7.1: Producción de Etanol - Información General
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De vuelta en la Lección 2, incluí un tutorial de química sobre algunos de los componentes básicos de los combustibles. En esta lección, se discutirá la producción de etanol (CH 3 -CH 2 -OH) y butanol (CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH) a partir de almidón y azúcar. El etanol, o alcohol etílico, es un químico que es volátil, incoloro e inflamable. Se puede producir a partir del petróleo a través de la transformación química del etileno, pero también se puede producir por fermentación de glucosa, utilizando levadura u otros microorganismos; las plantas actuales de etanol combustible hacen etanol vía fermentación.
La fórmula básica para hacer etanol a partir de azúcar glucosa es la siguiente:
C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2
Crédito: Wikiwand
Para la fermentación se necesita levadura (se usan otras enzimas pero la levadura es la más común), un azúcar como la glucosa es la fuente de carbono, y deben estar presentes condiciones anaeróbicas (sin oxígeno). Si tienes condiciones aeróbicas (con oxígeno), el azúcar se convertirá completamente en CO 2 con poco etanol producido. Otros nutrientes incluyen agua, una fuente de nitrógeno y micronutrientes.
Aquí en Estados Unidos, el método común actual de producción de combustible de etanol proviene de almidones, como el maíz, el trigo y la papa. El almidón se hidroliza en glucosa antes de continuar con el resto del proceso. En Brasil, la sacarosa o azúcar en la caña de azúcar es la materia prima más común. Y en Europa, el alimento más común son las remolachas azucareras. La celulosa se está utilizando en métodos de desarrollo, que incluyen madera, pastos y residuos de cultivos. Se considera desarrollar porque convertir la celulosa en glucosa es más desafiante que en almidones y azúcares.
La Agencia Internacional de Energía (AIE) predice que el etanol constituirá dos tercios del crecimiento global de los biocombustibles convencionales con biodiesel y aceite vegetal hidrotratado que representan la parte restante (2018-2023). Se estima que la producción global de etanol aumentará 14% de aproximadamente 120 mil millones de litros en 2017 a aproximadamente 131 mil millones de litros para 2027 (Figura 7.1). Brasil acomodará el cincuenta por ciento de este incremento y se utilizará para cubrir la demanda interna (OCDE/FAO (2018), “Perspectivas Agrícolas de la OCDE y la FAO”).
- Haga clic aquí para ver una alternativa de texto a la Figura 7.1
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Desarrollo del Mercado Mundial de Etanol 2010-2027. Todos los valores se basan en aproximaciones visuales
Año Comercio mundial de etanol en miles de millones de litros Producción mundial de etanol en miles de millones de litros 2010 6 104 2011 10 103 2012 9 101 2013 8 109 2014 7 115 2015 7 119 2016 9 118 2017 10 120 2018 9 123 2019 9 124 2020 9 125 2021 9 126 2022 9 127 2023 9 128 2024 9 129 2025 9 130 2026 9 130 2027 9 131
Crédito: OCDE/FAO (2018), “Perspectivas agrícolas de la OCDE y la FAO”, Estadísticas agrícolas de la OCDE (base de datos), http://dx.doi.org/10.1787/agr-outl-data-en
La producción mundial de etanol por país se muestra en la Figura 7.2. Estados Unidos produce la mayor cantidad de etanol a nivel mundial (~ 57%), principalmente a partir de maíz. Brasil es el siguiente mayor productor con 27%, principalmente de caña de azúcar. Otros países, entre ellos Australia, Colombia, India, Perú, Cuba, Etiopía, Vietnam y Zimbabue, también están comenzando a producir etanol a partir de la caña de azúcar.
- Haga clic aquí para ver una alternativa de texto a la Figura 7.2
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Producción Mundial de Etanol por País
País Por ciento (%) US 57% Brasil 27% Europa 6% China 3% India 2% Canadá 2% Resto del Mundo 3%
Crédito: Asociación de Combustibles Renovables (el enlace es externo)
La Figura 7.3a muestra el crecimiento de la caña de azúcar en el mundo, en regiones tropicales o templadas. La producción de remolacha azucarera en Europa es la otra fuente de azúcar para el etanol. Se cultiva en regiones más al norte que la caña de azúcar, principalmente en Europa y una pequeña cantidad en Estados Unidos. La Figura 7.3b muestra el crecimiento de la remolacha azucarera en el mundo.
Crédito: Caña de azúcar: de Wikipedia.org
