viernes, 25 de abril de 2008

Ósmosis Inversa

Las ósmosis inversa separa un soluto de una solución, obligando al disolver a fluir a través de una membrana mediante la aplicación de una presión mayor que la presión osmótica normal. En la ósmosis inversa las moléculas de soluto son de aproximadamente el mismo tamaño que las disolvente.

A diferencia de los procesos de destilación y congelación, pueden funcionar temperaturas ambiente sin cambio de fases.

OSMOSIS1

APLICACIONES ACTUALES DE LA OSMOSIS INVERSA

Sin tomar en cuenta sus proyecciones futuras, la Ósmosis Inversa es un procedimiento que ofrece grandes posibilidades en muy variadas actividades humanas; tanto para uso urbano como agrario, para uso industrial como doméstico, no sólo en la purificación del agua sino también en el campo de la concentración y recuperación de productos diversos.

Tratamiento de soluciones con alta presión osmótica

Es decir, presiones osmóticas superiores a las 10 bars, tal como se presentan en aguas con alto contenido de sólidos disueltos. V. g. Agua de mar y jugos azucarados.

En estos casos se utilizan equipos con membranas a base de acetato de celulosa.

Usos frecuentes:

a. Obtención del agua potable

A partir del agua de mar (aprox. 35,000 ppm)

Desde aguas muy salobres (> 10,000 ppm)

b. Concentración de jugos azucarados

Jugo de uvas

Jugo de manzanas

Jugo de naranja

Miel de savia de arce.

c. Concentración de diversos líquidos alimenticios.

Enriquecimiento de proteínas.

Suero de leche

Leche

Cerveza y vino

Café

d. Recuperación de productos del agua procesal.

Metales preciosos y valiosos de residuales de galvanosplastia (Oro, Plata, Platino, Niquel, Cromo, Zinc, aluminio Cadmio, etc). Lo mismo de procesos fotográficos.

Pinturas de base de agua a partir de las aguas residuales del proceso de deposición electroforético.

Substancias de gran importancia (elementos radioactivos, aceites minerales, alcohol polivinílico, tintes).

e. Eliminación de substancias en las aguas residuales

Disminución del total de sólidos disueltos

Disminución del DBO y del COD

Detergentes y tensioactivos

Pesticidas.

Elementos radioactivos

OSMOSIS2

Tratamiento de soluciones con baja presión osmótica

Es decir, menores de 10 bars. Para ellos se utiliza equipos con membranas poliamídicas de fibras huecas.

Usos más comunes:

a. Obtención de agua potable a partir de aguas salobres ( < 10,000 ppm)

Aguas de uso general urbano

Agua potable de mesa.

b. Producción de aguas, industriales a partir de aguas superficiales (duras) o aguas salobres

Para equipos generadores de vapor (v.g. calderas de baja y alta presión)

Para sistemas de enfriamiento (v.g. torres de enfriamiento)

Aguas desmineralizadas de alta pureza, sin o en combinación con desionizadores, para laboratorios, electrónica, etc.

 

c. Fabricación de agua procesal (requerimientos especiales)

Agua para alimentos (embutidos, enlatadoras, deshidratadoras)

Agua para usos médicos y farmacéuticos, tales como: dietas de bajo Sodio, Separación de virus, separación de enzimas, separación de componentes en fluidos del cuerpo, para riñones artificiales. Otros usos que requieran agua bacteriológicamente y biológicamente pura.

Todo tipo de agua procesal industrial, especialmente diseñada (industria textil, electrónica, etc).

Agua para uso general de enjuagues industriales.

Agua para usos generales de dilución.

 

Comparto con uds. un vídeo sobre ósmosis inversa:

 

jueves, 24 de abril de 2008

Biocombustibles: Bioetanol y Biodiésel

Actualmente destacan dos biocombustibles por encima del resto: El biodiésel y el bioetanol.

Biodiésel:

El biodiésel es un biocombustible sintético líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales. El biodiésel puede ser puro (B100) o mezclado con gasóleo. Cuando está mezclado, el número que acompañe a la B, por ejemplo B30, nos indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla.

El biodiésel funciona para todos los coches con motor diésel. Aporta grandes ventajas: El diésel mineral es un producto sucio (sobretodo se puede observar por la cantidad de humo negro que sale del tubo de escape), mientras que el biodiésel no ensucia, sino que sirve como limpiador, acabando con los restos que deja el diésel mineral en el depósito y el sistema de distribución.

Si el biodiésel es de buena calidad, no afecta al rendimiento del automóvil. Los fabricantes de coches desaconsejan su uso para no hacerse responsables si algo falla, pero es completamente fiable. A partir del uno de enero de dos mil nueve, será el único diésel que se podrá adquirir en las gasolineras españolas.

Bioetanol:

El etanol se obtiene de los campos de cosechas. En Brasil, primer productor mundial de etanol, se obtiene a partir de la producción y la refinación de la caña de azúcar. También es frecuente su obtencion del almidón en las cosechas de maíz. Actualmente, los métodos de producción utilizan una cantidad significativa de combustibles fósiles, por lo que no es factible sustituir enteramente el consumo actual de combustibles fósiles por bioetanol.

Actualmente existen dos tipos de bioetanol:

E10: Mezcla del 10% de bioetanol y el 90% de gasolina normal. Esta mezcla es la más utilizada en EEUU. Esta mezcla es la mezcla límite para los motores normales. Si queremos utilizar un bioetanol con un tanto por ciento más elevado de bioetanol, deberemos modificar nuestro motor. Gracias al bioetanol, la gasolina mejora su resultado en un octano, lo que provoca una notable reducción de gases contaminantes.

E85: Mezcla de 85% de bioetanol y 15% de gasolina, utilizada en vehículos con motores especiales. Para esta mezcla, empiezan a salir los primeros vehículos adaptados. Se comercializan los llamados vehículos FFV (Flexible Fuel Vehicles) o Vehículos de Combustibles Flexibles con motores adaptados que permiten una variedad de mezclas.Como vemos, los modelos con biocombustibles ofrecen ventajas medioambientales y ecónomicas, pudiéndose utilizar, en el biodiésel siempre, en la gran mayoría de vehículos actuales. Sin embargo, los actuales métodos de producción utilizan una cantidad significativa de combustibles fósiles, por lo que no parecen la solución a largo plazo. En España, es la energía “limpia” para automóviles que cuenta con mayor beneplácito de la administración. ¿La razón? España es el primer productor mundial de bioetanol, y el tercero mundial.

Algunas curiosidades…

En Brasil, el aceite usado en la preparación de patatas fritas de la cadena McDonald’s es uno de los ingredientes de un nuevo combustible que se desarrolla en Brasil para sustituir los derivados del petróleo en los automóviles. Desde el año pasado, distintos vehículos utilizan este aceite como combustible para sus automóviles en un proyecto piloto auspiciado por el Gobierno local y el Instituto Virtual de Cambios Climáticos (IVIG), un centro tecnológico de la Universidad Federal de Río de Janeiro.

La cadena de comida rápida, se ha comprometido, además, a donar por lo menos 25 mil litros de aceites ya empleados para freír patatas en los 40 restaurantes McDonald’s del área metropolitana de Río de Janeiro, durante dos años.

En Alemania, no son pocos los taxistas que utilizan una combinación especial compuesto por 2/3 de aceite de freír y una 1/3 de diesel. La función del gasóleo es clave para poner en marcha el automóvil ya que para que este funcione se requiere de una temperatura de 70 grados.

En Estados Unidos, muchos agricultores utilizan el aceite de colza para hacer andar sus motores. Un científico de la Universidad de Virginia logró incluso a hacer combustible en base a un 35% de estiércol de aves de corral y un 65% de diesel.

En Oriente Medio, zona donde no falta el petróleo también se han realizado pruebas utilizando como base el aceite de jojoba.

Sus ventajas son muchas, opinaban los expertos: no es venenoso, es pobre en carbono y no produce dióxidos de azufre. Esto último le hace bien al motor mismo, pues su corrosión es más lenta. A este “eco diesel”, que alcanza el mismo rendimiento que el diesel normal, llegaron los investigadores de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos mezclando aceite puro de jojoba con metanol y un catalizador químico

miércoles, 23 de abril de 2008

Bombas centrífugas

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Se dice que una bomba es de Desplazamiento No Positivo cuando su órgano propulsar no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola.

A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza matriz.

Diseñadas para aplicaciones de alto rendimiento y para trabajos pesados. Ofrecen una excepcional resistencia a la corrosión. La rueda móvil y el eje son una pieza única que se conecta directamente al eje del motor. Esto elimina problemas como la vibración, el desgaste prematuro de los rodamientos, el incumplimiento de los exigentes requerimientos de NPSH, las complicaciones de mantenimiento de las juntas, la poca tolerancia y las condiciones de operación adversas.

Las bombas rotodinámicas simplemente añaden momentum al fluido mediante un impulsor que gira a alta velocidad, transformándolo en un incremento de presión. Dentro de esta clase de bombas se encuentran las bombas centrífugas. En éstas, el líquido entra cerca del eje de rotación de un impulsor que gira a alta velocidad. El líquido adquiere así energía cinética y es lanzado radialmente a alta velocidad hacia un difusor. En éste, parte de la energía cinética del líquido se transforma en una elevación en la presión del líquido que es descargado al sistema.

CARACTERISTICAS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

  • Caja, placa base, rueda móvil y eje de acero inoxidable 316L
  • Rueda móvil de cinco paletas con ojo más profundo para mejorar las características de entrada
  • Junta modular en tamaño único para todos los modelos
  • Amplia variedad de opciones de juntas, entre las que se incluyen juntas comerciales estándar
  • Poderoso motor con rodamientos grandes y eje resistente
  • Varias opciones de montaje de base para todos los tamaños.
  • Funciona con líquidos de hasta 232° C de temperatura.

martes, 22 de abril de 2008

Tamizado

Es un proceso intermitente que se aplica casi exclusivamente para fines de pruebas.

Se realiza haciendo pasar al producto sobre una superficie provista de orificios del tamaño deseado. El equipo puede estar formado por barras fijas o en movimiento, por placas metálicas perforadas, o por tejidos de hilos metálicos. Consiste en la separación de una mezcla de partículas de diferentes tamaños en dos o más fracciones, cada una de las cuales estará formulada por partículas de tamaño más uniforme que la mezcla original.

El tamizado en seco se aplica a materias que contienen poca humedad natural o que fueron desecadas previamente. El tamizado en humedo se efectúa con adición de agua al material en tratamiento, con el fin de que el liquido arrastre a través del tamiz a las partículas más finas.

El material que no atraviesa los orificios del tamiz se designan como rechazo o fracción positiva, y el que lo pasa se llama tamizado o fracción negativa.

EQUIPOS INDUSTRIALES PARA EL TAMIZADO

1. – RASTRILLOS

Se utiliza mucho para tamizado de grandes tamaños, en especial los superiores a 2,5 cm. Están construidos simplemente por un grupo de barras paralelas, separadas en sus extremos mediante espaciadores. Las barras pueden estar dispuestas horizontalmente o hallarse inclinadas en sentido longitudinal, de 200 a 500 sexagesimales sobre la horizontal, según la naturaleza del material a tratar. Debido al desgaste que s

ufren las barras, éstas pueden ser de acero manganeso.

Los rastrillos se construyen con un ancho de 0,90 a 1,20 m ; y barras de 2,40 a 3 m de largo y se aplican en los casos, tan frecuentes, en que se dese

a separar las piezas pequeñas y partículas de un material grueso, antes de su tratamiento en un quebrantador o triturador.

La capacidad de trabajo de los rastrillos varía entre 1000 a 1600 toneladas de materiales por metro cuadrado de superficie y 24 horas , utilizando barras espaciadas entre sí, unos 2,5 cm.

2. – TAMICES FIJOS

Se construyen con placas metálicas perforada

s, así como también con tejidos metálicos que suelen disponerse en ángulo hasta de 600 sexagesimales con la horizontal.

Estos tamices se usan en las operaciones intermitentes de pequeña escala, tales como el cribado de la arena, grava o carbón, para lo cual se proyecta el material sobre el tamiz.

Cuando hay que tratar un elevado tonelaje, las

cribas fijas se reemplazan por las vibratorias.

3. TAMICES VIBRATORIOS

Se utilizan para grandes capacidades. El movimiento vibratorio se le comunica al tamiz por medio de levas, con una excéntrica y u

n volante desequilibrado, o mediante un electroimán. El tamiz puede poseer una sola superficie tamizante o llevar dos o tres tamices en serie.

4. – TAMICES OSCILANTES

Se caracterizan por una velocidad relativamente pequeña ( 300 a 400 oscilaciones por minuto ) en un plano esencialmente paralelo al del tamiz. La criba lleva un tamiz que se mueve en un vaivén mediante una excéntrica y otro mecanismo enlazado al único soporte del tamiz, que suele ser una barra vertical que sostiene a la caja del mismo.

Constituye el tipo más barato de tamiz que ofrece

n los constructores, y se aplica para trabajos intermitentes o discontinuos.

El cernidor está formado por una caja que lleva un cierto número de telas tamizantes dispuestas unas sobre otras, que reciben un movimiento oscilante por una excéntrica o contrapeso que describe una órbita casi circular.

5. – TAMICES DE VAIVEN

Se propulsan mediante una excéntrica montada en el lado de la alimentación. El movimiento varía desde el giratorio de casi 50 mm de diámetro

, en el extremo de alimentación, hasta 1 de vaivén en el extremo o de descarga. Estos tamices suelen tener una inclinación de unos 5 0 sexagesimales, dando al tamiz un movimiento perpendicular a las del tamizado, de casi 2,5 mm . Bajo la superficie activa del tamiz y mediante las bolas de caucho localizadas en determinadas zonas se consigue además, otra vibración.

Este equipo está muy generalizado se usa mucho para el tamizado de productos químicos secos hasta el tamaño correspondiente a casi 30 mallas.

6. – TAMIZ ROTATORIO ( TROMEL )

Esta formado por un tamiz de forma cilíndrica o tronco – cónica, que gira sobre su eje. Pueden disponerse varios tambores en serie, de modo que el tamizado del primero pase luego al segundo y de éste al tercero, etc. En algunos casos se construyen tamices de diferentes lados de orificios, dispuestos longitudinalmente, y la alimentación entra por el lado del tamiz más fino. De este modo se fracciona un producto en materiales de distintos tamaños. Pero la operación no resulta tan eficaz como en el caso de una serie de tambores sencillos o de un solo tambor compuesto.

El tambor compuesto está formado por dos o más superficies de tamizado, montadas concéntricamente sobre un mismo eje. La superficie tamizante con los orificios de mayor diámetro está montada en el interior del tambor, y la de agujeros más finos, en el exterior, resultando así materiales con tamaños intermedios comprendidos entre los dos límites.

La capacidad del tromel aumenta con la velocidad de rotación hasta un valor de ésta para lo cual cegado el tamiz por acumulaciones y atasque del material en sus orificios. Si la velocidad de rotación se incrementa hasta la velocidad critica, el material ya no se desliza sobre la superficie tamizante, sino que es arrastrado por el tambor en su giro, debido a la acción de la fuerza centrífuga. Generalmente la mejor velocidad de trabajo es de 0,33 a 0,45 veces la crítica.

7.- DEVANADERAS O CEDAZOS GIRATORIOS

Consisten en tamices de velocidades algo elevadas. Se utilizan tanto en la industria harinera, como en las que manejan otros casos de materiales ligeros, secos y no abrasivos.

Las superficies tamizantes están formadas por telas de seda apoyadas sobre mallas de alambre. Su velocidad de rotación es superior a la velocidad crítica de un tromel, y de tal valor que las partículas de producto tamizado son lanzadas hacia fuera de la tela de cernido por la acción de la fuerza centrífuga. La superficie puede limpiarse mediante unos cepillos montados dentro de la devanadera. Esta clase de máquinas suele tener un diámetro de 60 a 100 cm, longitudes de 1,50 a 2,50 m y girar a velocidades de 100 hasta 200 RPM.

lunes, 21 de abril de 2008

Evaporadores

La evaporación es uno de los principales métodos utilizados en la industria química para la concentración de disoluciones acuosas. Normalmente implica la separación de agua de una disolución mediante la ebullición de la misma en un recipiente adecuado, el evaporador, con separación del vapor. Si el líquido contiene sólidos disueltos, la disolución concentrada resultante puede convertirse en saturada, depositándose cristales.

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(a) Los que pueden ser calentados a altas temperaturas sin sufrir descomposición, y los que únicamente pueden calentarse a bajas temperaturas (330 K).

(b) Los que dan lugar a la aparición de sólidos al concentrarlos, en cuyo caso el tamaño y forma de los cristales pueden ser importantes, y los que no originan sólidos.

(c) Los que a una presión dada cualquiera hierven aproximadamente a la misma temperatura que el agua, y los que tienen un punto de ebullición mucho más elevado.

La evaporación se lleva a cabo suministrando calor a la disolución para vaporizar al disolvente. El calor se suministra en gran parte para proporcionar el calor latente de vaporización y, mediante la adopción de métodos de recuperación de calor del vapor, el ingeniero químico ha podido conseguir una gran economía en la utilización del calor. Mientras que el medio calefactor es generalmente vapor de agua a baja presión, para casos especiales puede utilizarse Dowtherm o gases de combustión.

El diseño de una unidad de evaporación requiere la aplicación práctica de las ideas de transmisión de calor a líquidos en ebullición, junto con une compresión de lo que le sucede al liquido durante la concentración.

TIPOS DE EVAPORADORES

Los principales tipos de evaporadores tubulares calentados con vapor que se utilizan en la actualidad son

1. Evaporadores de tubos cortos

2. Evaporadores de tubos largos verticales

(a) Circulación forzada

(b) Flujo ascendente (película ascendente)

(c) Flujo descendente (película descendente)

3. Evaporadores de película agitada

 

Aquí comparto con Uds. un vídeo sobre el manejo de un evaporador de doble efecto (esta en inglés):

viernes, 11 de abril de 2008

Nuevo Buffer Para Química, Capaz de Mantener el pH Ante Descensos de Temperatura

 

Unos investigadores de la Universidad de Illinois han encontrado una solución simple para un problema con el que se han topado los científicos durante décadas: la tendencia de los búferes o tampones químicos (empleados para mantener constante el pH en muestras de laboratorio) a perder su eficacia cuando las muestras son refrigeradas. El equipo de investigación, encabezado por el profesor de química Yi Lu, ha desarrollado un método para formular un búfer que mantenga el pH deseado en una gama de temperaturas bajas.

Los científicos saben desde la década de 1930 que el pH de esos tampones químicos puede cambiar cuando las muestras son enfriadas; algunos búferes aumentan su pH, en tanto que otros lo disminuyen.

La congelación es un método estándar para extender la vida útil de materiales biológicos y farmacéuticos, y las muestras biológicas son rutinariamente enfriadas para retardar las reacciones químicas en algunos experimentos Incluso cambios pequeños en la acidez o alcalinidad de una muestra pueden influir sobre sus propiedades.


Los científicos necesitan congelar las proteínas, los ácidos nucleicos, los fármacos y otras biomoléculas para conservarlos durante un periodo largo de tiempo y para estudiarlos más fácilmente empleando diferentes técnicas espectroscópicas y la cristalografía por rayos X. Pero cuando el pH de la muestra cambia a bajas temperaturas, la integridad de la muestra puede verse afectada.


Nathan Sieracki demostró esto congelando y descongelando repetidamente muestras de oxacilina, un análogo de la penicilina empleado como antibiótico. Después de una congelación y una descongelación, el 50 por ciento del fármaco se dañó en varios de los búferes investigados.

Sieracki fue capaz de demostrar que la pérdida de actividad fue debida a cambios en el pH y no a cambios en la temperatura.
Para encontrar un búfer capaz de mantener un pH estable a diferentes temperaturas, Sieracki evaluó primeramente el comportamiento, frente a diversas temperaturas, de varios búferes de uso común. Vio que algunos se volvían más alcalinos, en tanto que otros devenían más ácidos. Estas observaciones condujeron a una metodología obvia: ¿Por qué no mezclarlos?

Poco a poco, la investigación avanzó en esa dirección, a través de experimentos en los que se variaron las proporciones de búferes combinados hasta que se encontró una fórmula que exhibió cambios mínimos de pH en una amplia gama de temperaturas. En vez de registrar cambios de 2 o más unidades de pH durante el enfriamiento, lo que es típico de algunos búferes estándar, la nueva fórmula cambió menos de 0,2 unidades de pH durante el enfriamiento.


La creación de un búfer cuyo pH sea independiente de la temperatura puede tener amplias implicaciones para investigaciones nuevas así como para algunas de las previamente publicadas. Sin la posibilidad de usar búferes de pH independiente de la temperatura, algunos aspectos de tales investigaciones anteriores pueden haber sido dejados a un lado y acaso convendría retomarlos.

Gasolina del futuro se dará en árboles

Un proceso sencillo y eficiente ya produce en un paso un líquido con dos compuestos. La materia prima no compite con cultivos comerciales; usa los desechos agrícolas.

En un paso crucial hacia el desarrollo de la ambicionada “gasolina verde”, investigadores de la Universidad de Massachusetts en Amherst anunciaron la primera conversión directa de biomasa vegetal en un líquido similar a la gasolina ordinaria.

George W. Huber y sus estudiantes Torren Carlson y Tushar Vispute reportaron en la revista Chemistry & Sustainability, Energy & Materials la innovación, en un proceso que expertos consideran muy prometedor y que permitiría producir combustible prácticamente sin impacto ambiental.

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De acuerdo con la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), que patrocinó los estudios, aunque aún deben pasar de cinco a diez años antes de que biocombustibles reales lleguen a las bombas despachadoras, las novedades anunciadas en la revista representan la superación de grandes obstáculos.


Huber dijo que los consumidores de mañana quizás ni siquiera sabrán el origen de lo que moverá sus vehículos. “Los biocombustibles del futuro muy probablemente serán similares en composición física a la gasolina y el diesel que se usan hoy”, apuntó. “El reto para los ingenieros químicos es producir con eficiencia combustibles líquidos a partir de la biomasa adecuándose a la infraestructura existente hoy”.


El proceso de Huber y colegas significó calentar con rapidez lignocelulosa, la parte no comestible de las plantas, en presencia de catalizadores sólidos, materiales capaces de regular reacciones químicas sin verse afectados.


Después de la reacción inicial, en menos de dos minutos los productos fueron enfriados y crearon un líquido que contiene naftaleno y tolueno, que constituyen la cuarta parte de los contenidos de la gasolina convencional.


Según la NSF, el líquido obtenido “puede ser tratado más para formar los componentes restantes del combustible”.
John Regalbuto, director del programa de Catálisis y Biocatálisis en la NSF, explicó que la gasolina verde convierte en irrelevantes los principales problemas que aquejan a otros biocombustibles, de los cuales el más conocido es el etanol.


Así, muchos vehículos de producción reciente son capaces de consumir la mezcla llamada E-85, un combustible que contiene 85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina. Pero esto tiene un precio: los combustibles E-85 típicamente reducen en casi 30 por ciento el kilometraje que ofrecen.


Regalbuto dijo que este castigo al consumo propio del E-85 no ocurre en la gasolina verde, que también se puede usar en los motores existentes sin problemas.


Otro conflicto de los biocombustibles actuales tiene que ver con su costo. Por ejemplo, el etanol E-85 se fabrica a partir de cultivos de importancia agrícola como el maíz, de modo que hay una competencia contra la agricultura de sustento.


¿Y la gasolina verde? Regalbuto señala que por ser ésta obtenida a partir del procesamiento de lignocelulosa, no hay tal competencia. Se puede producir procesando pastos, álamos criados para hacer combustible, astillas de madera o bagazo de maíz.


En tercer lugar, la producción de bioetanol representa serios problemas ambientales, pues requiere mucha energía; tiene una “huella” de carbono bastante alta que equivale casi a decir que es peor la solución que el problema.


En cambio el proceso que describieron Huber y sus colegas en la revista especializada es revolucionario, en cuanto a sus requerimientos energéticos.


“De hecho, a partir del calor excedente que se liberará, se puede generar electricidad además del biocombustible”, dijo optimista Regalbuto. “No sólo habrá para el proceso una huella de carbono pequeña: al recuperarse el calor y generarse electricidad, no habrá huella alguna”.


No es extraño por ello que tanto en laboratorios académicos como en empresas que van desde las micro hasta las corporaciones gigantes, los científicos estén afanándose por lograr procesos viables para producir gasolina verde.


Un reporte reciente que patrocinaron la NSF, el Departamento de Energía y la Sociedad Química de Estados Unidos describe las estrategias más vanguardistas para producir biocombustibles verdes: gasolina, diesel y combustible para aviones a reacción.


“Estamos trabajando actualmente en comprender la química de este proceso y en diseñar nuevos catalizadores y reactores para esta técnica de un solo paso. Esta comprensión química fundamental nos permitirá diseñar procesos más eficientes que acelerarán la comercialización de la gasolina verde”, dijo Huber.

Claves
Otras ventajas

  • Además de las ventajas descritas en la nota, los biocombustibles a base de biomasa ofrecen más ventajas. Una es que no se mezclan con agua, de modo que se autoseparan y no requieren de un paso de destilación
  • Otra ganancia es que las reacciones se realizan a temperaturas más altas, lo que permite diseñar reactores más rápidos y de menor tamaño, al grado de poder incluir un reactor en un tráiler.
  • Los procesos también consumirán menos agua, porque no usan catalizadores biológicos sino químicos, capaces de actuar incluso sin agua y que además se pueden reutilizar y reciclar.

viernes, 4 de abril de 2008

Nuevo proceso para la obtención de Bioetanol al más bajo precio

 

Un tipo de bacteria que ayuda a las termitas a digerir la madera podría ser clave a la fabricación del etanol a bajo precio hecho a partir de la madera y la hierba. La compañia norteamericana de bioenergía ZeaChem, ubicada en Menlo Park, CA, ha desarrollado un proceso basado en esta bacteria que puede producir el 50 por ciento más etanol de una cantidad dada de biomasa que procesos convencionales pueden.

La empresa ha demostrado el método en un ajuste de laboratorio y ahora prepara proyectos para una planta de etanol, que producirá aproximadamente dos millones de galones de etanol un año. La construcción podría comenzar tan pronto como en este año, dice Dan Verser, fundador y vicepresidente de investigación y desarrollo en ZeaChem. Esto es uno de un número creciente de empresas de biocarburante que procuran hacer etanol a partir de fuentes que no sean maíz o caña de azúcar, ya que el estos requieren grandes  cantidades de tierra, agua, y la energía para crecer.

El proceso mejora la producción haciendo el empleo más eficiente de biomasa que el que se hace por técnicas convencionales. Comienza, como  las otras técnicas para hacer el etanol, con la conversión de la biomasa en azúcares. En este punto, los procesos convencionales usan la levadura para fermentar los azúcares en el etanol. Pero este proceso es derrochador: aproximadamente un tercio del carbón en los azúcares nunca lo hace en el combustible. En cambio, es liberado en la atmósfera como el dióxido de carbono.

ZeaChem sustituye la levadura por un tipo de bacteria llamada Moorella thermoacetica, que puede ser encontrado en un número de sitios en la naturaleza, incluyendo tripas de termita y el rumiante de vacas, donde esto ayuda a estropearse la hierba. En vez de hacer el etanol y el dióxido de carbono, la bacteria se convierte los azúcares en un componente de vinagre llamaron el ácido acético, un proceso que no libera ningún dióxido de carbono.

Para convertir el ácido acético en el etanol, ZeaChem retorna a la química. Primero, los investigadores de la empresa convierten el ácido en un solvente común llamado acetato de etilo cosa que los químicos hace mucho tiempo sabían hacer. El paso final -la fabricación del etanol- requiere la adición de la energía al sistema en forma del hidrógeno. Para conseguir el hidrógeno, ZeaChem usa el material purgado del proceso que convierte la biomasa en azúcares. Este material, llamado lignina, puede ser convertido en una mezcla de hidrógeno rica en gases por calentamiento  en las condiciones derechas en un proceso llamado gasificación. El hidrógeno es combinado con el acetato de etilo para hacer el etanol.

Los gases restantes en la mezcla son alimentados atrás en el proceso para proporcionar la energía necesaria para la gasificación, el aprovechamiento del material que de otra manera habría sido  gastado y la eliminación de la necesidad de usar combustibles fósiles como el petróleo. Hasta ahora, la empresa ha mostrado que más del 40 por ciento mejor cede comparado con accesos convencionales, y esto trabaja hacia una mejora teóricamente posible del 50 por ciento.

"Esto es un proceso muy innovador" dice James McMillan, investigador y el gerente de grupo en el Laboratorio de Energía Nacional Renovable, en Gold Colorado. Él dice que es importante conseguir tanto etanol del feedstock como posible, ya que el coste final de etanol depende altamente del coste de feedstock. Aunque el proceso de ZeaChem sea más complicado que los métodos usados ahora, y las plantas de etanol  que lo usan costarán más, McMillan dice que la producción mejorada podría compensar estos gastos aumentados.

bioetanol 1Esta es una muestra rara de etanol creado de chips de madera  que usan un nuevo proceso. Hasta ahora el alcohol es hecho en unas botellas a la vez, pero en un par de años millones de galones podrían estar disponibles.