un pequeño vistazo a la manera en como se obtiene el bioetanol.

1. BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
DE PUEBLA
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
TEMA:
OBTENCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE
MAÌZ
ACTIVIDAD:
AFTER THE DRAFT
ALUMNA:
ESCALONA PÉREZ STEPHANIE
MATRICULA:
201502242
DOCENTE:
LUIS FLORES OLMOS
VERANO 2016

2. INTRODUCCIÓN
Durante el desarrollo de este ensayo se presentara una postura imparcial respecto
a si es bueno o malo el biocombustible o si es estrictamente necesario cambiar el
uso desmedido de combustibles fósiles o sintéticos en la industria.
Se abordará más a profundidad el tema de la obtención del bioetanol puesto que
es el tema central y la intención es dar a conocer cómo se hace y qué ventajas
tiene el uso del bioetanol en la industria. También se tocara el punto de algunos
antecedentes del uso de biocombustibles industriales así como la viabilidad de
estos.
TÉSIS
El bioetanol en la mayoría de los casos resulta más eficiente que la mayoría de los
combustibles fósiles.
DEFINICIÓN Y JUSTIFICACIÓN
Este tema llamo mi atención puesto que es el etanol es una materia prima en la
industria, el proceso de obtención del mismo requiere mecanismos de reacciones
químicas así como mecánicas las cuales generan una importante cantidad de
agentes contaminantes ya sea de suelo, aire, agua o tierra.
Es necesario hacer notar que las materias primas, en este caso el etanol, pueden
ser obtenidas por medio de recursos naturales renovables, los cuales podemos
explotar y regenerar con más facilidad que los compuestos derivados del petróleo.
ESTRATEGIA DE INVESTIGACION
Primeramente se seleccionaron las fuentes de información las cuales contemplan
las siguientes páginas y motores de búsqueda:
 Biblioteca digital BUAP
 WebCrawler
 Terra
 Metacherche.com
 Biblioteca digital universitaria UV

3. A continuación y de acuerdo al modelo para evaluar las estrategias de búsqueda
se analizaron los datos de los autores que presentan la información así como la
última actualización de la información y si existen algunas autoridades que avalen
la información presentada.
RESULTADOS DE LA ESTRATEGIA DE INVESTIGACIÓN
Dentro de los resultados que arrojó la búsqueda fueron paginas
sustentadas por diferentes universidades, de igual forma se
encontraron escritos y publicaciones en PFD sustentados por
especialistas en el tema que a su vez están respaldados por
autoridades competentes y reconocidas.
La información encontrada es corroborada y coherente, tiene claridad
y es constantemente actualizada. También los postulados y las teorías
que presenta son comprobados en la actualidad con diferentes
proyectos que se están llevando a cabo.
A continuación se presenta el desarrollo de la investigación.
ANTECEDENTES DE LOS BIOCOMBUSTIBLES
Los biocombustibles no son tan nuevos como se cree, sino que nacieron casi en
paralelo con los combustibles fósiles y los motores a combustión.
Hace más de 100 años Rudolf Diesel creo un prototipo de motor que utilizaba
aceite de cacahuate o maní que luego derivo en el gasóleo pero como el petróleo
era más fácil y económico de obtener se comenzó a utilizar este combustible fósil.
Otro proyecto interesante para la época es que la compañía Standard oil en el
periodo de 1920 a 1924 vendía una gasolina con un 25% de etanol, pero los altos
costos del maíz volvieron inviable económicamente este producto.

4. En 1908 Henry Ford en su modelo T usaba etanol en sus principios. Poco después
en la década del 30, Ford y otras personas trataron de reflotar la fabricación de
biocombustibles por eso construyeron una planta de biocombustibles en Kansas
que elaboraba alrededor de 38.000 litros diarios de etanol en base al uso del maíz
como materia prima. En esta época más de 2000 estaciones de servicio que
vendían este producto.
En los años 40 se debió cerrar esta planta ya que no podía competir con los
precios del petróleo.
En la década del 70 como consecuencia de la crisis del petróleo EEUU comienza
nuevamente a mezclar gasolina y etanol dando un importante auge a los
biocombustibles que no ha parado de crecer desde estos años hasta la actualidad
en este país pero también en Europa.
Hasta mediados de los 80 se trabajaba y experimentaba en biocombustibles de
primera y segunda generación basados en cultivos alimenticios, pero surgieron
diversos sectores que advirtieron del peligro de utilizar alimentos para fabricar
combustibles.
Ante esta situación se comenzó a buscar materias primas alternativas que no
afecten la seguridad alimentaria como algas y otras vegetales que no son
comestibles dando origen a los biocombustibles de tercera generación.
Muy pronto los biocombustibles serán protagonistas del siglo XXI por ser más
ecológicos que los fósiles

5. EL MAÍZ
El maíz es una gramínea que posee fotosíntesis de tipo C4. Su cultivo produce
una gran cantidad de biomasa, de la que se aprovecha cerca del 50 por ciento en
forma de grano. El resto, corresponde a diversas estructuras de la planta: caña,
hoja, limbos y mazorca entre otros. Con agricultura mecanizada la producción por
hectárea se sitúa, en promedio, alrededor de los 9000 kg/ha (peso fresco de
grano, con un contenido del 15 por ciento de agua) y, en condiciones muy
favorables, puede llegar a alcanzar valores de 10000 kg/ha. El grano representa
aproximadamente la mitad del peso seco aéreo de la planta. En la composición
típica promedio del grano de maíz, que constituye la materia prima para la
producción de bioetanol, un 66 por ciento de su biomasa (peso seco, una vez
descontado el 15 por ciento de humedad que se considera un valor estándar)
corresponde al almidón, un 3.9 por ciento son aceites y cerca de un 29 por ciento
corresponde al gluten con diferentes proporciones de proteínas. La producción de
biomasa residual (cañas, hojas, chalas y mazorcas), oscila entre 7 y 10 toneladas
de peso seco por hectárea.
Esta planta requiere unos 1000 m3 de agua lo que supone que, una parte de la
producción, se obtiene en cultivos de regadío. Además de consumir importantes
cantidades de agua, ésta debe de ser bombeada y transportada a expensas de un
consumo de energía eléctrica. La producción de maíz sólo se logra invirtiendo una
cantidad considerable de energía fósil (petróleo) en forma de fertilizantes,
herbicidas e insecticidas, gasoil consumido en la maquinaria agrícola, electricidad
utilizada en los regadíos y transporte asociado al cultivo.
Así mismo la energía invertida en el cultivo de una hectárea de maíz asciende a
5145 Kcal/a que provocan unas emisiones de 1900 kg de CO2 con lo que
podemos considerar que el cultivo de una hectárea de maíz tiene un balance neto
de fijación de algo más de 30 ton de CO2.

6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Una de las ventajas más representativas de la destilación del maíz para obtener
bioetanol es que reduce la dependencia del petróleo y es una fuente de
combustible que al utilizarse genera de entre un 40-80 % menos gases de
invernadero que el etanol obtenido de combustibles fósiles. Existe la posibilidad de
que el bioetanol extraído del maíz pueda ser modificado para no generar residuo
alguno, es decir que todo el maíz se aproveche sin generar un desperdicio, de
igual forma esto aumentaría la calidad de la sustancia destilada
 Disminución de las emisiones de CO2
Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable
tengamos que proceder a una combustión, y el resultado de la misma sea
agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se
puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas
durante su crecimiento. Es decir, que no supone un incremento de este gas
a la atmósfera.
 No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados, ni apenas partículas
sólidas.
 Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce
en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los
excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento de las
tierras de retirada.
 Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado
de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.
 Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a
monocultivos cerealistas.
 Puede provocar un aumento económico en el medio rural
 Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.

7. En la actualidad la tecnología aplicada a la biomasa está sufriendo un gran
desarrollo. La investigación se está centrando en los siguientes puntos:
 En el aumento del rendimiento energético de este recurso
 En minimizar los efectos negativos ambientales de los residuos
aprovechados y de las propias aplicaciones
 En aumentar la competitividad en el mercado de los productos
 En posibilitar nuevas aplicaciones de gran interés como los biocombustibles
Dentro de las desventajas están:
 Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los
combustibles fósiles.
 Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de
la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.
 Producción estacional
 La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que
ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y
almacenamiento.
 Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización
¿CÓMO SE OBTIENE?
El proceso químico de producción de bioetanol se basa simplemente en una
fermentación, que es un cambio químico en las sustancias de naturaleza orgánica
llevado a cabo por la acción de enzimas. Lo que ocurre en una fermentación es
que las sustancias orgánicas complejas se transforman en otras simples.
Primero para la producción de bioetanol a partir del maíz existen dos procesos
principales: la molienda en seco y la molienda en húmedo. La molienda en
húmedo es un proceso donde el grano de maíz se debe separar en sus
componentes, la ventaja de este proceso es que se obtienen subproductos que

8. tienen muchísimos usos más. En la molienda en seco se fermenta el puré de maíz
entero.
Los subproductos de la molienda en húmedo son usados como gasificantes
(anhídrido carbónico) o para congelas carne, también los granos destilados son
usados para alimentar ganado.
Posteriormente se pasa a la fermentación, el método más eficaz en la
fermentación alcohólica, ésta es llevada a cabo mayoritariamente por levaduras,
ya que una de las características más conocida de las levaduras es su capacidad
para fermentar los azúcares para la producción de etanol. Las levaduras se han
utilizado a lo largo de la historia para fermentar azúcares del arroz, del trigo,
cebada y del maíz para producir bebidas alcohólicas y también en la industria
panadera. La mayoría de las levaduras que se cultivan son del género
Saccharomyces. Concretamente la especie Saccharomyces cerevisiae es una de
las más utilizadas ya que participa en muchas de las fermentaciones que hemos
mencionado. La diferencia es que cuando se termina de utilizar un lote de
levadura destinado a la fabricación de pan, a usos médicos o a la fabricación de
alimentos, el medio de cultivo en el que han crecido las levaduras se desecha. Sin
embargo, en la elaboración de bebidas alcohólicas y alcoholes industriales, el
medio de cultivo es el producto final y en este caso son las propias levaduras las
que se desechan.
Además de la molienda en seco y húmedo el maíz pasa por un proceso de
hidrolisis el cual hace que los azucares de los almidones se conviertan en
azucares aún más sencillos y se puedan transformar en alcohol. La hidrolisis
divide las moléculas de celulosa con ayuda de moléculas de agua.
Tipos de hidrolisis: principalmente se realizan procesos con ácidos concentrados y
bajas temperaturas, también se utilizan ácidos diluidos y altas temperaturas así
como varios tipos de enzimas especiales.
H. con ácidos concentrados: En este proceso se añade entre 70-77% de ácido
sulfúrico a la biomasa, que ha sido secada previamente hasta obtener una

9. humedad menor del 10%. La proporción de ácido es de 1:25 por cada parte de
biomasa y se mantiene a una temperatura controlada de 50ºC. Entonces se añade
agua, para diluir el ácido a un 20-30% de la mezcla, aumentando su temperatura
hasta los 100ºC. El gel producido en este proceso es prensado para obtener la
mezcla de ácido y azúcar, que finalmente son separados. Este es un proceso del
que se obtiene rendimientos muy elevados pero a un coste igualmente muy
elevado, por lo que industrialmente no se realiza.
H. con ácidos diluidos: Es uno de los procesos de hidrólisis más antiguos, simples
y eficientes para la producción del alcohol. El primer paso es mezclar una
proporción de 0,7% de ácido sulfúrico con la hemicelulosa presente en la biomasa,
para que se hidrolice a 190ºC. La segunda parte consiste en optimizar el
rendimiento de la reacción con la parte de la celulosa más resistente, para ello se
usa un 0,4% de ácido sulfúrico a 215ºC. Finalmente los líquidos hidrolizados son
neutralizados y recuperados, normalmente mediante percolación.
H. enzimática: Consiste en “romper” (hidrolizar) la celulosa por la adición de
determinadas enzimas. La celulosa es degradada por las celulosas a azúcares,
que pueden ser fermentados por levaduras o bacterias para producir etanol. En
síntesis, el proceso consiste en descomponer la celulosa y la hemicelulosa del
residuo en azúcares sencillos y transformarlos en etanol por fermentación. En
primer lugar se lleva a cabo un pre-tratamiento del residuo cuyo objetivo es
alcanzar los mejores resultados en las etapas siguientes (hidrólisis y
fermentación). Desde el punto de vista económico, esta etapa es crítica, puesto
que gran parte del coste total del proceso estaría en esta primera etapa. Como
resultado del pre-tratamiento se obtiene una disolución de azúcares provenientes
de la ruptura de la hemicelulosa y un residuo sólido (constituido principalmente por
la celulosa del residuo original).
La hidrólisis enzimática presenta ventajas frente a la hidrólisis química, como
menores costes de equipamiento (debido a que se realiza a presión atmosférica y
a temperatura próxima a la ambiental), mayores rendimientos y no necesita utilizar
agentes químicos.

10. Posteriormente a la fermentación y transformación de azucares a alcohol se debe
destilar este alcohol y obtener el etanol, esto ocurre por medio de la destilación. Es
decir separar, mediante calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla.
Una forma de destilación, conocida desde la antigüedad, es la obtención de
alcohol aplicando calor a una mezcla fermentada. El alcohol producido por
fermentación contiene una parte significativa de agua, que debe ser eliminada
para su uso como combustible. Para ello se utiliza un proceso de destilación,
aprovechando que el etanol tiene un punto de ebullición menor (78,3ºC) que el
agua (100ºC), la mezcla se calienta hasta que el alcohol se evapore y se pueda
separar por condensación del mismo.

11. CONCLUSIÓN
Una vez establecidos los puntos a favor y en contra así como los gastos que
involucra el mantenimiento de un cultivo lo suficientemente grande de maíz, el
lector podrá formarse una juicio sobre si es bueno o no el hecho de utilizar
bioetanol en la industria y si es viable usar los residuos como combustible para los
vehículos de combustión interna.
De igual forma es posible evaluar la viabilidad de fomentar proyectos de
investigación y desarrollo de biocombustibles, ya sean biodiesel o biogasolina a
partir de los residuos del etanol generado a partir de los granos de maíz y caña de
azúcar, puesto que durante el desarrollo de la investigación se descubrió que
además del maíz, la caña de azúcar resulta igual de viable o factible para producir
etanol para la industria.
Previamente se hizo mención de los procesos que se llevan a cabo para convertir
los almidones en alcohol y posteriormente en etanol, por lo tanto es posible inferir
que el proceso probablemente no es muy rápido pero si eficaz y eficiente, por
ende la viabilidad ecológica es verdaderamente significativa.
¿Es posible cambiar el uso de combustibles en la industria? Esta es una cuestión
que surge durante la investigación puesto que es necesario para no acabar con el
planeta, pero, la duda es saber si podemos nosotros como personas comunes
lograr un cambio en el manejo de combustibles industriales a nivel mundial. Pues
bien, tal vez un cambio a gran escala requiera inversiones de magnitudes
estratosféricas incluso un pequeño proyecto escolar en base a bioetanol podría
llevar años e impresionantes cantidades de capital, por el contrario el difundir la
idea no cuesta nada.
Existe una cantidad razonable de proyectos e investigaciones abandonadas por
falta de capital o por que la producción es muy lenta, pero poco a poco veremos
que los combustibles fósiles se agotaran y no nos quedara otra que recuperar los
proyectos desechados. Probablemente ahora un cambio radical no sea posible
pero el tiempo mismo nos obligará a cambiar.

12. REFERENCIAS
 Arvisú, J. “El cultivo del maíz, temas selectos”, editorial Mundi-Prensa, 1ra
edición noviembre de 2011.
 José Luis Arvizu Fernández. (2011)”Biocombustibles derivados del maíz”
[archivo PDF]. México, D.F. Recuperado de:
http://www.iie.org.mx/boletin012012/tecni1.pdf
 Buchheit, Joshua K. “ALTERNATIVA EN LA PRODUCCION DE ETANOL”
Rural Enterprise and Alternative Agricultural. Volumen N° 13. 2002
 Aureum, M. (2016). Etapas en el proceso de obtención de bioetanol. [online]
Miliarium.com. disponible en:
http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Biocombustibles/EtapasP
rocesoProduccionBioetanol.asp [acceso 20 Jun. 2016].
 García, C. (2010) “Biocombustibles ¿alimentos o energía? [PDF] disponible
en:
http://www.ub.edu/ecologia/carlos.gracia/PublicacionesPDF/Cap%C3%ADtu
lo%204_Bioetanol.pdf [pag. 77-83]
 Aureum, M. (2016). BIOMASA. [online] Miliarium.com disponible en:
http://www.miliarium.com/Bibliografia/Monografias/Energia/EnergiasRenova
bles/Biomasa/Welcome.asp [acceso 19 Jun. 2016]
 Elplasticomata.com. (2016). El Plástico Mata. [online] Available
at:http://elplasticomata.com/ [Accessed 15 jun. 2016].