PRODUCTOS NO ALIMENTICIOS APARTIR DE GRANOS Y CEREALES

- Adela Paspuel Herrera.- Edinso Rodriguez Delzo.

BIOTECNOLOGIA

La Biotecnología en nuestra vida cotidiana y en un mundo que crece y cambiaLA BIOTECNOLOGÍA Y LOS PLÁSTICOS BIODEGRADABLES 

Almidón, un polímero natural fabricado por las plantas (cereales y tubérculos)

papa, yuca, camote, plátano, legumbres, y otras fuentes de almidón con altos contenidos de ácido láctico remplazar al polietileno empleado, por ejemplo, en agricultura para cubrir los suelos y así evitar la aparición de malezas y reducir la cantidad de agua de riego. No tiene que retirarse del campo

El ácido láctico El ácido láctico después es tratado químicamente para dar lugar al

plástico llamado PLA (poliláctido). El PLA sirve para hacer macetas que se pueden enterrar, pañales descartables, hilos para sutura y cápsulas de remedios. 

Bacterias que fabrican en su interior gránulos de un plástico llamado polihidroxialcanoato (PHA)

LA BIOTECNOLOGÍA Y LOS BIOCOMBUSTIBLES En primer lugar, se produce a partir de cultivos agrícolassu combustión produce menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire. Actualmente el alcohol se produce a partir de caña de azúcar, sorgo, remolacha o del maíz, cuyos hidratos de carbono son fermentados a etanol por las levaduras del género Saccharomyces. El mayor inconveniente es que los cultivos vegetales constituyen una materia prima muy cara, que hace que el precio final del producto sea elevado.En este caso, los azúcares se obtendrían de la celulosa de los desechos vegetales. Los principales productores de alcohol para combustible son Brasil, Estados Unidos y Canadá. Brasil lo produce a partir de la caña de azúcar y lo emplea como "hidro-alcohol" (95% etanol) o como aditivo de la nafta. Estados Unidos y Canadá lo producen a partir de maíz y lo utilizan en diferentes formulaciones que van desde el 5% al 85% de etanol. 

BiodieselA partir de granos

UNA "BIOALTERNATIVA": EL BIODIESEL El biodiesel es un combustible que se obtiene por combinación de un aceite vegetal

(también puede ser de grasa animal) con un alcohol, como el metanol. El producto resulta parecido al gasoil derivado del petróleo, y puede emplearse como

sustituto parcial o total de éste.

Los principales países que producen, ensayan y usan biodiesel son Estados Unidos, Canadá, Alemania, Austria, Francia e Italia, y lo emplean en automóviles, camiones y transporte público.

Por ejemplo, una conocida cadena de comidas rápidas transforma el aceite que descarta en biodiesel, combustible que mueve al transporte público de la ciudad austriaca de Graz.

Las ventajas del biodiesel son varias: es biodegradable, disminuye las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera (que contribuye al calentamiento global a través del efecto invernadero), puede mezclarse con otros combustibles y se obtiene a través de un proceso sustentable a partir de fuentes renovables de energía.

Las fuentes más comunes son los aceites de soja, canola, girasol, palma y jatropha. Argentina podría sustituir (al menos parcialmente) el uso del gasoil en el transporte y la maquinaria agrícola, ya que tiene grandes extensiones de cultivos oleaginosos y es líder en la producción y exportación de aceite. La producción y las exportaciones de biodiesel comenzaron en 2008 y de hecho,

hoy Argentina es el primer exportador mundial de biodiesel elaborado a partir del aceite de soja

Biodiesel Biodiesel es un combustible liquido que

se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales, grasas animales y granos.

Biodiesel de alta calidad a partir de desechos de los granos de café Aparentemente el café serviría para

algo más que manteneros despiertos. Gracias a un grupo de investigadores de la Universidad de Nevada los desechos del café podrían servir para hacer biocombustible de alta calidad.

Kondamudi, Mohapatra y Misra llevaron a cabo la fabricación de biodiesel en su laboratorio utilizando restos de café de la famosa cadena estadounidense Starbuck. 

Los investigadores extrajeron el aceite de los restos de granos de café y con la ayuda de metanol e hidróxido de potasio obtuvieron el biodiesel.

Biodiesel a partir de Maíz Una tecnología de extracción de aceite

a partir de granos de destilería desecados (DDG) (inventada por una empresa estadounidense, GS Clean Tech) puede producir dos combustibles a partir de un solo grano de maíz; etanol y biodiésel. 

PRODUCCIÓN DE BIOETANOL

¿Qué es el etanol? Alcohol, líquido, incoloro e

inflamable También como alcohol

etílico.

P. E.: 78 ºC P. F.: -144 ºC M. M.: 46.07 g/mol Densidad: 0.789 g/mol LD50: 7.060 mg/Kg oral Tº inflamab.: 13 ºC

Hidratación de etileno. Fermentación Act. Enz. sobre jarabesazuc.

Destilación y rectificación del petróleo (MTBE)

BIOETANOLFermentación

Alcohólica (anaerobiosis)

Biocombustible

AzúcaresAgricultura

Gasohol

Alconafta

E10, E85 ETBE

Biomasa Desechos agrícolas

Celulosa

Trigo

Maíz

Caña azúcar

Combustibles: Mezcla de gasolina con etanol

OBLIGATORIA %

Tailandia 10 Por ahora en Bangkok

Suecia 5 Todo el territorio nacionalChina 5 Por ahora en 5 provincias

Filipinas 5 Todo el territorio nacionalFrancia 5 Se para el 2010Japón 3 Es opcional, pero le apuntan al 10%

Bolivia 25 Sin fecha

Argentina 5 Se espera para el 2011

Vehículos que utilizan bioetanol: Renault Megane Ford Focus Ford Focus C-Max Volvo C30 Volvo S40 Saab 9-5 BioPowerSaab: 9-X BioHybrid (Concept Car)Ferrari F430 Spider Bio Fuel

Ventajas y desventajas de los biocombustibles

VENTAJAS DESVENTAJAS No incrementa niveles de CO2 en

la atmósfera. Costo de producción casi dobla al

de la gasolina. Proporciona fuente de energía

renovable. Se necesitan grandes espacios

de cultivo. Revitalizan economías rurales,

generan empleo. Potenciación de monocultivos

intensivos (uso de pesticidas y herbicidas)

Se podrían reducir los excedentes agrícolas.

Combustible precisa de una transformación previa compleja.

Se mejora aprovechamiento de tierras de poco valor agrícola.

Su uso se limita a un tipo de motor de bajo rendimiento y poca potencia.

Se mejora la competitividad al no tener que importar fuentes de energía tradicionales.

Principales M.O. Productores de Etanol

Bacterias: Zymomonas mobilisZymomonas mobilis Clostridium

acetobutylicum Klebsiella oxytoca Escherichia coli

Levaduras: Saccharomyces cerevisiaeSaccharomyces cerevisiae Pichia stipitis Pachysolen tannophilus Candida shehate

Saccharomyces cerevisiae

Reino : Fungi

Filo : Ascomycota

Clase : Hemiascomycetes

Orden : Saccharomycetales

Familia : Saccharomycetaceae

Subfamilia : Saccharomycetaidae

Género : Saccharomyces

Especie : S. cerevisiae

Levadura de cerveza

Hongo unicelular Levadura

Tolera ↑ [etanol]

Vino Cerveza

Pan

Etanol Biomasa

Utilidades

Osmotolerante

↑ [azúcar]

No exigente nutricionalmente

Invertasa

Compuestos carbonados

utilizables por S. cerevisiae

D- glucosaD- galactosa

ManosaFructosaSacarosaMaltosa

MelobiosaMelecitosa

TrealosaRafinosa

MaltotriosaDesoxirribosa

D- manitolEtanol

D- glucitolAc. láctico

Materia prima para producción de bioetanol

Proceso de Producción de Bioetanol

Procesamiento de Diferentes Materias Primas

BIOETANOL Es un alcohol elaborado de fuentes

renovables que sigue un procedimiento de fabricación similar al de la cerveza:

O mediante la fermentación directa de productos azucarados:

BIOETANOLLos principales objetivos de la producción de bioetanol Son: Preparar mezclas con gasolina en lugar de otros aditivos

como el ETBE (Etil terbutil éter) o el MTBE (Metil terbutil éter) en proporciones superiores al 5%.

Usarlo como carburante en mezclas con gasolina hasta un 85%.

Suministrarlo como materia prima en la producción del ETBE.

Materias Primas Las principales fuentes

actuales de producción de bioetanol a nivel mundial son: Maíz Yuca Remolacha Sorgo Dulce Caña de Azúcar

Producción de alcohol a partir de Maíz

Producción de Etanol de Yuca

Producción de Etanol de Yuca (continuación)

Producción de Etanol a partir de la Caña de Azúcar

Se obtienen 0,085 litros de etanol/kg de

caña de azúcar. Actualmente, Brasil es el

principal productor mundial de etanol de caña de azúcar.

Produce alrededor de 315 millones de toneladas de caña , y cerca de 2/3 de esta es utilizada para la producción de etanol.

Rendimiento de Cultivos en la Producción de Alcohol

Principales Productores de Bioetanol en el Mundo (2005)

Impacto Ambiental

Propiedades Físico-Químicas de la Melaza

pH: Las melazas de cañas de azúcar son ligeramente ácidas 5.5 – 6.5 Ácidos Alifáticos. 4.5 – Acido sulfúrico.

Densidad: Grados Brix 24º Brix.

Nutrientes: = 85% del maíz en grano.

0.2g de Urea x 1L de melaza

Saccharomyces cereviseae Levadura de excelencia para la producción de Etanol → Industrial → Fácil manipulación y Recuperación.

Ventajas de una Planta de Bioetanol

Cadena Productiva del Etanol Biocarburante

Produccion de 100,000 M3/Año Equivalente al consumo anual de 45,000

vehículos. Requiere 260,000 a 280,000 t de cereal. Reducción en 150,000t de emisiones de CO2 Produccion de 3 a 5 MW a partir de la

biomasa agrícola. Puestos directos de trabajo : 100 Puestos de trabajo indirectos: de 3000 a

5000 (agricultura y transporte, etc.).

CUIDEMOS EL PLANETA NUESTRO UNICO Y VERDADERO HOGAR

Bibliografía http://www.actividades-mcp.es/

gestionresiduos/2012/01/biodiesel-una-nueva-utilidad-del-cafe/

http://erenovable.com/biodiesel-de-alta-calidad-a-partir-de-desechos-de-los-granos-de-cafe/