Proceso Ascendente

El dominio de DSEC en la construcción de plantas de bioetanol se basa en la especialización técnica de los procesos de producción de Etanol; este artículo le permitirá conocer más detalladamente el proceso ascendente.

En Europa y en los Estados Unidos, las plantas existentes con la tradicional 1era generación de bioetanol procesan típicamente cereales (maíz, trigo, centeno,...) y otras materias primas conteniendo almidón o azúcar (Ej: remolacha azucarera). La materia prima es sometida inicialmente al triturado (molienda de cereales) para reducir la distribución del tamaño de las partículas a tal grado que las enzimas entren en contacto con las moléculas de almidón en las etapas subsecuentes. Durante la licuefacción con alfa-amilasa, el almidón es desmantelado en unidades moleculares de azúcar bajas, también llamadas dextrinas. En la siguiente etapa del proceso, sacarificación, estas dextrinas desmanteladas en azúcares fermentables a través de gluco-amilasa. En el proceso de fermentación, estas azúcares fermentables son parcialmente transformadas aeróbicamente, pero mayoritariamente aeróbicamente por Levadura (Saccharomyces cerevisiae) en Biomasa y Etanol; azúcar conteniendo materias primas como por ejemplo la caña de azúcar puedes ser alimentada directamente a la fermentación después del triturado.

Grupos del proceso ascendente:

  • Almacenaje
  • Lavado
  • Molienda / Triturado
  • Maceración
  • Licuefacción
  • Sacarificación
  • Fermentación (Lotes o continua)

Bio-Ethanol Upstream Process

Ya que la materia prima celulósica es más difícil de romper en azúcares fermentables que el almidón y las materias primas basadas en azúcar, el proceso de conversión bioquímico celulósico (tecnología de 2da generación de bioetanol) requiere etapas adicionales: las dos etapas claves son pre-tratamiento de la biomasa e hidrólisis de la celulosa.
Para romper la celulosa, la fuente primaria de azúcar en la biomasa fibrosa, hay que pasar primero por las hemicelulosas y lignina, que rodean la celulosa en una vaina protectora. El enfoque general para convertir el etanol celulósico es el pre-tratamiento para abrir la biomasa en enzimas, etapas biológicas para producir enzimas, hidrolizar biomasa y fermentar los azúcares (recuperación del etanol, caldera de purificación y generación de energía) y proceso de residuos.
Los ácidos pueden romper las largas cadenas en hemicelulosas y celulosa para liberar las azúcares contenidas en estos materiales a través de reacciones de hidrólisis, pero debido a su alta especificidad, las enzimas conocidas como celulasa pueden lograr rendimientos más altos de glucosa desde la celulosa y son favorecidas frecuentemente. Sin embargo, para sobrevivir en la naturaleza, la biomasa celulósica ha evolucionado una estructura que resiste ataques enzimáticos, y tiene que ser pre-tratada primero para exponer mejor la celulosa a las enzimas. En el transcurso de los años pre-tratamientos biológicos, químicos, mecánicos, físicos y térmicos han sido ensayados, pero actualmente, solo métodos que tratan la biomasa a temperaturas entre 80 y 200 ?C con uno o más químicos han sido capaces de realizar grandes rendimientos de azúcar vitales para el éxito económico. Las opciones principales de pre-tratamiento químico incluyen ácido sulfúrico diluido, expansión de la fibra de amoníaco (AFEX), pH neutro, y cal, aunque la elección depende de varios factores incluidos la naturaleza del sustrato, enzimas y organismos y otros detalles del proceso.