produccion bioetanol lignocelulosico
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OBTENCION DE
EN
M.C. RAUL CASTAÑEDA
CEJA
BIOETANOL
DEFINICION:Se denomina bioetanol alobtenido a partir de fuentes debiomasa vegetal; mieles y jugosricos en sacarosa de fábricasazucareras, productos ricos enalmidón y a partir de materialeslignocelulósicos.
LIGNOCELULÓSICOS“MATERIA PRIMA
PARA PRODUCCION
DE ETANOL”=Entre las razones fundamentales se tienen
que: La materia lignocelulosica es el productoagroindustrial de mayor abundancia.
Es una fuente de materia prima renovable,por constituir una parte estructural en elreino vegetal.
Los materiales lignocelulósicos son menoscostosos que los materialesconvencionalmente utilizados para produciretanol.
LIGNOCELULÓSICOSCOMPOSICION
• CELULOSA 38 – 50 %•Polímero de glucosa
•HEMICELULOSA 23 – 32 %•Polímero de azúcares de 5 y 6 C
•LIGNINA 15 – 25 %•Complejo de aromáticos
•Alto contenido de fuente de energía
CELULOSA.
LIGNINAExtraibles,
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HEMICELULOSA
INHIBIDORES DE LA FERMENTACIÓN
MADERA
PRETRATAMIENTO
HIDROLISIS
DESTOXIFICACION
FERMENTACION
RECUPERACION
MADERA (ASERRIN)
• PRETRATAMIENTOComplementa la hidrólisis enzimática y posibilita la obtención de altos
rendimientos. Un pretratamiento ideal es reducir el contenido de lignina,
disminuir la cristalinidad de la celulosa e incrementar el área superficial
sobre los residuos de madera.
Por medio de:
Pretratamiento mecánico
Trituración mecánica: Molienda
para reducción de partícula del
tamaño de inferior a 40 mm,
tiene un efecto mínimo en los
rendimientos de la hidrólisis.
VENTAJAS PARA
PRETRATAMIENTO:• Alta velocidad de hidrólisis.
• Alto rendimiento en azucares
fermentables.
• Mínima degradación de
carbohidratos
• No generación de inhibidores de
la fermentación.
• Baja inversión en equipos.
• Bajo costo de operación.
• Reciclo de reactivos.
• Bajo consumo de energía.
• Mínima generación de residuos.
• HIDROLISIS ENZIMATICA
Proceso catalizado por enzimas denominadas celulasas,
cuyo propósito es la degradación de la celulosa.
La tendencia actual es el aprovechamiento integral de la
biomasa, y en especial de otros azúcares como las
pentosas, provenientes de la hemicelulosa, conllevando al
uso de enzimas que actúen sobre dichas substancias como
es el caso de las xilanasas y las xilasas.
Extracto enzimático
ejerciendo una
actividad en celulasa
- termoestable, capaz
de mantener una alta
actividad a
condiciones
industriales de
blanqueamiento
sobre el proceso
VENTAJAS DE LA HIDRÓLISIS
ENZIMÁTICA
Se requieren condiciones
suaves de presión.
Temperatura y pH
adecuados.
Alta especificidad.
No genera inhibidores de la
fermentación.
Bajo consumo de energía.
• DESTOXIFICACION (OPCIONAL)
Eliminar todas aquéllas
substancias que resultan
tóxicas e inhibitorias en la
fermentación. Dichas
substancias suelen formarse
debido a las altas
temperaturas y condiciones
ácidas en las que se
desarrollan las anteriores
etapas. Busca evitar la
formación de otras
substancias durante el
proceso de fermentación que
afecte la producción de
Bioetanol en este proceso del
aserrín en madera.
• Productos de degradación de azúcares.
• Productos de la degradación de la lignina
contaminada para poder obtener la fuente
de energía necesaria en obtención del
producto del bioetanol.
• Componentes derivados de la estructura
lignocelulosa.
• Iones de metales pesados durante el
proceso de destoxificacion en los residuos
de madera.
SUSTANCIAS INHIBITORIAS
MÉTODOS BIOLÓGICOS.
En cuanto a los microorganismos
empleados para detoxificación (en
el caso del uso de bacterias), se
utiliza una cepa aerobica de
Ureibacillus thermosphaericus,
para detoxificar hidrolizado de
madera pre-tratado con ácido
diluido.
• FERMENTACIONProceso biológico de fermentación en
plena ausencia de aire, originado por
la actividad de algunos
microorganismos que procesan los
hidratos de carbono presentes
durante este ultimo proceso para
obtener como productos finales:
• Un alcohol en forma de
Bioetanol.
• Dióxido de carbono en forma de
gas.
• Moléculas de ATP que consumen
los propios microorganismos en su
metabolismo celular energético
anaeróbico.
Aunque más lentas en la ejecución
del proceso de fermentación, las
levaduras son los microorganismos
de mayor uso en la producción de
etanol, debido a su productividad,
baja producción de inhibidores y
facilidad de separación después de
la fermentación con mucho mas
rapidez se obtiene el producto de
bioetanol como biocombustible de
residuos de madera como aserrín
siendo una de las partes agrícolas
mas importantes.
• LEVADURA Y RESULTADO DE BIOETANOL
• Candida (seudotropicalis), Saccharomyces
(ceresviceae, ellipsoideus, anamensisi,
carlsbergensis) y Kluyveromyces marxianus y
fragilis.
• Que además de altas eficiencias, son capaces
de trabajar a temperaturas superiores a los 40°C.