CIENCIA

ETAPAS DEL PROCESO DE PRODUCCION DE ETANOL

El proceso consta de tres etapas, cada una de las cuales debe ser optimizada:

1. Preparación de la solución de nutrientes
2. Fermentación
3. Balance de energía

1 - PREPARACION DE LA SOLUCION DE NUTRIENTES

Se utilizan tres tipos de substratos:

· Raíces que contienen almidón, tubérculos o granos:

En cuanto al almidón de raíces, laplanta tropical más importante es Maniot esculenta, de la que se obtiene harina de yuca, mandioca o de tapioca. Debido a que Saccharomyces cerevisiae no tiene amilasas, el almidón debe ser hidrolizado. Las raíces primero se muelen, se exprimen y se desecan. El almidón se licua por ebullición a presión y luego se hidroliza encimáticamente.
El grano que contiene almidón puede ser arroz, maíz, mijo ypatatas entre otros. El grano puede ser utilizado entero o como en el caso del maíz triturado, el cual se empapa durante varias horas a 40-50 ºC, luego se tritura y se licua.

En plantas modernas se utilizan procesos continuos de licuefacción y sacarificación en los que primero se realiza una inyección de vapor (durante 3 minutos a 150ºC) y luego un vacío para refrigerar. Durante el proceso seañaden alfa amilasas:

· Antes del calentamiento para reducir la viscosidad que se produce después del proceso de remojo.
· Después del calentamiento y del enfriamiento para la producción de glucosa (también se le añaden glucoamilasas).
· Melazas, jugo de caña de azúcar o de la remolacha

Las melazas son un subproducto de la cristalización del azúcar. Sin embargo tiene mejor utilidad comoalimento animal o en otras fermentaciones.
Las melazas se obtienen de la remolacha calentando en agua rodajas de la misma.
En el caso de la caña de azúcar, el jugo se libera utilizando prensas. El residuo del prensado de los tallos de la caña se llama Bagazo, el 80% del cual puede ser quemado como fuente de energía en el proceso de destilación y el 20% restante puede ser fermentado después de lahidrólisis química.

· Madera o residuos desechables del procesamiento de la misma

La madera no ha sido utilizada todavía en la producción comercial de etanol pero tiene una gran importancia debido a la gran cantidad de residuos de madera disponibles.
Durante la producción de papel a partir de coníferas, se obtiene el líquido sulfítico residual que contiene hexosas fermentables. Sin embargo, estelíquido cuando proviene de árboles de hoja caduca, no puede ser utilizado para procesos comerciales debido a la gran cantidad de azúcar en forma de pentosas.

2. FERMENTACIÓN

En la investigación de laboratorio con microorganismos pueden utilizarse productos químicos puros para la obtención de medios de cultivo. Pero en las fermentaciones industriales se utilizan frecuentemente, por motivoseconómicos, substratos muy complejos. La consecuencia de esto para el desarrollo de las cepas y el control de la fermentación son los siguientes:

- Es obligatorio un medio de cultivo óptimamente equilibrado para conseguir la máxima producción.
- La composición de los medios de cultivo debe ser constantemente adaptada al proceso de fermentación.
- En las fermentaciones de prueba en ellaboratorio, debe examinarse tanto el rendimiento del producto como la recuperación del mismo.
- Si la represión catabólica o la represión por fosfato no pueden ser eliminadas por optimización de los nutrientes del medio o por manejo adecuado de la fermentación, deben utilizarse como cepas de producción mutantes desreglados.

3. BALANCE DE ENERGÍA

Puesto que el etanol se produce como fuente deenergía, el balance de energía del proceso total determina su viabilidad económica. La etapa de recuperación del producto, la destilación del etanol, es la que exige mayor energía de todo el proceso. Por ello, las mejoras en el proceso de destilación tendrán mayor influencia en el éxito del proceso total que las mejoras en la propia fermentación. Si el rendimiento de energía del etanol producido se...