fermentación extractiva

PERSPECTIVA DE LA PRODUCCION DE BIOCOMBUSTIBLES EN COLOMBIA: CONTEXTOS LATINOAMERICANO Y MUNDIAL

RESUMEN.

Hasta el inicio de la revolución industrial, la biomasa era la fuente más importante de energía para la humanidad. Sin embargo, a medida que se masificó el uso de combustibles fósiles, el aprovechamiento del potencial energético de la biomasa fue disminuyendo progresivamente. Hoy en día, no obstante, son cada vez más evidentes los daños que causan al planeta las emisiones producto del consumo masivo de combustibles derivados del petróleo, como la gasolina y el diésel, en los vehículos de transporte.

ALCOHOL CARBURANTE

 Para producir alcohol carburante se puede hablar de tres tipos de materias primas: azúcares (siendo la caña de azúcar la fuente más representativa en Colombia, Brasil e India), almidones provenientes de la yuca y maíz (principalmente en todo el mundo) y los residuos lignocelulósicos (lo que se denomina alcohol carburante de segunda generación).

Los principales desarrollos tecnológicos de los últimos años en la producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica se han enfocado principalmente en el desarrollo de sistemas de acondicionamiento y pre tratamiento de ésta, para disponer de los azúcares fermentables a menor con- sumo energético, costo de capital y mayor eficiencia en el aprovechamiento de la materia prima. Igualmente, se han hecho grandes esfuerzos en el desarrollo de microorganismos que dispongan de la biomasa con el menor pre tratamiento posible o que metabolicen los diferentes azúcares (hexosas y pentosas), comúnmente producidos en pre tratamiento de la materia prima.

BIODIESEL

El Biodiesel es un éster metílico o etílico que puede producirse a partir de la transesterificación de diferentes tipos de aceites: soya, colza, palma, girasol; y grasas animales o vegetales. Los triglicéridos y ácidos grasos libres de cadenas lar- gas que están presentes en aceites vegetales y grasas animales constituyen la materia prima para la producción de biodiesel;  contienen, aunque en muy baja proporción, fosfolípidos, esteroles, agua y otras impurezas.

Con las plantaciones actuales de palma africana en Colombia, sería posible cubrir la demanda para porcentajes de mezcla del 5%. Pero, un aumento en el porcentaje de mezcla pone en riesgo el suministro de aceite, para un porcentaje de mezcla de 15% se necesitan más hectáreas en producción de las que hay en este momento.

En general, el rendimiento a biodiesel por Hectárea de palma en producción es de 4.400 l/Ha en el caso colombiano. Se reportan rendimientos hasta de 6.000 l/Ha en países como Indonesia y Malasia, los cuales son elevados en comparación con otros cultivos como la soya y el maíz que producen 446 y 172 l/Ha, respectivamente.

En alguna época, el gobierno colombiano proponía que en regiones rurales donde existían los cultivos ilegales debía sembrase maíz para producir alcohol y seguir el ejemplo de Estados Unidos. Argumentos técnicos demuestran que el maíz nunca va a servir en Colombia para producir alcohol carburante. Esa sería una utopía comparada con Estados Unidos, que tiene una productividad cuatro veces mayor y con unos subsidios increíbles. Tendríamos una hecatombe rural si especulaciones de ese tipo hubiesen tenido eco en las zonas rurales y la gente hubiese sembrado basada en unos precios de compra para alcohol. Éste es solo un ejemplo del manejo inadecuado de la información y de qué tan peligroso puede ser para el futuro del país.

En acontecimientos como estos podemos definir que hay muchas posibilidades de dejar de utilizar combustible fósil, pero esto aún requiere estudios más objetivos que puedan llegar a una conclusión donde se diga que los próximos años el biocombustible puede ser una opción para la humanidad, pero aun así se verá reflejado que el ser humano es consumido por sí mismo y a esta conclusión es donde queremos llegar debido a que optar por nuevos métodos es la condena futura para nosotros mismos. Terminar con recursos de bajos costos pero con bastante oferta nos daría el agotamiento de la tierra por parte de esta siembra, y a un futuro optar así por nuevos mecanismos de combustibles, lo cual sería seguir destruyéndonos lentamente.

ASPECTOS METODOLOGICOS.

El cultivo de yuca (Manihot esculenta) está ampliamente distribuido en toda la zona tropical y es la base alimenticia de cerca del 10% de la población mundial. El alto contenido de almidón en las raíces almacenadoras de la yuca hace de este cultivo una opción para la obtención de etanol. El uso de técnicas de mejoramiento no convencional de variedades de yuca permitirá la generación de plantas más aptas para la industria de biocombustibles.

Los biocombustibles, básicamente bioetanol y biodiesel, son obtenidos a partir de material vegetal, particularmente productos ricos en sacarosa, almidón o celulosa para la obtención de bioetanol y productos ricos en aceites para el caso del biodiesel. Dentro de los productos ricos en sacarosa se encuentra la caña de azúcar, la melaza, el sorgo dulce y la remolacha, entre otros mientras que entre los cultivos con alto contenido de almidón para la producción de biocombustibles se encuentran los cereales, básicamente maíz, trigo y cebada, o también diferentes cultivos con raíces o tubérculos almacenadores de almidón como papa o yuca Plantas con alto contenido de almidón son propicias para la producción de etanol pues este producto de almacenamiento de carbohidratos es más fácilmente fermentable que otro tipo de polímeros de glucosa como la celulosa. Por otra parte, cultivos como el de palma de aceite (Elaeis guineensis y Elaeis oleifera), cocotero (Cocus nucífera), Jatropha sp. e higuerillo (Ricinus comunis) se caracterizan por su alto contenido de aceites transesterificables útiles para la obtención de biodiesel. Recientemente se ha establecido el gran potencial para la obtención de bioetanol que pueden tener materiales vegetales ricos en celulosa tales como la madera y los residuos agrícolas. Sin embargo, la tecnología para hacer eficiente la obtención de etanol a partir de celulosa se encuentra aún en fase de desarrollo.

Producción de la caña de azúcar

La caña de azúcar es una planta proveniente del sureste asiático. Fue traída a México en 1522 y la primera plantación se hizo en el Estado de Veracruz.

El jugo de su tronco es la principal fuente de azúcar. Prácticamente el 70% del azúcar del mundo se produce a partir de la caña.

Su cultivo es propio de zonas tropicales y subtropicales, y necesita de abundante agua y suelos adecuados para crecer bien. Mediante la fotosíntesis puede absorber hasta el 2% de la energía solar que recibe, para convertirla en un 14% a 17% de sacarosa y 14% a 16% de fibra.

El periodo de crecimiento de la caña de azúcar toma entre 11 y 17 meses, dependiendo de la variedad de la caña y la zona de cultivo. La planta retoña varias veces y se puede seguir cortando (a estos cortes se les conoce como zafras). Debe renovarse cada siete a diez años con nuevos retoños porque su riqueza se deteriora con el tiempo.

Obtención de bioetanol directamente a partir del jugo de caña

·         Producir bioetanol del jugo de caña incrementa la producción de bioetanol, pero reduce los sub-productos, en especial la misma azúcar, de la que no se produce nada.

·         Para el caso de México se estima que una tonelada de caña con un porcentaje de sacarosa entre 13 y 14 % produce de 70 a 80 litros de bioetanol.

·         Aunque la producción de bioetanol directamente del jugo reduce la flexibilidad de la empresa para diversificar sus productos de acuerdo a las condiciones del mercado (vendiendo melazas, azúcar o bioetanol), también reduce el costo de inversión, ya que no se requiere todo el equipo de cocimiento de un ingenio azucarero.

METODOLOGÍA PARA LA PREPARACION DE BIOCOMBUSTIBLES

Para la elaboración del presente experimento he considerado utilizar los siguientes métodos que me sirva de guía para la recopilación y procesamiento de la información.

CIENTIFICO.- Este método constituye la explicación acerca de la realidad por medio de procedimientos o métodos basados en la lógica que me permitirá establecer leyes generales y explicaciones particulares de su objeto en el experimento.

DEDUCTIVO.- Mediante la aplicación de este método realicé el estudio, análisis y evaluación del estudio general de los biocombustibles, con la finalidad de llegar a conclusiones particulares respecto a la eficiencia en reciclaje.

NDUCTIVO.- Este método facilitó el estudio de los diferentes componentes de la biocombustibles, para obtener una visión global, lo que permitió aplicar los conocimientos básicos y aprendidos para el presente experimento.

MÉTODO EXPERIMENTAL.- En si, este método es el fundamental, porque el presente objeto de investigación comprende la realización de un trabajo basado en la producción de energías renovables mediante la recreación de un experimento de reacciones y resultados.

OBTENCION DEL BIODISEL METODO CASERO

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA PRODUCCION DEL BIODISEL.

Entre las ventajas de producir alcohol carburante (bioetanol) como aditivo a la gasolina se encuentra:

• Alto número de octano, lo que reduce las emisiones de monóxido de carbono y no contamina las fuentes de agua superficiales.

• En comparación con el metanol, el etanol es me- nos higroscópico, tiene un calor de combustión mayor y un menor calor de vaporización, y, lo más importante, es mucho menos tóxico. Adicionalmente, el acetaldehído formado durante la oxidación de etanol es mucho menos peligroso que el formaldehído producido durante la combustión del metanol.

• El bioetanol contribuye a disminuir las importaciones de gasolina o petróleo, por lo que se reduce el impacto de las subidas recurrentes del precio del petróleo en un contexto de disminución de las reservas nacionales.

• Su empleo favorece el aprovechamiento de materias primas y recursos renovables nacionales como la caña de azúcar, la yuca, el sorgo, etc, incluyendo, además, la gran cantidad de residuos lignocelulósicos que tienen posibilidad de transformarse en alcohol etílico.

• Puede posibilitar que se fomente el comercio y el empleo en las zonas rurales deprimidas, pues se contrarresta la migración hacia los centros urbanos. Una de las principales consecuencias es el aumento en el valor que reciben los productores de bienes básicos agrícolas por su producción, lo cual también tiene efectos sobre el costo vida.

Al mismo tiempo se discuten hoy día las siguientes desventajas:

• Su producción es más costosa que la obtención de gasolina a partir del petróleo.

• La gasolina mezclada con etanol conduce la electricidad y su presión de vapor de Reid (RVP) es más alta, lo que implica una mayor volatilización, que puede contribuir a la formación de ozono y de smog.

• La tendencia a que se formen dos fases líquidas en presencia de agua: una fase acuosa con presencia de etanol y otra fase orgánica que contiene los hidrocarburos que componen la gasolina.

• El etanol es altamente corrosivo, lo cual es función del contenido de agua.

• En el caso del etanol producido por el sector azucarero, existe el riesgo de que en dependencia de la coyuntura del mercado interno y externo del azúcar los ingenios azucareros puedan optar por la disminución de la producción de etanol cuando los precios del azúcar sean especialmente altos en el contexto internacional.

• Otro de los grandes temores cuando se implementa un programa de oxigenación de la gasolina con etanol es la presión que puede generar sobre los precios de los alimentos relacionados con las materias primas para la producción de etanol, como por ejemplo el azúcar, la panela y el maíz.

• Considerando los impactos ambientales, se ha expresado cierta preocupación por el hecho de que el uso de etanol en mezclas con combustibles aumenta los niveles de aldehídos en comparación con la combustión de la gasolina convencional. De ahí que sea necesario, de todas maneras, que

Revista de ingeniería

Los vehículos dispongan de catalizadores que traten los gases de combustión

Para el caso específico del aditivo para el diésel, se considera que el uso del biodiesel ofrece las siguientes ventajas:

• Debido a que no contiene azufre, no se producen sus óxidos durante la combustión. Su mezcla con el ACPM disminuye los niveles de azufre de este último y, en el caso Colombiano, podría evitar la necesidad de instalar plantas de desulfurización de alto costo para el diésel

• La emisión de material particulado se reduce con respecto al diésel.

• Mayor viscosidad que el diésel, lo cual alarga la vida del motor.

• El elevado contenido de ácido palmítico (saturado) en el éster de la palma hace prever un índice de yodo inferior a los demás ésteres (colza, gira- sol, soja, higuerilla), lo que reduce la tendencia a la formación de depósitos, aumenta su estabilidad y garantiza cumplimiento de normatividad más severas sobre biocombustibles.

Identificación y desnaturalización de proteínas en los alimentos

RESUMEN

Las proteínas son los elementos que se utilizan para la construcción de nuestro organismo. Para entender qué son las proteinas, podemos pensar en ellas como los materiales de construcción de nuestro organismo, las cuales identificamos en el laboratorio, el primer elemento que tomamos fue un tubo de ensayo que contenía 3 ml de solución de grenetina al 1%, y posteriormente agregamos 12 gotas de reactivo de Biuret, lo cual notificaba un cambio de color según la presencia de proteínas en las sustancias como clara de huevo, caldo de pollo industrializado, papilla de jamón diluida, jugo de limón, papilla de salchicha diluida, papilla de salchichón y vinagre. La desnaturalización provoca diversos efectos en la proteína 1. Cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína; aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente de difusión. 2. Una drástica disminución de su solubilidad, ya que los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie. 3. Pérdida de las propiedades biológicas; se colocaron en tres tubos de ensayo 2 ml de clara de huevo, al tubo No 1 se le agregaron 2 ml de agua, al tubo No 2 se le agregaron 2 ml de solución de ácido clorhídrico al 1%, al tubo No 3 se le agregaron 2 ml de solución de hidróxido de sodio al 3%, luego se observaron los cambios en la clara del huevo, al finalizar esto se midio el pH de cada una de las muestras.

ABSTRACT

Proteins are the elements used in the construction of our body. To understand what are the proteins , we can think of them as building materials in our body. which we identified in the laboratory. the first item that we took was a test tube containing 3 ml of 1% gelatin , and then add 12 drops of Biuret reagent , which notified a color change according to the presence of substances such as proteins in clear egg, chicken broth industrialized , diluted porridge ham, lemon juice, diluted porridge sausage, pepperoni porridge and vinegar. Denaturation causes different effects on protein: 1. Changes in the hydrodynamic properties of the protein , increases the viscosity and the diffusion coefficient decreases . 2. A drastic decrease in solubility , and hydrophobic residues which are in the interior surface. 3. Loss of biological properties , were placed into three test tubes 2ml of egg white, the tube No. 1 were added 2 ml of water , the tube No 2 it was added 2 ml of hydrochloric acid solution 1% , No 3 tube were added 2 ml of sodium hydroxide solution 3% , then changes were observed in the egg at the end of this, the pH of each sample was measured .

INTRODUCCIÓN

Las proteínas son sustancias orgánicas muy complejas presentes en toda la materia viva.  Todas las proteínas contienen además de carbono, hidrógeno, también nitrógeno y a menudo azufre y fósforo.

Todas las proteínas se componen básicamente de 20 unidades estructurales denominadas aminoácidos unidos por enlaces peptídicos provocando características específicas en cada una.

En esta práctica vamos a identificar las proteínas en la leche, clara de huevo, vinagre, jugo de limón, caldo industrializado de pollo, jamón y salchicha. Veremos cual alimento contiene más proteína, el que tiene menos y el que no tiene nada de proteína, para lo cual utilizaremos el reactivo de biuret.

PROCESO O METODOLOGÍA

1.  Detección de proteínas en los alimentos

-  En un tubo de ensayo de ensayo se colocó 3 ml de solución de grenetina al 1% y se le agrego 12 gotas de reactivo de Biuret

-  Luego se colocó 3 ml de cada muestra  de las sustancias  en las que se determinaron la presencia de las proteínas: claro de huevo, caldo de pollo industrializado, papilla de jamón, salchicha y salchichón diluida, jugo de limón, vinagre, leche y queso

2.  Desnaturalización de una proteína

-  En tres tubos de ensayo se agregaron 2 ml de clara de huevo

o Al tubo N° 1 se le agregó 2 ml de agua

o Al tubo N° 2 se la agregó 2 ml de solución de ácido clorhídrico, al 1%

o Al tubo N° 3 se le agregó 2 ml de solución de hidróxido de sodio, al 3%

-  Luego se observaron los cambios en la clara de huevo

-  Se midió el pH en las tres muestras por medio del papel pH

Resultados

-  Detección de proteínas  en los alimentos

ALIMENTO
Leche	En el fondo del tubo de formo un precipitado y al agitar el tubo observamos un mínimo cambio en su coloración (azulado)
Jugo de limón	Mostro una mayor concentración en el fondo del tubo, en su coloración inicial respecto su patrón se observa un poco gelatinoso y presento un color mas claro
Clara de huevo	S precipito en el fondo del tubo, observamos una separación de la clara de huevo y el reactivo
Caldo industrializado	Se presenta menos denso, su color amarillo verdoso, doble precipitación
Queso	Se diluyo, se observa concentración en el fondo del tubo, coloración azulada
Salchicha	Presenta entropía, observamos una absorción por parte de la salchicha, su color no cambio (azulada)
Vinagre	No se presentó ningún cambio
Jamón	Se observa más denso y presenta una precipitación en el fondo del tubo
Salchichón	Algunos componentes del alimento se presentan más densos que otros

-  Desnaturalización de una proteína

CLARA DE HUEVO

MUESTRA	RESULTADOS OBSERVADOS	pH
2 ml de clara de huevo + 2 ml de agua	Se concentró la clara de huevo en el fondo del  tubo, es decir el agua es menos densa que la clara	7 Color amarillo
2 ml de clara de huevo + 2 ml de ácido clorhídrico	Su coloración blanca con espumas (reacciono y quedo totalmente solida)	1 Color rojo
2 ml de clara de huevo + 2 ml hidróxido de sodio	La clara de huevo quedo precipitada en el fondo (gelatinosa) y el NaOH en la parte superior del tubo se presentó de coloración azulada	14 Color azul oscuro

GELATINA

MUESTRA	RESULTADOS OBSERVADOS	pH
2 ml de gelatina + 2 ml de agua	No presento cambios	7 Color amarillo
2 ml de gelatina + 2 ml de agua	No presento cambios	1 Color rojo
2 ml de gelatina + 2 ml de agua	No presento cambios	14 Color azul oscuro

-  Detección de proteínas  en los alimentos

jugo de limon con Grenetina al 1% y reactivo Biuret

Murillo 2014

Caldo de pollo industrializado con Grenetina al 1% y reactivo de Biuret

Vinagre con Grenetina al 1% y reactivo Biuret

Molina 2014

Clara de huevo con Grenetina al 1% y reactivo Biuret

Murillo 2014

Salchicha con Grenetina al 1% y reactivo Biuret

Gomez 2014

Leche con Grenetina al 1% reactivo Biuret

Murillo 2014

Jamón con Grenetina al 1% y reactivo Biuret

Molina 2014

-  Desnaturalización de una proteína

CLARA DE HUEVO

2 ml de clara de huevo + 2 ml de agua (tercer tubo)

2 ml de clara de huevo + 2 ml de ácido clorhídrico (primer tubo)

2 ml de clara de huevo + 2 ml hidróxido de sodio (segundo tubo)

Gomez 2014

CUESTIONARIO

1. ¿Qué tipo de alimento tiene mayor contenido en proteínas?, según lo que observaste

En el huevo se encuentra mayor contenido de proteínas como: la lecitina – grasas fosforadas- , vitaminas A, B, D y E y contiene también hierro y azufre. Además es un alimento nutritivo perfectamente equilibrado porque contiene todos los aminoácidos esenciales en óptimas porciones y es bajo en calorías.

2. Señala cuales son los nutrientes básicos para el ser humano

 Los nutrientes básicos para el ser humano son: Agua, Proteínas, Grasas, Hidratos de carbono, Vitaminas y Minerales (que se encuentran en los alimentos naturales que normalmente consumimos).

3. ¿Por qué algunos aminoácidos se les conoce como esenciales?

 Se les conoce como esenciales a los aminoácidos que el cuerpo no produce si no que es necesario digerir algunos alimentos para obtener estos aminoácidos:

Treonina, Valina, Leucina, Isoleucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Triptófano.

4.  ¿Qué tipo de enlace detecta el reactivo de Biuret?

El reactivo Biuret detecta la presencia de enlaces covalentes en las proteínas, peptídicos cortos y otros compuestos con dos o más enlaces peptídicos  en sustancias de composición desconocida. 

CONCLUSION

En esta práctica pudimos observar el contenido de proteína en los diferentes alimentos que utilizamos, y como se pudo apreciar los alimentos que tienen más proteína son la clara de huevo,  la leche y el caldo de pollo natural, los que casi no tienen proteína son la carne molida, el jamón y la salchicha, por esta razón podemos decir que estos no es muy recomendado para la nutrición de las personas y lo que si podemos consumir para tener un buen balance de proteínas en nuestro cuerpo es el huevo, leche y caldo de pollo natural, estos si se deben consumir a comparación de los alimentos que mencionamos anteriormente.

Creado por:

Maria Camila Murillo Vargas

Diana Alejandra Murillo Beltran

Daniel Orlando Molina Passos

Oscar Ivan Gomez Diaz