Hidrolisis
Páginas: 5 (1227 palabras)
Publicado: 18 de noviembre de 2012
La Materia Orgánica
La materia orgánica está compuesta por cualquier residuo animal o vegetal, y su descomposición lo transforma en materiales importantes en la composición del suelo, entre otros. La materia orgánica forma parte del ciclo del nitrógeno, del azufre y del fósforo, contribuye a la asimilación de nutrientes, mejora la estructura y la retención de agua del suelo y da soporte atodo un mundo de microorganismos cuya actividad resulta beneficiosa para el cultivo.
Características:
La materia orgánica procede de los seres vivos (plantas o animales superiores o inferiores) y su complejidad es tan extensa como la composición de los mismos seres vivos. La descomposición en mayor o menor grado de estos seres vivos, provocada por la acción de los microorganismos o por factoresabióticos da lugar a un abanico muy amplio de sustancias en diferentes estados que son los constituyentes principales de la materia orgánica.
Componentes:
La materia orgánica fresca (es decir, sin descomponer) está formada por los componentes de los animales o vegetales:
• Hidratos de carbono simples y complejos (monosacáridos, polisacáridos como la celulosa, el almidón o el glucógeno,glicosilaminas, hemicelulosas, etc.)
• Compuestos nitrogenados (proteínas y componentes, ácidos nucleicos y componentes, vitaminas, alcaloides, etc.)
• Lípidos (grasas, ácidos grasos, ceras, fosfolípidos, pigmentos, vitaminas, etc.); ácidos orgánicos (cítrico, fumárico, málico, malónico, succínico)
• Polímeros y compuestos fenólicos (ligninas, taninos, etc.)
• Elementos mineralesTodos estos componentes de la materia viva sufren una serie de transformaciones que originan lo que conocemos como materia orgánica propiamente dicha, que consiste en un material dinámico (termodinámicamente inestable), ligado a los ciclos del carbono, nitrógeno, del fósforo y del azufre, a la reducción del hierro y el manganeso en el suelo y a otros muchos procesos y que puede llegar aestabilizarse en función de los parámetros ambientales (temperatura, pH, humedad, contenido iónico, poblaciones de microorganismos, etc.).
HIDROLISIS DE LA CELULOSA
La biomasa lignocelulósica presenta una estructura compleja, compuesta de varias fracciones que deben ser procesadas por separado para asegurar una conversión eficiente de estos materiales a etanol. La fracción mayoritaria de la biomasaes la celulosa, compuesta por largas cadenas de glucosa unidas por enlaces β (1-4) que, a su vez, se agrupan en estructuras superiores de gran cristalinidad. Esta estructura cristalina es la que dificulta la hidrólisis de la celulosa para la obtención de azúcares fermentables.
La hidrólisis de la celulosa puede realizarse mediante procesos ácidos o enzimáticos.
Hidrólisis ácida.
Este tipo dehidrólisis puede realizarse empleando diferentes clases de ácidos como el ácido sulfuroso, clorhídrico, sulfúrico, fosfórico, nítrico y fórmico. Sin embargo, sólo los ácidos clorhídrico y sulfúrico han sido empleados a escala industrial. Se lleva a cabo mediante catalizadores ácidos, transforma las cadenas de polisacáridos que forman la biomasa (hemicelulosa y celulosa) en sus monómeroselementales. Encontramos dos hidrolisis acidas, con ácidos concentrados y ácidos diluidos a continuación se mencionan algunas características de cada uno:
Ácidos concentrados
• Baja temperatura pudiendo obtenerse altos rendimientos de hidrolisis superiores al 90% glucosa potencial
• No es rentable
• Costosa etapa de neutralización antes de fermentación
Ácidos diluidos
• Bajoconsumo de ácidos
• Se requieren altas temperaturas, para alcanzar rendimientos aceptables de conversión de celulosa a glucosa
• Altas temperaturas y tiempos de residencia cortos
• Temperatura de 240°C una concentración de ácido 1% (p/v) tiempo de reacción de 6 – 12 segundos.
• Rendimiento del 60%
En el caso de la práctica de laboratorio y según las características anteriores...
La materia orgánica está compuesta por cualquier residuo animal o vegetal, y su descomposición lo transforma en materiales importantes en la composición del suelo, entre otros. La materia orgánica forma parte del ciclo del nitrógeno, del azufre y del fósforo, contribuye a la asimilación de nutrientes, mejora la estructura y la retención de agua del suelo y da soporte atodo un mundo de microorganismos cuya actividad resulta beneficiosa para el cultivo.
Características:
La materia orgánica procede de los seres vivos (plantas o animales superiores o inferiores) y su complejidad es tan extensa como la composición de los mismos seres vivos. La descomposición en mayor o menor grado de estos seres vivos, provocada por la acción de los microorganismos o por factoresabióticos da lugar a un abanico muy amplio de sustancias en diferentes estados que son los constituyentes principales de la materia orgánica.
Componentes:
La materia orgánica fresca (es decir, sin descomponer) está formada por los componentes de los animales o vegetales:
• Hidratos de carbono simples y complejos (monosacáridos, polisacáridos como la celulosa, el almidón o el glucógeno,glicosilaminas, hemicelulosas, etc.)
• Compuestos nitrogenados (proteínas y componentes, ácidos nucleicos y componentes, vitaminas, alcaloides, etc.)
• Lípidos (grasas, ácidos grasos, ceras, fosfolípidos, pigmentos, vitaminas, etc.); ácidos orgánicos (cítrico, fumárico, málico, malónico, succínico)
• Polímeros y compuestos fenólicos (ligninas, taninos, etc.)
• Elementos mineralesTodos estos componentes de la materia viva sufren una serie de transformaciones que originan lo que conocemos como materia orgánica propiamente dicha, que consiste en un material dinámico (termodinámicamente inestable), ligado a los ciclos del carbono, nitrógeno, del fósforo y del azufre, a la reducción del hierro y el manganeso en el suelo y a otros muchos procesos y que puede llegar aestabilizarse en función de los parámetros ambientales (temperatura, pH, humedad, contenido iónico, poblaciones de microorganismos, etc.).
HIDROLISIS DE LA CELULOSA
La biomasa lignocelulósica presenta una estructura compleja, compuesta de varias fracciones que deben ser procesadas por separado para asegurar una conversión eficiente de estos materiales a etanol. La fracción mayoritaria de la biomasaes la celulosa, compuesta por largas cadenas de glucosa unidas por enlaces β (1-4) que, a su vez, se agrupan en estructuras superiores de gran cristalinidad. Esta estructura cristalina es la que dificulta la hidrólisis de la celulosa para la obtención de azúcares fermentables.
La hidrólisis de la celulosa puede realizarse mediante procesos ácidos o enzimáticos.
Hidrólisis ácida.
Este tipo dehidrólisis puede realizarse empleando diferentes clases de ácidos como el ácido sulfuroso, clorhídrico, sulfúrico, fosfórico, nítrico y fórmico. Sin embargo, sólo los ácidos clorhídrico y sulfúrico han sido empleados a escala industrial. Se lleva a cabo mediante catalizadores ácidos, transforma las cadenas de polisacáridos que forman la biomasa (hemicelulosa y celulosa) en sus monómeroselementales. Encontramos dos hidrolisis acidas, con ácidos concentrados y ácidos diluidos a continuación se mencionan algunas características de cada uno:
Ácidos concentrados
• Baja temperatura pudiendo obtenerse altos rendimientos de hidrolisis superiores al 90% glucosa potencial
• No es rentable
• Costosa etapa de neutralización antes de fermentación
Ácidos diluidos
• Bajoconsumo de ácidos
• Se requieren altas temperaturas, para alcanzar rendimientos aceptables de conversión de celulosa a glucosa
• Altas temperaturas y tiempos de residencia cortos
• Temperatura de 240°C una concentración de ácido 1% (p/v) tiempo de reacción de 6 – 12 segundos.
• Rendimiento del 60%
En el caso de la práctica de laboratorio y según las características anteriores...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.