APLICACIONES DE LA MICROBIOLOGIA AMBIENTAL: PRODUCCION DE COMBUSTIBLES (ETANOL E HIDROGENO)

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CONTENIDO

INTRODUCCION        3

SITUACIÓN DE LOS BIOCOMBUSTIBLES EN EL MUNDO        3

COSTOS DE PRODUCCIÓN        4

PRODUCCIÓN DE ETANOL COMO ALCOHOL CARBURANTE        6

Crecimiento y multiplicación celular        7

Curva de crecimiento microbiano        8

Fase de adaptación        8

Fase logarítmica        8

Fase estacionaria        9

Fase de muerte        9

Saccharomyces cerevisiae        9

Requerimientos nutricionales        11

Factores que intervienen en la reproducción de la levadura        11

Metabolismo de los carbohidratos        12

Glucólisis (Embden – Meyerhof – Parnas)        12

Ciclo de ácidos tricarboxílicos (Ciclo de Krebs)        14

Bacterias lácticas como contaminantes        15

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DEL ETANOL A PARTIR DEL MAIZ        15

DEMANDA        18

CONCLUSIONES        20

PRODUCCION DE HIDROGENO APARTIR DE MICROORGANISMOS        22

INTRODUCCIÓN A LA PRODUCCION DE HIDROGENO        22

BIOQUÍMICA DE LA PRODUCCIÓN DE BIOHIDRÓGENO        23

MÉTODOS PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOHIDRÓGENO        26

SUSTRATOS Y PRETRATAMIENTOS        31

SUSTRATOS DE MATERIAL DE DESECHO        32

PRETRATAMIENTOS DEL SUSTRATO        32

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES        33

CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL PROCESO        33

TIPOS DE OPERACIÓN        33

CONCLUSIONES        38

BIBLIOGRAFIA:        39

INTRODUCCION

Existen dos grandes problemas que enfrenta el mundo en el área energética: la disminución de las reservas petroleras y la contaminación causada por la quema de los combustibles fósiles. A partir de la revolución industrial (siglo XVIII y XIX) se comenzó a observar la presencia de gases emitidos durante los procesos productivos, y solo hasta el siglo XX, los científicos y los políticos comenzaron a tomar en consideración las alteraciones generadas a los ecosistemas y a la población humana.

La energía primaria proviene aproximadamente en 80% de petróleo, carbón y gas natural y aún para el año 2030 las fuentes renovables seguirán representando una pequeña fracción de la energía global. En los próximos cuarenta años será más difícil producir petróleo, esto es debido a que actualmente se extraen crudos cada vez más pesados los cuales son más difíciles de refinar, afectando directamente al costo de producción de combustibles, así como el hecho de que la política, la economía y la tecnología definen en el mercado el precio del petróleo.

Una alternativa es el uso de biocombustibles, definidos como combustibles líquidos o gaseosos potencialmente renovables, que pueden utilizarse para la generación de electricidad, calor y energéticos. Los biocombustibles como: etanol, butanol, diesel, hidrógeno y metano, son sintetizados a partir de fuentes biológicas.

SITUACIÓN DE LOS BIOCOMBUSTIBLES EN EL MUNDO

El incremento del precio del petróleo, la naturaleza finita de los combustibles fósiles y la preocupación con respecto al impacto ambiental, especialmente sobre la emisión de gases de efecto invernadero (GEI), han establecido la necesidad de buscar nuevas fuentes energéticas; así como desarrollar tecnologías alternas para motores de combustión. Debido a que aproximadamente el 98% de las emisiones de carbono resultan de la combustión de energéticos fósiles.

A partir de la crisis de petróleo en la década de 1970, surgió gran interés en desarrollar biocombustibles para el uso en medios de transporte en países como: Brasil, Estados Unidos, China, Kenia y Zimbawe.

En la actualidad el sector de transporte es casi totalmente dependiente de los combustibles derivados de petróleo, alcanzando el 73.3% del consumo global de petróleo. La mayoría de los expertos coinciden en que de continuar la extracción al ritmo actual, las reservas de petróleo se agotarán para mediados del presente siglo. A pesar de la existencia de tecnologías para captar energía solar, hídrica y eólica, el uso de biocombustibles líquidos y gaseosos a partir de biomasa permitirá cubrir gran parte de la demanda energética requerida para el transporte

COSTOS DE PRODUCCIÓN

Obtener los costos de producción siempre ha sido una cuestión complicada, dada la cantidad de factores que hay que tomar en cuenta. Además de los costos fijos y variables normales, hay que estimar el costo de oportunidad y el impacto de las variables macroeconómicas en el sector.

En el caso que nos ocupa, se agrega el hecho de que el etanol carburante es una actividad nueva en México, donde concurren costos agrícolas, de transporte de materias primas, inversión, transformación, almacenamiento, distribución, y comercialización, entre otros.

Tomaremos los costos obtenidos del estudio realizado por la Secretaria de Energía (SENER), el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y la Agencia de Cooperación Técnica Alemana (GTZ).3

En la parte de los insumos el estudio hace el análisis de cinco cultivos: caña de azúcar, maíz, yuca, sorgo y remolacha azucarera. En la parte de la transformación, consideró tecnologías disponibles y maduras. Se incluyó el valor anualizado de las inversiones a una tasa de descuento de 12%, una vida económica de 10 años y costos de operación y mantenimiento. De los datos anteriores se deduce que la materia prima agrícola y el método a partir del cual se decida obtener etanol, determinan mayormente el costo principal. En este ejercicio, al utilizar los cultivos ya señalados y combinándolos con las distintas tecnologías disponibles y los diversos métodos conocidos, la caña de azúcar miel pobre representa 65% del costo total; la caña de azúcar miel rica, 40%; la caña jugo directo, 63%; la caña jugo más hidrólisis, 37%; el maíz vía seca, 68%; el sorgo, 72%; la yuca, 38%; y la remolacha, 64 por ciento.

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