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biocombustibles segunda generacion
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BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS LIGNOCELULÓSICOS
JAIME ANTONIO RANGELHUGO ANDRÉS GUTIERREZ
LINA MARÍA WADNÍPAR
UNIVERSIDAD DE MANIZALESNOVIEMBRE 24 DE 2011
INTRODUCCION Biocombustible se denomina a cualquier tipo de combustible
que derive de la biomasa, nombre dado a cualquier materia orgánica que haya derivado de animales y vegetales como resultado de un proceso de conversión fotosintético; la energía de la biomasa se obtiene la madera, residuos de procesos agrícolas y forestales, de la basura industrial, humana y animal. (Hernández y Hernández, 2008)
Representan en la actualidad un potencial de energía renovable,
En el presente ensayo de tratará a cerca de los materiales lignocelulósicos, que se han convertido en una opción de producción de biocombustibles, los cuales podrían poner fin a la dependencia de los combustibles tradicionales.
OBJETIVOS
Describir las características de los biocombustibles a partir de biomasa lignocelulósica.
Establecer las potencialidades de la producción de biocombustibles de segunda generación y sus implicaciones socioeconómicas
Describir las bondades de este tipo de biocombustible para con el medio ambiente
Establecer las condiciones y producción a nivel mundial y nacional
MARCO TEÓRICO
Biocombustibles de Primera y Segunda generación
Los 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 biomasa1. Natural2. Residual3. Cultivos energéticos Componentes de la Biomasa1. Celulosa2. Hemicelulosa3. 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
BiomasaResiduos IndustrialesCultivos energéticosDesechos Solidos
Pre tratamiento•Acido•Alcalino•Solvente•Mecánico
Hidrólisis enzimáticaDe 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 segunda generación se fabrica típicamente mediante gasificación de la biomasa seguida por un proceso Fischer-Tropsch.
Este es un método para sintetizar hidrocarburos líquidos, incluyendo alcanos, a partir de monóxido de carbono e hidrógeno.
El procesamiento BTL consiste en cuatro pasos:Pirolisis de la biomasaGasificaciónTratamiento del gasSíntesis del combustible.
Diagrama Biodiesel Sintético
Otros Productos
SyngasGas Natural Bio-sinteticoDimetil eterMetanolDiesel por pirolisis verdeDiesel HTUCarburante Serie p
VENTAJAS DESVENTAJAS Y AMBIENTALES
Mayor rendimiento en combustibles o energía por unidad de área, dado su gran potencial de aprovechamiento.
Gran Diversidad de materiales (materias primas) y en especial los residuos y desechos de la industria y vida urbana
Oportunidad de evaluar biocarburantes y optimizar su eficiencia energética.
Menor nivel de fertilización, emisión de gases efectos invernadero, consumo de agua utilizando materiales nativos.
Reducción en emisiones de CO2
Efecto sobre las tierras marginales aptas o no para la agricultura comercial, que pueden también causar un daño ambiental, aumento en los niveles de Co2, así como la competencia por las tierras para usos forestales, agrícolas y urbanos.
precaución en la utilización de organismos genéticamente modificados para las variedades de cultivo, como en los organismos para la transformación de estas fibras
VENTAJAS DESVENTAJAS Y AMBIENTALES
DISCUSION
La producción de etanol a partir de los residuos lignocelulósicos no es algo nuevo. Durante la segunda guerra mundial, los Estados Unidos ante la necesidad y escasez de este insumo se vieron obligados a desarrollar una infraestructura para obtener grandes cantidades de alcohol etílico a partir de la madera. El proceso fundamentalmente se mantiene sin cambio alguno desde más de 60 años, es decir, no hay ningún avance
No existe en todo el mundo ni una sola aplicación comercial sobre la producción de alcohol etílico por medio de residuos lignocelulósicos. Y si existen son en calidad de plantas piloto o en vía de proceso de escalado luego de los experimentos de laboratorio en vidrio. Es más, esto es un esfuerzo de carácter mundial, nadie ha podido llegar a lograr una forma de despolimerizar la celulosa de un modo comercialmente eficiente
DISCUSION
la industria azucarera ha entendido que es más rentable virar los excedentes azucareros a alcohol y no a melaza o azúcar cristalizada, aparecen muchos más obstáculos para poder competir contra una industria tan eficiente, concentrada y que aprovecha con tanta eficacia sus materias primas. Y es que un ingenio tiene todo concentrado, sus cultivos, sus fermentadores, no genera contaminantes, es neutro en emisiones, todo es útil y todo es rentable
CONCLUSIONES
Pensar en el aprovechamiento integral de los recursos es una obligación. Pensar en obtener combustibles ecoamigables por procesos sostenibles es un objetivo encomiable que demuestra el alto nivel de compromiso que hay en los nuevos gobiernos. La celulosa es el polímero natural más abundante en el mundo, es muy versátil y ha sido muy útil para la humanidad, que ha basado sus textiles y la industria papelera en él. Pero es esa misma resistencia que proviene desde sus niveles moleculares, la que presenta una dificultad
Una gran ventaja es que no tiene que pensarse en cultivos de uso exclusivo para poder obtener dichos combustibles, porque los cereales aun en la actualidad pueden proveer la biomasa necesaria, por tanto, no hay que entrar en el debate sobre la pérdida de terrenos para producir alimentos por pretender reemplazarlos con cultivos para uso energético.
CONCLUSIONES
El bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos hace uso de procesos en sí mismo diseñados y aprovechados por el hombre desde hace siglos, las fermentaciones son procesos que ya han llegado a su madurez de desarrollo, la hidrólisis es un proceso que ahora ha llegado a su máximo desarrollo, en donde por los medios con lo que ahora se cuenta se llega los mejores resultados.
Este proceso emite muchos efluentes volátiles y gaseosos que es menester controlar para evitar perder materia y energía en el proceso. A su vez, es posible pensar que este proceso puede convertirse en un sistema de cogeneración energética que complemente a la producción de electricidad por medio de la combustión del carbón. En fin, los límites son vastos y estamos en el momento de poderlos explorar.
RECOMENDACIONESLas fluctuaciones inherentes a los mercados de
los commodities harán que en el futuro sea posible la masificación de la producción de etanol para combustión a partir de los residuos lignocelulósicos. Más que todo lo hará viable el precio del maíz, que es cultivado por los granos que son su fruto, por tanto, a mayor precio más posibilidad que aumente la siembra.
Por eso, es que es más viable que inviertan más recursos de investigación y desarrollo en encontrar una forma de aprovechar los residuos de este cereal, las plantas secas, sus hojas, sus tallos, etc.
RECOMEDACIONES
En Colombia, existen a su vez muchos cultivos de los cuales es posible obtener etanol, aun así la infraestructura nacional busca evitar la sobre oferta de azúcar, más que la optimización de otros cultivos. Por tanto se están dejando a un lado los residuos del café, la yuca, el palma aceitera, etc. que pueden llegar a tener un gran potencial de aprovechamiento
Hacer recomendaciones es complejo, pero se puede esperar que se encuentre mejores sistema de aprovechamiento, microorganismos más eficientes que las levaduras o las zimomonas. Asimismo, que se aprovechen cultivos más centralizados, que reduzcan el sobrecosto del transporte.
RECOMENDACIONESLa ruta biotecnológica siempre es una ruta
ineficiente, porque presupone el mantenimiento de un ser vivo, es decir, existen demoras y desperdicios, así como no hay catalizadores o aceleradores para mejorar un proceso biológico. Por tanto es importante analizar la posibilidad de obtener etano a partir de la celulosa y proceder a hacer la ruta química para obtener etanol.
Es probable que por este medio se obtengan mejores resultados o al menos resultados más veloces y con las mismas cantidades
MUCHAS GRACIAS
