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Biotecnologia i biocombustibles

Biotecnologia i biocombustibles . Biotecnología y biocombustibles. . Tipos Estado actual de la tecnología para producirlos. Perspectivas de futuro: el caso de la paja de arroz. BIOMASA. COMBUSTIBLES FÓSILES. RESTOS FÓSILES BIOMASA. Largos periodos de tiempo. BIOCOMBUSTIBLES.

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Biotecnologia i biocombustibles

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Presentation Transcript

  1. Biotecnologia i biocombustibles

  2. Biotecnología y biocombustibles. • Tipos • Estado actual de la tecnología para producirlos. • Perspectivas de futuro: el caso de la paja de arroz.

  3. BIOMASA COMBUSTIBLES FÓSILES • RESTOS FÓSILES • BIOMASA Largos periodos de tiempo BIOCOMBUSTIBLES Tiempomáscorto

  4. DEFINICIÓN DE BIOMASA • Porbiomasaentendemos el conjunto de materiaorgánicarenovable de origen vegetal, animal oprocedente de la transformación natural o artificial de ésta. • La biomasatiene en comúnquederivadirectaoindirectamente del proceso de la fotosíntesis. Porestemotivo, se la consideraunafuente de energíarenovable (Sol). • El concepto de biomasaenergéticaincluyetodos los materialesvegetalesquenopuedenutilizarse con fines alimentariosoindustriales(ni combustibles fósilesnialimentícios)

  5. CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA • BIOMASA NATURAL: procedente de los ecosistemassilvestres. • Hay quevigilar el hecho de no explotar los recursosporencima de la tasa de renovación del ecosistema.

  6. CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA • BIOMASA RESIDUAL: se puedeextraer de los residuosagrariosyforestales, además de lasactividadeshumanas (agroalimentariasymaderas)

  7. CLASIFICACIÓN DE LA BIOMASA • CULTIVOS ENERGÉTICOS: cualquiercultivoagrariocuyafinalidad sea proporcionar material paradestinarlo a suaprovechamientoenergético: • Elevadasconcentraciones de carbohidratos • Las oleaginosas • Las esenciasforestales • Las amiláceas

  8. BIOMASA • Elevadasconcentraciones de carbohidratos:

  9. BIOMASA • Cultivosoleaginosos:

  10. BIOMASA • Las esenciasforestales

  11. BIOMASA • Las amiláceas:

  12. ¿Qué son los biocombustibles? son los combustibles de origenbiológicoobtenidos de manerarenovable a partir de restosorgánicos.

  13. BIOCOMBUSTIBLES PRIMERA GENERACIÓN • MATERIAS PRIMAS DE USO ALIMENTARIO: BIOETANOL

  14. BIOCOMBUSTIBLES PRIMERA GENERACIÓN • MATERIAS PRIMAS DE USO ALIMENTARIO: BIODIESEL

  15. BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN • TÉCNICAS: FERMENTACIÓN TRANSESTERIFICACIÓN DIGESTIÓN BIOETANOL BIODIESEL BIOGAS

  16. VENTAJAS DE BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN BAJAS O NULAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO BALANCE POSITIVO DE EMISIONES Fácilprocesamiento

  17. DESVENTAJA COMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓN

  18. BIOCOMBUSTIBLES DE SEGUNDA GENRACIÓN • MATERIAS PRIMAS DE USO NO ALIMENTARIO

  19. VENTAJAS JATROPHA NO

  20. DESVENTAJAS JATROPHA FRUTOS MADURAN A LO LARGO DEL AÑO PULPA SIN VALOR COMERCIAL TÓXICO COSECHA A MANO

  21. BIOCOMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN • MATERIAS PRIMAS: TRIGO MAIZ CAÑA HOJAS SECAS SERRÍN

  22. BIOCOMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN • TÉCNICAS: MÉTODO GASIFICACIÓN (FISCHER-TROPSCH) SACARIFICACIÓN FERMENTACIÓN BIOETANOL GAS SINTÉTICO

  23. VENTAJA COMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN NO • No son comestibles

  24. DESVENTAJA COMBUSTIBLES SEGUNDA GENERACIÓN • Pocaganacia de emisiones de gases efectoinvernaderocomparado con los de primerageneración

  25. BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN • EMPLEAN TECNOLOGÍA PARA MEJORAR LA CONVERSIÓN DE BIOMASA A BIOCOMBUSTIBLE MAÍZ CON CELULASAS ÁBOLES BAJOS EN LIGNINA

  26. BIOCOMBUSTIBLES TERCERA GENERACIÓN • MATERIAS PRIMAS: SERRÍN PERFOLLA RESIDUOS MADERA PASTO VARILLA (PANICUM VIRGATUM) MAÍZ

  27. BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN • PROBLEMA CON LA CELULOSA: • MOLÉCULAS RODEADAS Y ENLAZADAS ENTRE SÍ CON POLÍMEROS DE HEMICELULOSA Y LIGNINA QUE LE DAN RIGIDEZ. • PARA LIBERAR LA GLUCOSA DE LA CELULOSA SE NECESITA ACORTAR Y ROMPER LAS CADENAS DE CELULOSA MEDIANTE PROCESOS QUÍMICO-INDUSTRIALES COMPLEJOS

  28. BIOCOMBUSTIBLES DETERCERA GENERACIÓN • TÉCNICAS: MÉTODO DE DE-CONSTRUCCIÓN EXTRAER OXÍGENO REFINARLOS MOLÉCULAS MÁS PEQUEÑAS CELULOSA BIOCOMBUSTIBLES

  29. BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN • TEMPERATURAS ENTRE 300-600ºC: BIOMASA GASES BAJO COSTO BIO-CRUDO CALENTAR EN AMBIENTE SIN OXÍGENO MUY ÁCIDO INSOLUBLE EN HIDROCARBUROS MITAD DE LA ENERGÍA CARBÓN

  30. BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN • TEMPERATURAS > 700 ºC: MÉTODO DE GASIFICACIÓN O DE FISCHER-TROPSCH BIOMASA INYECTAR OXÍGENO ALQUITRANES COMBUSTIBLE LÍQUIDO GAS GAS COMPRIMIR A PRESIÓN 70 ATM. MONÓXIDO DE CARBONO MONÓXIDO DE HIDRÓGENO CATALIZADOR DESCENSO DE TEMPERATURAS (CONDENSACIÓN) REACTOR CALENTAR A MÁS DE 700ºC ALQUITRANES

  31. VENTAJAS BIOCOMBUSTIBLE TERCERA GENERACIÓN SECUESTRO CO2 BALANCE POSITIVO EMISIONES

  32. DESVENTAJAS DE BIOCOMBUSTIBLES DE TERCERA GENERACIÓN PROCESOS CAROS PARA ROMPER CELULOSA TIERRAS ESPECIALES PARA CULTIVO ENERGÉTICO

  33. BIOCOMBUSTIBLES DE CUARTA GENERACIÓN • Se basan en la captaciónyalmacenamiento de carbono (CAC) tanto a nivel de la materia prima como de la tecnología del proceso. Se llama bioenergía con almacenamiento de carbono. BACTERIAS GENÉTICAMENTE MODIFICADAS FUENTE DE CARBONO O CO2 BIOCOMBUSTIBLES

  34. DESVENTAJAS COMBUSTIBLES CUARTA GENERACIÓN • UNICAMENTE EN FASE TEÓRICA • DEPENDE DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA DE LA BACTERIA ARTIFICIAL • POSEE LIMITACIONES TERMODINÁMICAS IMPORTANTES

  35. TÉCNICA DEPENDE DE LA BIOMASA • MATERIA SECA CALOR vapor Energíaeléctrica • MATERIA HÚMEDA - Metanol, aceites, gases - biogas Metanoy gas alcohol hidrocarburo

  36. MATERIAS PRIMAS CON AZÚCAR FERMENTACIÓN DESTILACIÓN PRODUCTO DESHIDRATADO PRODUCTO HIDRATADO GASOHOL

  37. MATERIAS PRIMAS AMILÁCEAS MOLIDAS ALMIDÓN TRATAMIENTO ENZIMAS FERMENTACIÓN SOLUCIÓN AZUCARADA BIOETANOL

  38. BIOCOMBUSTIBLES LÍQUIDOS SÓLIDOS BIOGÁS

  39. BIOCOMBUSTIBLES DEL PASADO

  40. MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES BIOTECNOLÓGICOS: MICROBACTERIANOS O ENZIMÁTICOS MECANICOS: ASTILLADO, TRITURACIÓN Y COMPACTACIÓN TERMOQUÍMICOS: PIRÓLISIS, COMBUSTIÓN Y GASIFICACIÓN MÉTODOS EXTRACTIVOS

  41. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES • Bioetanol:Etanolgenerado a partir de la biomasao de unafracción biodegradable de residuos. • Biodiésel:éstermetílicogenerado a partir de un aceite vegetal, algaso animal de calidad similar al gasóleo. • Biogás:combustible gaseosogenerado a partir de la biomasa de vegetalesy/o a partir de la fracción biodegradable de los residuos.

  42. TIPOS DE BIOCOMBUSTIBLES • Biometanol:metanolgenerado a partir de la biomasa de vegetales. • Biodimetiléter:dimetilétergenerado a partir de la biomasa de vegetales. • BioMTBE (metilter-butiléter): combustible generado a partir del biometanol. • Biocarburantessintéticos:hidrocarburossintéticososusmezclas, generados a partir de la biomasavegetal. • Aceite vegetal puro:obtenido a partir de plantasoleaginosasmediantepresión, extracciónuotrosprocedimientos comparables, crudoorefinado, pero sin modificaciónquímica.

  43. BIOETANOL POSEE AZÚCARES SIMPLES FERMENTACIÓN DESTILADO PRODUCTOS RICOS EN SACAROSA: CAÑA, MELAZO Y SORGO BIOETANOL

  44. BIOETANOL SACARIFICACIÓN VEGETAL + AGUA+ ENZIMA GLUCOSA O FRUCTOSA FERMENTACIÓN DESTILADO PRODUCTOS QUE POSEE ALMIDÓN: MAÍZ, TRIGO Y CEBADA BIOETANOL

  45. BIOETANOL SEGUNDA GENERACIÓN ENZIMAS LIGNINA CELULOSA HIDRÓLISIS FERMENTACIÓN CARBOHIDRATOS DESTILADO PRODUCTOS CELULOSA: MADERA Y RESIDUOS AGRÍCOLAS BIOETANOL

  46. ¿Cuáles son los subproductosgenerados de la elaboración de etanolybiodiésel? • En el caso del etanolproducido a partir de granos, los subproductos son los llamadosgranos de destilería, que se destinan a la alimentación animal; además, lasaguas de deshecho, que son ricas en nitrógeno, se lasutilizacomofertilizante. • En el caso del etanolproveniente de caña de azúcar, los subproductos son el bagazo, que se utilizacomopara la generación de electricidady vapor, yla vinaza, que se usacomofertilizante en los camposagrícolas.

  47. BIOETANOL Proceso de conversión en azúcaresfermentables Procesocomplejoycostosoque no resulta rentable comercialmenteporahora Desechosagrícolas, forestales, industrialesomunicipales con MUCHA CELULOSA

  48. BIOETANOL • Los alcoholes de origenorgánicoestánintegradospor dos tiposfundamentales: • METANOL • ETANOL: a partir de cultivosricos en celulosa, almidónosacarosa. • Compartepropiedadesfisico-químicas con la gasolina • Mejora de la combustiónyreducenlasemisiones a la atmósfera • Es habitual que se mezcle con gasolina

  49. VENTAJAS BIOETANOL DISMINUYE LA DEPENDENCIA DEL PETRÓLEO REEMPLAZA LOS ADITIVOS NOCIVOS PARA HUMANOS REDUCE GASES CON EFECTO INVERNADERO

  50. DESVENTAJAS BIOETANOL MENOR PRECIO POR GALÓN PORQUE SE CONSUME MÁS RÁPIDO SE USA GAS NATURAL O CARBÓN PARA PRODUCIR VAPOR, ADEMÁS DE FERTILIZANTES NITROGENADOS

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