A LA DEGRADACIÓN QUÍMICA Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  32. 32. ESTRUCTURA DE “LIGNOCELULOSA” Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  33. 33. MATERIALES “LC” Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  34. 34. BIO-ETANOL – DECRIPCION y PRODUCCION « El empleo del etanol como combustible automotor, solamente tendrá sentido en mezclas con la gasolina, de acuerdo a las demandas crecientes de combustibles. Su empleo como combustible único podría darse de forma puntual en países como Brasil, en períodos de tiempo limitados » Existen dos formas de producir Etanol a partir de biomasa: Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  35. 35. La producción de etanol a partir de GRANOS está muy cuestionada por sus implicaciones éticas al convertir alimentos en combustibles para automóviles. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  36. 36. Caso USA: convierte alimentos (maíz) en combustibles para automóviles (etanol). Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  37. 37. El efecto del pretratamiento de materiales, mediante diversos tipos de hongos con objeto de inducir una remoción selectiva de la lignina presente y generar, una mejor disponibilidad de las fracciones “celulosa y hemicelulosas” para al ataque enzimático posterior. Otro componente importante es la acción de enzimas microbianas que faciliten la depolimerización de la celulosa hacia azúcares simples. Se aisla enzimas que tengan potencial en el tratamiento de sustancias celulósicas para que sean transformadas en materiales fácilmente fermentables a bioetanol. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  38. 38. Existen dos tipos típicos de Procesos Químicos-Industriales para la obtención del Bio-ETANOL, siendo la Hidrólisis Enzimática la de vanguardia: Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  39. 39. Material lignocelulósico (“biomasa” o fibra vegetal) lignocelulósico→hexosas + pentosas (*) + lignina (*) xilosa (18-24%), arabinosa (3-5%) etanol La biomasa lignocelulósica es diferente de productos con alto contenido de azúcares o almidón. La estructura de estos materiales, compuesta fundamentalmente por celulosa, hemicelulosas y lignina, hace que los procesos empleados para la obtención de etanol, tengan que ajustarse de acuerdo a las características y propiedades de estos componentes. La Fermentación de AZUCARES, es el proceso tradicional, su eficiencia actual es alta por las mejoras tecnológicas realizadas. Su crecimiento estará limitado por la disponibilidad de mieles y azúcar. (Anexos) Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  40. 40. 2. HIDRÓLISIS Se puede realizar catalizada por: • ácidos, • bases, • calor y • Con ayuda de microorganismos • Una solución de azúcares en forma de oligómeros, para después Convertir estos en: • Azúcares Monoméricos, en general glucosa (C6) y xilosa (C5). Estos azúcares son posteriormente convertidos a etanol mediante microorganismos que pueden utilizar uno o varios de los azúcares presentes en el material lignocelulósico pretratado e hidrolizado. Este complejo proceso puede ser representado por las reacciones: Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  41. 41. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  42. 42. TECNOLOGIAS INDUSTRIALES DE PLANTAS DE BIOMASA LIGNOCELULOSAS (LC) TECNOLOGÍA TIPO MATERIA PRIMA LUGAR CAPACIDAD COSTO BlueFire Inc. Hidrólisis ácida y fermentación Resíduos LC y de Madera California-USA 90 MM gal/año 100 MM $US POET Hidrólisis enzimática y fermentación Resíd. Agríc. Fibra de Maíz cobs and stalk Iowa-USA 125 MM gal/año 80 MM $US Logen Biorefineries Inc Hidrólisis enzimática y fermentación Resíd. Agríc. De maíz, trigo y cebada Idaho-USA 250 MM gal/año 200 MM $US Abengoa Bioenergy (Piloto) Hidrólisis enzimática y fermentación Wheat Kernels Nebraska-USA 11.4 MM gal/año + ee 76 MM$US ALICO Inc. Bioefinería celulósia Integrada Yard, wood, vegetative wastes Florida-USA 13.9 MM gal/año + 6,2 Mw + 8,8 TonH2 266 MM $US Range Ful Inv. Proceso Termo químico Resíduos de Madera y agrícolas Georgia-USA 40 MM gal/año + 9 MM gal Metanol 76 MM $US Prof. Germán Aroca, Ph.D. - Escuela de Ingeniería - Bioquímica P. Universidad Católica de Valparaíso Seminario Internacional “Impacto de la Producción de Biocombustibles” 15-17 de Abril 2009, Itajubá, SP, Brasil. Consultor Independiente Sr. Brian Curtis del Dpto. Energía de USA Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  43. 43. MODELO DE PLANTA INDUSTRIAL PRODUCTORA DE BIO-ETANOL POR CONVERSION QUIMICA DE LA BIOMASA Modelo: NREL(National Renewable Energy Laboratory) Investigadores del NREL están trabajando para mejorar la eficiencia y la economía del proceso de conversión bio y termoquímica de LC a biocombustibles, centrándose en los pasos más difíciles en el proceso. A)- Conversión bioquímica De la biomasa a los biocombustibles implica tres pasos: 1.Conversión 2.Fermentación 3.Procesamiento B)- Conversión Termoquímica De la biomasa a los biocombustibles implica dos pasos: 1. Gasificación y Síntesis 2. Pirólisis e Integración Termoquímica http://www.nrel.gov/biomass/biochemical_conversion.html#pretreatment Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  44. 44. http://www.nrel.gov/biomass/biochemical_conversion.html#pretreatment A)- LAS CAPACIDADES DE CONVERSIÓN BIOQUÍMICA 3.Procesamiento: de la fermentación de productos para producir combustible de etanol y otros combustibles, productos químicos, calor y electricidad a través de: ◦ La integración en el proceso biológico. http://www.youtube.com/watch?v=OrZHsqIzSno 1.Conversión: de la biomasa como materia prima para la fermentación de azúcar : ◦ Pretratamiento ◦ Acondicionado e Hidrólisis enzimático ◦ Desarrollo de enzima. 2.Fermentación: de estas materias primas derivados de la biomasa que utilizan: ◦ Los microorganismos para la fermentación. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  45. 45. En el proceso BIOQUÍMICO , la biomasa sólida es calentado a vapor en presencia de ácido para romper la: hemicelulosa en ---Xilosas y azúcares solubles. Durante la hidrólisis enzimática siguiente: Las enzimas especializadas se añaden para romper la celulosa en ------ glucosa. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  46. 46. El ETANOL de la fermentación, se recupera por destilación. Los MICROORGANISMOS (Zymomonas mobilis) se añaden entonces, para fermentar el azúcar soluble a “Etanol”. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  47. 47. B)- CAPACIDADES DE CONVERSIÓN TERMOQUÍMICA Investigadores del NREL están desarrollando de gasificación y pirólisis para la conversión termoquímica rentable de la biomasa para biocombustibles. Gasificación: Calentamiento de la Biomasa con cerca de 1/3 el oxígeno necesario para completar la combustión. Se produce una mezcla de CO e H2, conocido como SYNGAS. Pirólysis: Calentamiento de la Biomasa en ausencia de oxígeno produce un líquido bio-combustible. Ambos, Syngas y Bio-Combustible pueden ser usados directamente o pueden ser convertidos a combustibles limpios y otros químicos valiosos. • La gasificación y síntesis de combustible • La pirólisis • La integración de procesos termoquímicos Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  48. 48. B.1 GASIFICACION: En el proceso de gasificación termoquímica, la biomasa es adicionada a un reactor y calentado a temperaturas sobre los 800 ºC, para manejar los gases exhaustos y vapores en la forma de «tars and Syngas», el cual es una mezcla de Hidrógeno y CO. El «tars and syngas» luego fluyen a un diferente reactor que conteniene un catalizador para convertir «tars» y otros materiales hidrocarbonosos a SYNGAS adicional. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  49. 49. El Syngas secado es luego presurizado y acondicionado para remover CO2 y otros contaminantes indeseados, y luego enviarlo al reactor de sintesis del combustible, el cual convierte el Syngas a ETANOL u otro combustible similar. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  50. 50. B.2 PIROLISIS: En el proceso de Pirólisis Termoquímico, la biomasa es alimentada a un reactor y es calentado a temperatura entre 500ºC y 600ºC, creando productos sólidos , vapores y gaseosos. Los vapores son luego «quencheados» para crear un bio-oil, el cual constituye aproximadamente 70% de la masa del material iniciante. El bio-oil puede luego ser/estar refinado dentro de gasoline de alta calidad o combustible diesel. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  51. 51. VISION FUTURA DE TECNOLOGÍAS PARA BIO-ETANOL La idea de hacer combustibles líquidos a partir de biomasa celulósica no es nueva. Lo que es nuevo es la posibilidad de hacerlo a bajo costo y en gran escala. En los últimos años, las tecnologías han estado en desarrollo para hacer frente a estos temas centrales e impulsar la industria de los biocombustibles ya través del punto de inflexión que viene. 1º)- En la tecnología de conversión de la celulosa desde hace años los costos siguen disminuyendo y la escala comercial de proyectos de su demostración abre camino. 2º)- El desarrollo rural ha sido un factor importante en la adopción de políticas locales favorables con incentivos que estrían fomentando el desarrollo del sector. (Por ejemplo, en comparación con el maíz como fuente de materia prima, la biomasa celulósica tiene una huella mucho más amplia en los EE.UU., lo que permite a las comunidades para construir la industria local en formas que antes no estaban disponibles). 3º)- La infraestructura para el etanol ha sido impulsado por la industria de etanol de maíz existente, lo que permitirá un rápido despliegue de la tecnología y su escala comercial. 4º)- Hay una voluntad significativa legislativo y político para avanzar en las energías renovables. (Por ejemplo en USA con ley en diciembre de 2007, se fijaron metas para llegar a 16 bgpy de etanol celulósico en 2022, lo que es más del doble la capacidad actual de etanol de maíz. El compromiso también se hace claro a través de los $ 1 mil millones en fondos federales a disposición de los programas de biomasa avanzadas). Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  52. 52. La Tecnología de etanol celulósico se puede dividir en 2 categorías principales: • bioquímicos y • termoquímicos El principal motor de cualquier tecnología en un mercado de materias primas es el costo, el cual se puede descomponer para incluir: • El costo de capital para construir una planta y • El costo operativo para ejecutar la planta. Los procesos bioquímicos y termoquímicos requieren los diferentes equipos y categorías de gastos de funcionamiento. Como se ilustra en la siguiente figura, las vías bioquímicas y termoquímicas requieren los diferentes equipos y categorías de gastos de funcionamiento. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  53. 53. CURVA DE COSTOS: En contraste con las tecnologías de procesamiento de maíz de etanol que se encuentran en la fase de continuas mejoras incrementales realmente novedoso, las tecnologías de conversión de etanol de celulosa están haciendo mejoras de costos a medida que avanzan desde el laboratorio a la demostración y, en última instancia, a escala comercial completa. La figura muestra que la estructura de costos de energía se orienta a lo mejor de la tecnología de clase para los procesos, tanto bioquímicos y termoquímicos. El 0.82/gal $ aparece aquí está basada en la tecnología de avanzada que aún no se ha desplegado a escala completa y no incluye la materia prima. Tecnologías actuales pueden tomar varios años para llegar a estos puntos de costes en un entorno de producción. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  54. 54. Las figuras siguientes A y B muestran los costos actuales de proceso y de su trayectoria a la baja esperada en los próximos cinco años. Los procesos bioquímicos han dado importantes mejoras en los costos de la enzima en los últimos años y se están convirtiendo ahora a mejoras en los sistemas generales. En general, es difícil evaluar las curvas de costos de tecnología sobre una base agregada, ya que cada tecnología tiene diferentes ventajas de ser probadas / refutado en gran escala. Como punto de referencia, el costo promedio para producir etanol de maíz en 2007 fue de $ 1.69/gal y ha subido por encima de 2,00 dólares a principios de 2008. Si el costo de materia prima neta se resta del Costo para producir etanol de maíz, el costo es de aproximadamente $ 0.74/gal, que es más barato que la meta de $ 0.82/gal para las tecnologías celulósicas. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  55. 55. Sin embargo, cuando los costos de materias primas se consideran las proyecciones de los costos de celulosa son muy inferiores a US $ 1.33/gal en 2012. La buena noticia es que, a diferencia del maíz, la biomasa celulósica no es (todavía) muy sujeta a los vaivenes de los productos básicos y los factores externos. Esta comparación, sin embargo, pone de relieve la importancia de cómo el mercado de materias primas celulósicas se desarrolla. Combustibles de Próxima Generación Existen varios ejemplos de biocombustibles avanzados que se están desarrollando que tienen el potencial para complementar o incluso sustituir el etanol como el biocombustible dominante en los EE.UU. Si bien todavía está en fase de desarrollo temprana, estos combustibles se están creando con el fin de mejorar las propiedades del combustible y / o evitar los cuellos de botella en la obtención producto al mercado. Los ejemplos incluyen las tecnologías utilizadas para producir alcoholes alternativos para ser mezclado con la gasolina. BP y DuPont han estado trabajando juntos en butanol. Y, nuevas empresas, como Amyris Biotechnologies está trabajando con la biología sintética para producir combustibles alternativos. Propiedades importantes de combustible a considerar son: • Densidad de energía • Octane •Presión de vapor •Miscibilidad con agua Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  56. 56. MENU DE EXPOSICIÓN 1) Crisis del Petróleo y Sustentabilidad 2) Demanda y Uso de Combustibles Alternos 3) Uso de Bio combustibles y Políticas 4) Biotecnología como alternativa energética 5) Lignoceluosa como Fuente de producción de ETANOL 6) Conclusiones y Consideraciones Finales Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  57. 57. CONCLUSIONES • El consumo estimado de Bio-Etanol del PERU anual, es del orden de: Año 2011: Etanol 140 MB y Año 2012: Etanol 700 MB • EL desarrollo del proyecto LC requiere necesariamente la incursión del Estado: Gobiernos Regionales, Ministerios del Ambiente. Ministerio de Agricultura y PETROPERU, así como la participación de la empresa privada. • Existen políticas actuales de tratamiento de pajas, hierbas y pastizales de altura en Junin, Huancavelica, Ayacucho y Puno; que congregan movimientos campesinos y agricultores, que velan por la alimentación del ganado auquénido. • La obtención de Bio-Etanol a partir de hierbas y pastizales, no genera controversia alguna contra el consumo directo humano. Sin embargo, es menester realizar una evaluación completa de su impacto en la alimentación de los camélidos en cada zona. • Buscar nuevas fuentes de abastecimiento de Bio-Etanol para el consumo del PERU que no procedan del procesamiento de granos. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  58. 58. CONCLUSIONES • La tendencia de uso de Etanol en el Perú, es de crecimiento en el parque automotor, por razones ambientales. • Existe disponibilidad de materia prima para la elaboración de Bio-Etanol a partir de pastizales en el altiplano y zonas de la cordillera sur. • El proceso industrial físico-químico de producción de Bio-Etanol a partir de biomasa vegetal, por hidrólisis enzimática, fermentación bacterial y destilación azeotrópica, es muy complejo y requiere know-how. • Dicho proceso requiere niveles de inversión que puede oscilar desde 35 MM US$ a 200 MMUS$, dependiendo el volumen de producción. • El proceso mencionado, contempla producción de residuos que requieren ser procesados para su reciclaje. • PETROPERU o REPSOL requerirá implementar un nuevo cuadro organizativo para desarrollar dicho proyecto, incursionando así en los procesos sustentables llamados «Bio-refinerías». Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  59. 59. Consideraciones finales El etanol como combustible automotor tiene aspectos relacionados con su impacto medioambiental que no están aún bien definidos. En especial los productos de su combustión, la disposición de las vinazas y del CO2 producido. El crecimiento en la producción de etanol para cubrir las demandas crecientes solamente podrá ser posible a partir de la biomasa lignocelulósica. La recolección, manipulación, almacenamiento y preparación del material, así como la concentración del mismo en t/ha.año, son aspectos fundamentales para la viabilidad del proceso. El bagazo y la paja de caña constituyen materiales lignocelulósicos con perspectivas para la obtención de etanol, teniendo en cuenta su disponibilidad y concentración en t/ha.año. Las tecnologías de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica no están optimizadas en la actualidad y no compiten aún económicamente con las tradicionales. La fermentación de las hemicelulosas y la disposición de la lignina no están resueltas. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  60. 60. Consideraciones finales ¿Por cuantos años será viable el empleo de la gasolina como combustible automotor? Las necesidades de financiamiento para I+D e inversiones son considerablemente elevadas El etanol común de 95% no es soluble en gasolinas. El etanol absorbente de 99.5% si es soluble en gasolinas. El Costo del Alcohol Fermentación (con subsidios) = Costo del Alcohol Sintético. 01 galón de Etanol del Trigo se obtiene de -- 9.8 Kgr de Trigo. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  61. 61. Bio-refinerías: Nuevo Concepto Base de la nueva Bioindustria. Similar, en concepto, a la refinería del petróleo pero basada en la conversión de biomasa en lugar de crudo. Una BIOREFINERÍA es una planta que integra procesos de conversión de biomasa y equipos para producir combustibles, energía y químicos Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  62. 62. Gracias !! Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima
  63. 63. Anexos DESCRIPCION TECNICA DEL PROCESO Considera las descripciones técnicas químicas y físico- químicas de cada etapa operativa vinculados a la: « Producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica » * La etapa distintiva de este proceso es el Pretratamiento: que consiste en las operaciones de recolección, transporte y manipulación, almacenamiento, molida o astillado y otras, para reducir el tamaño de las partículas, lograr la apertura del material fibroso, convertirlo en una suspensión que se pueda bombear y facilitar la posterior penetración de los agentes químicos de hidrólisis. Incluye también un tratamiento termoquímico: con el fin de lograr un ablandamiento de la lignina y las hemicelulosas que facilite el posterior ataque de las enzimas o microorganismos. * La Etapa final de este proceso es el de la Hidrólisis: con aplicaciones de ácidos, bases, calor y microorganismos; para lograr fermentación bacterial para alcohol Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 1
  64. 64. LAS ETAPAS DE PRETRATAMIENTO E HIDRÓLISIS El complejo lignocelulósico está compuesto de una matriz de carbohidratos compuesta de celulosa y lignina enlazada por cadenas de hemicelulosa. 1. LOS PRE TRATAMIENTOS Físicos y Físico-Químicos, tienen como objetivo: desintegrar esta matriz de tal manera que la celulosa reduzca al máximo su grado de cristalinidad y aumente la celulosa amorfa, para el posterior ataque enzimático. Adicionalmente, • la mayor parte de la hemicelulosa se hidroliza durante el pretratamiento y • la lignina se libera o puede incluso descomponerse. En una etapa posterior, la celulosa liberada se somete a hidrólisis enzimática con celulasas exógenas, lo cual hace que se obtenga una solución de azúcares fermentables que contiene principalmente glucosa, así como pentosas resultantes de la hidrólisis inicial de la hemicelulosa. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 2
  65. 65. 2. HIDRÓLISIS Se puede realizar catalizada por: • ácidos, • bases, • calor y • Con ayuda de microorganismos • Una solución de azúcares en forma de oligómeros, para después Convertir estos en: • Azúcares Monoméricos, en general glucosa (C6) y xilosa (C5). Estos azúcares son posteriormente convertidos a etanol mediante microorganismos que pueden utilizar uno o varios de los azúcares presentes en el material lignocelulósico pretratado e hidrolizado. Este complejo proceso puede ser representado por las reacciones: Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 3
  66. 66. LOS PRETRATAMIENTOS E HIDRÓLISIS ÁCIDOS TIENEN LA VENTAJA DE QUE: Separan azúcares monoméricos de las hemicelulosas y exponen a las fibras celulósicas a la acción hidrolítica posterior. Tiene la desventaja de generar algunos compuestos inhibidores, por lo que se hace necesario un paso de detoxificación. Las sustancias inhibidoras se originan como resultado de la hidrólisis de los diferentes componentes, de los ácidos orgánicos esterificados de la hemicelulosa, y de los derivados fenólicos solubilizados de la lignina. Así mismo, los inhibidores se forman a partir de productos de degradación de los azúcares solubles y de la lignina (Lynd, 1996; Palmqvist y Hahn-Hägerdal, 2000a, b). Por eso, y dependiendo del tipo de pretratamiento e hidrólisis utilizados, es necesario llevar a cabo la detoxificación de las corrientes que van a ser sometidas a fermentación. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 4
  67. 67. 3. FERMENTACION El Objetivo es fermentar los azúcares monoméricos (glucosa (C6) y xilosa (C5)) a etanol. Los tratamientos enzimáticos son los preferidos (Zaldivar J.y col. 2001). Las opciones a utilizar son las siguientes: • Hidrólisis y fermentación separadas (SHF). Tiene la ventaja de que cada operación puede realizarse en condiciones óptimas de temperatura y pH, pero la acumulación de glucosa como resultado de la hidrólisis, inhibe la actividad de la celulasa. • Sacarificación y fermentación simultáneas (SSF), usando celulasas de fuentes externas. En este caso, la glucosa obtenida es transformada rápidamente a etanol. Este proceso tiene una mayor velocidad de hidrólisis y mayor rendimiento, necesita una carga menor de enzima y reduce el riesgo de contaminación. Se necesita sin embargo un compromiso entre la temperatura de operación, ya que el paso de hidrólisis es más lento que la fermentación. (Una adaptación del proceso SSF, está patentada y se conoce como el proceso Gula SSF - Gauss et al. 1976) • Sacarificación y fermentación separadas en la cual los microorganismos también producen celulasa, llamado también como Conversión microbiana directa. Se emplea clostridia anaeróbica, la cual crece a altas temperaturas produciendo enzimas celulolíticas que hidrolizan el sustrato y los azúcares generados son convertidos inmediatamente en etanol. Tiene las desventajas de un bajo rendimiento en etanol, provocado por la formación de subproductos, la baja tolerancia del microorganismo al etanol y el limitado crecimiento en los siropes hidrolizados. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 5
  68. 68. 4. DESTILACION Consta de tres etapas: • Obtención de etanol crudo (45%), • Rectificación a 96% y • Deshidratación a 99.9%. 5. DISPOSICIÓN DE RESIDUALES Consiste en una solución a los residuales sólidos, líquidos y gaseosos generados en el proceso. Este es un punto muy importante, ya que una de las fuerzas motrices del desarrollo de los procesos de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica, es la preservación del medio ambiente (Szczodrak y Fiedurek 1996). Los procesos de obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica, pueden generar grandes cantidades de desechos como los siguientes: • Productos químicos que es necesario recuperar o disponer • Biomasa celular residual de la fermentación • Agua residual del proceso • Vinazas, el residual de la destilación. Se ha calculado que una planta de 100 millones de litros de etanol al año, genera una contaminación semejante a una ciudad de 1,4 millones de habitantes. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 6
  69. 69. Preparado por: Ricardo Bisso Fernández - Ing. CIP. Petroquímico - Capítulo de Petróleo y Petroquímica – CD CIP Lima 7

×