UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
              La Universidad Católica de Loja




Centro de Biología Celular y Mole...
Un poco de historia ….


Libro del Génesis (9: 20,21): “Noé se
dedicó a la labranza y plantó una
viña. Bebió del vino, se ...
La sustitución de los combustibles denominados fósiles o tradicionales,
derivados del petróleo, por otros, de origen veget...
Fermentación: “La vida sin aire”

Son los cambios químicos en las sustancias orgánicas
producidos por la acción de las enz...
La idea de utilizar productos vegetales en el corazón mismo del motor
no es ninguna novedad. Rudolf Diesel, utilizó aceite...
Materias ricas en almidón: cereales (maíz, trigo, cebada,
    etc.) y tubérculos (camote, papa, yuca, etc).




    Materi...
Oleaginosas.




                          Biodiesel

 Es un combustible producido a partir de materias de base
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Producción:

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Biogás
Biogás se considera a la mezcla de gases resultantes de la
descomposición de la materia orgánica realizada por acci...
Producción de energía (calor, luz, electricidad).

Transformación de desechos orgánicos en fertilizante de alta
calidad.

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Fermentación alcohólica
 Fenómeno de origen microbiológico donde hongos
 unicelulares llamados levaduras, transforman el a...
CULTIVO         RDTO DEL ALC (l/ton)   RDTO DEL CUL     PRODUCTIVIDAD DE
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Es utilizado para incrementar el octanaje y mejorar la
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Degradación de Bagazo de Caña usando especies
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Sustrato Bagazo de Caña [1%]

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Biocombustibles

  1. 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja Centro de Biología Celular y Molecular BIOCOMBUSTIBLES Fabián Carrión M fhcarrion@utpl.edu.ec 1
  2. 2. Un poco de historia …. Libro del Génesis (9: 20,21): “Noé se dedicó a la labranza y plantó una viña. Bebió del vino, se embriagó y quedó desnudo en medio de su tienda. …” 6000 a.C.: Los sumerios y babilonios usaban levaduras para fabricar cerveza. Siglo XIV : Destilación de bebidas alcohólicas. Finales del siglo pasado ciclo energía BIOCOMBUSTIBLE 2
  3. 3. La sustitución de los combustibles denominados fósiles o tradicionales, derivados del petróleo, por otros, de origen vegetal, cobra una gran importancia en nuestros días por varias razones fundamentales, como el hecho de provenir de una fuente renovable, ser un instrumento de lucha contra el deterioro medioambiental, además de un factor de desarrollo de la agricultura e industrias derivadas. A medida que aumenta el agregado de alcohol en la mezcla, la combustión libera menor cantidad de contaminantes a la atmósfera, en especial CO. Los BIOCOMBUSTIBLES son alcoholes, éteres, ésteres y otros compuestos químicos, producidos a partir de biomasa, como las plantas herbáceas y leñosas, residuos de la agricultura y actividad forestal, y una gran cantidad de desechos industriales, como los desperdicios de la industria alimenticia. BIOMASA: materia orgánica de origen animal o vegetal. La mayoría de las especies vegetales utilizan la energía solar para crear azúcares, partiendo de sustancias simples como el agua y el dióxido de carbono, almacenando esta energía en forma de moléculas de glucosa, almidón, aceite, etc. TIPOS: alcohol etílico o etanol, metanol, biodiésel y biogás. Se utilizan principalmente como fuente de energía de vehículos a motor y para producir energía eléctrica. 3
  4. 4. Fermentación: “La vida sin aire” Son los cambios químicos en las sustancias orgánicas producidos por la acción de las enzimas, producidas por organismos diminutos tales como los mohos, bacterias y la levadura. Generalmente, la fermentación produce la descomposición de sustancias orgánicas complejas en otras simples, gracias a la acción de los biocatalizadores. El desarrollo de las fermentaciones ha permitido el avance en la investigación de Biocombuestibles. 4
  5. 5. La idea de utilizar productos vegetales en el corazón mismo del motor no es ninguna novedad. Rudolf Diesel, utilizó aceite de maní para impulsar una de sus creaciones en la exposición de París de 1900. “ Los combustibles del futuro serán derivados del agro” Henry Ford Materias ricas en sacarosa: caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce. 5
  6. 6. Materias ricas en almidón: cereales (maíz, trigo, cebada, etc.) y tubérculos (camote, papa, yuca, etc). Materias ricas en celulosa: madera y residuos agrícolas 6
  7. 7. Oleaginosas. Biodiesel Es un combustible producido a partir de materias de base renovables, como los aceites vegetales, que se puede usar en los motores diesel. Químicamente constituyen largas moléculas de ácidos grasos que al estar oxigenadas, le otorgan al motor una combustión mucho más limpia. Este producto puede ser producido a partir de distintas fuentes de aceite, como, soja, colza, girasol, maní y grasas animales. Este combustible puede utilizarse puro (B100, conocido como “gasoil verde”), o en mezclas de diferentes concentraciones con el diesel de petróleo. La mezcla más utilizada es al 20%. 7
  8. 8. Producción: Me OH Na OH Glicerina Biodiesel Es el único combustible alternativo en cumplir con los requisitos de la Agencia de Protección Ambiental (EPA). Es el único combustible alternativo que funciona en cualquier motor diesel convencional, sin ser necesaria ninguna modificación. Puede usarse puro o mezclarse en cualquier proporción con el diesel de petróleo. Reduce aproximadamente en 80% las emisiones de CO2, y casi 100% las de SO2 . La combustión disminuye en 90% la cantidad de hidrocarburos totales no quemados, y entre 75-90% en los hidrocarburos aromáticos. Reduce en un alto porcentaje los riesgos de contraer cáncer. Puede extender la vida útil de los motores porque posee mejores cualidades lubricantes que el combustible tradicional. Puede fabricarse a partir de cultivos tradicionales. 8
  9. 9. Biogás Biogás se considera a la mezcla de gases resultantes de la descomposición de la materia orgánica realizada por acción bacteriana en condiciones anaerobias. En forma natural ocurre en el fondo de charcas, pantanos, minas de carbón y da lugar al llamado gas del pantano, que es un gas combustible. El biogás se produce en un recipiente cerrado denominado BIODIGESTOR. El biodigestor, posee un conducto de entrada a través del cual se suministra la materia orgánica (estiércol animal, aguas sucias de ciudades, residuos de mataderos) en forma conjunta con agua, y un conducto de salida en el cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor. Producción: 9
  10. 10. Producción de energía (calor, luz, electricidad). Transformación de desechos orgánicos en fertilizante de alta calidad. Mejoramiento de las condiciones higiénicas a través de la reducción de patógenos (insectos, microorganismos) Reducción en el uso de leña por descenso de la deforestación. Ventajas ambientales a través de la protección del suelo, del agua, del aire y la vegetación leñosa, Beneficios micro económicos a través de la sustitución de energía y fertilizantes, aumento en la producción agrícola ganadera. Bioetanol Se denomina así al alcohol etílico deshidratado (99.4% de pureza) utilizado en motores a explosión, que sustituyen parcial y/o totalmente a la gasolina. Estos alcoholes tienen un alto contenido de oxígeno y se produce a través de un proceso de fermentación, convirtiendo los carbohidratos de la biomasa en etanol. El etanol producido de biomasa celulósica es actualmente uno de los temas de investigación más importante. 10
  11. 11. Fermentación alcohólica Fenómeno de origen microbiológico donde hongos unicelulares llamados levaduras, transforman el azúcar presente en el mosto en alcohol etílico, gas carbónico, energía y algunas otras sustancias (aldehídos, ácidos, alcoholes superiores, ésteres) . El proceso es exotérmico y anaeróbico. AZUCAR ETANOL + CO2 + ENERGIA +… y/o Catalizador Biológico sustrato 11
  12. 12. CULTIVO RDTO DEL ALC (l/ton) RDTO DEL CUL PRODUCTIVIDAD DE (ton/ha) ALCOHOL (l/ha) Caña 70 70 4900 Yuca 180 20 3600 Sorgo azucarado 86 35 3010 Trigo 340 1.5 510 Trigo (alto rdto) 350 3.0 1050 Maíz 370 6.0 2220 Cebada 250 2.5 625 Papas 11 25 2750 Arroz 430 2.5 1075 Uvas 130 25 3250 Comparación del rendimiento alcohólico en diversos cultivos. 12
  13. 13. Es utilizado para incrementar el octanaje y mejorar la calidad de las emisiones de la gasolina, al convertirla en un combustible oxigenado. Este producto le otorga un valor agregado a la materia prima. Por otro lado, genera co-productos en el proceso, CO2 para uso industrial, productos con alta concentración de proteínas para alimentación ganadera. Contribuye con el medio ambiente al disminuir la emisión de gases producidos por combustibles fósiles no renovables. En el caso de la caña, ya sea el azúcar o el bagazo pueden utilizarse como fuente de energía. El bagazo es muy útil como combustible, forraje, material para la construcción y producción de celulosa. 13
  14. 14. Degradación de Bagazo de Caña usando especies de hongos Basidiomicetos. Hong. Basid Bagazo de Caña Lignina + Celulosa papel Bioetanol 14
  15. 15. Sustrato Bagazo de Caña [1%] 3000 2750 2500 Actividad Enzimatica, U/m 2250 2000 1750 25-Ch 1500 45-Ch # 99 1250 1000 750 500 250 0 2 5 7 9 12 14 16 19 21 23 26 28 30 33 35 37 40 Tiempo, dias Gracias por su atención 15

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