Las nuevas materias primas para el biodiesel

LAS NUEVAS MATERIAS PRIMAS PARA EL BIODIESEL
Las nuevas materias primas para fabricar bidiesel ya están en el Laboratorio. Son materias primas no competitivas con la alimentación humana y se augura un éxito rotundo en los próximos años.

Biodiesel de Fructuosa
En la Universidad de Wisconsin-Madison, el profesor James Dumesic, ha publicado un informe sobre una nueva sustancia química en la Revista Cience. Se trata de un intermedio químico llamado HMF (hydroxymethylfurfural) de fructuosa -,el azúcar de las frutas. El HMF puede ser convertido en plásticos, el aditivo de gasoil, o aún el gasoil sí mismo, pero raras veces era usado porque es costoso hacer. Sin embargo, el Prof. Dumesic está desarrollando un nuevo proceso para llevar alHMF a los motores diesel, bajo el nombre genérico de biodiesel.

El método nuevo, para hacer HMF, es un delicado equilibrio químico, presión, temperaturas y diseño de reactor. Después que un catalizador convierte la fructuosa en HMF, se lleva el HMF a un solvente que lo deja a una ubicación separada, y donde el HMF es extraído. Aunque otros investigadores antes hubiesen convertido fructuosa en HMF, el grupo de investigación de Dumesic hizo una serie de mejoras que hicieron el HMF más fácil para extraer.
Una vez hecho, HMF es fácil de convertirse en plásticos o biodiesel.
Aunque el biodiesel que se fabrica actualmente sea hecho de una grasa o un aceite (el aceite de cocina aún usado), y no de un azúcar, ambos procesos tiene ventajas similares ambientales y económicas. En vez de comprar el petróleo del extranjero, la materia prima vendría de la agricultura doméstica. La ampliación de la fuente de materia prima también debería deprimir el precio de petróleo.

El nuevo proceso va más allá de la fabricación del combustible de vegetales para hacer sustancias químicas industriales. Tratando de entender como usar procesos catalíticos para hacer sustancias químicas y combustibles de biomasa, que es un área de creciente interés es que se desarrolló este proceso. En lugar de usar la antigua energía solar encerrada en los combustibles fósiles, se trata de aprovechar el dióxido de carbono y la actual energía solar que las plantas recogen. La investigación de Dumesic sobre las fuentes ecológicas de sustancias químicas comunes es apoyada por el Departamento estadounidense de Agricultura y la Fundación de Ciencias Nacionales.
Dumesic también explora métodos de convertir otros azúcares e hidratos de carbono aún más complejos en HMF y otros intermedios químicos. La energía solar y la biología crearon los hidrocarburos almacenados en los combustibles fósiles los que hemos usado tanto tiempo. La ciencia conduce nuestro interés a la biomasa, que si aprendemos a usar la energía solar y la biología de un modo diferente, podemos redirigir problemas relacionados al precio, suministro e impacto ambiental de la actividad industrial.

Dumesic ha trabajado sobre un procesos que pueden transformar productos de carbón neutro en hidrógeno, y utilizar este gas como combustible, combustibles líquidos o sustancias químicas de valor añadido de una amplia gama de compuestos oxigenados, como el etilenglicol, extrayendo glicerol de la biomasa , azúcares y alcoholes de azúcares.
Si este proceso es tan económico como se ha indicado podemos tener una opción en cuanto a si los azúcares son convertidos en el etanol o biodiesel. La producción masiva de biodiesel podría promover el empleo de motores diesel, que tienen una eficacia mayor que motores de nafta, para vehículos ligeros. La combinación de biodiesel, que no tiene casi ningún contenido de azufre, y la generación nueva de motores diesel silenciosos debería hacer motores diesel aceptables para todos.


La utilización de la biomasa para el biodiesel
El biodiesel podría ser hecho de cualquier biomasa. Los investigadores en la Universidad de Wisconsin trabajan sobre un proceso para producir el biodiesel directamente de la celulosa y la hemicelulosa que son los hidratos de carbono que constituyen el 70-75 % de las plantas sobre peso seco, más bien que de solamente las semillas. Ellos han desarrollado un proceso de rediseñar, la fase acuosa dehydratiocn/hydrogenation (APD/H), para convertir los materiales celulosicos en los hidrocarburos de cadena larga que constituyen el biodiesel. Hasta ahora los investigadores han sido capaces de producir hexano (C6H14) y ahora tienen que desarrollar métodos de producir al alcanos más pesados de C8 a C15 que constituyen el biodiesel.
El valor de energía demandanda neta (NEV) es 2.2 para el biodiesel, comparado con un NEV de 1.1 para el etanol. Una gran parte del ahorro de energía es resultado de la separación espontánea del alcano del agua frente a la exigencia para destilar el etanol del agua.
El MIT describe el proceso así: " El nuevo método es dividido en cuatro partes. Primero, una corriente de biomasa procesada que consiste en el agua y azúcares es alimentada sobre un catalizador de níquel para deshacerse de algunos de sus átomos de hidrógeno. Entonces la corriente es tratada con los ácidos que se sacan la mayor parte del agua. La mezcla pasa entonces sobre un catalizador sólido, que lo transforma en cadenas largas de carbón, el llamado alcano. Finalmente, aquel alcano es traspasado a un catalizador platino-silica-alumina a altas temperaturas, mientras el hidrógeno del primer paso es alimentado en el reactor. El líquido que queda tiene casi la misma estructura química que el tradicionalmente refinado biodiesel y quema igual en motores diesel. Y los únicos subproductos son agua y el calor.


Biocarburantes de enzimas
El proceso UW, ha dado beneficios de investigación tal como fue previsto, es muy importante que las enzimas recientemente desarrolladas que pueden convertir los materiales celulosico de la biomasa en azúcares, permiten a producción de etanol de prácticamente cualquier material vegetal. La capacidad de empleo de cualquier biomasa para producir biodiesel o etanol amplía enormemente el potencial de los biocarburantes por la reducción de las áreas de tierra requerida para producir la biomasa.
El proceso propuesto es mucho menos complicado que la ruta Gasification/Fischer-Tropsch, que es otro modo de hacer el biodiesel de cualquier biomasa. Discrepo con el UW en la cantidad de la energía creada en el proceso de etanol, el NEV es más bien 1.3 a 1.4 en una planta de etanol moderna, con valores aún más altos que los esperados al usar enzimas. El NEV incluye todas las entradas de energía del ciclo de vida, incluyendo la energía que solía producir la cosecha, y sospecho que el número de UW no incluye aquella energía. Este discrepancia no reduce la importancia vital de este desarrollo.

La malva de mar como fuente de biodiesel

Ellas no van a competir con el girasol, el maní, ni la jartropha, pero están bien, asegura el Dr. Gallagher, de la Universidad de Delaware que estudia la planta, que crece en los pantanos salinos del Golfo de México a la costa del Atlántico.
Mientras la malva de mar podría ser práctica para un trabajo de Laboratorio, la misma ha proporcionado a Gallagher la idea para resolver problemas ambientales , del calentamiento global a la desaparición de tierras de labranza costeras.
Gallagher, un profesor de biociencias marinas, dice que las semillas son una fuente prometedora de biodiesel, con una composición del aceite similar a las de soja y semilla de algodón.
A diferencia de las soja y otros granos, que requieren plantaciones anuales para alimentar el apetito creciente de biocarburantes, la malva de mar rosada es tanto perenne como una halofitea o sea la planta que tolera la sal, y que crece en áreas donde otras cosechas no pueden.
No hay que desviar la tierra que en éste momento es usada para producir alimento, al proceso de hacer biodiesel, " dijo Gallagher, que controla el Centro de Biotecnología Halofita de la universidad con su esposa y el Dr.Denise Seliskar.
Con la amenaza de la llegada de agua de mar a tierras de labranza y capas acuíferas costeras debido al calentamiento global, Gallagher cree que la malva de mar podría ayudar a conservar el valor económico de tierras arables cercanas al pantano.
El expeller obtenido después de la extracción del aceite de las semillas de malva es extraída tiene bastante proteína para ser usado como alimento para ganado, mientras los tallos tienen el potencial para el empleo en el proceso del etanol celulosico. Las raíces de la planta podrían ser usadas hacer un tipò de goma industrial.
Esto se parece casi al cerdo del mundo vegetal; se puede usar todo excepto el chillido, notando que las raíces secuestran el carbón de la atmósfera, haciendo la planta una fuente de energia de carbón neutro.

Mientras más de 20 países están implicados en proyectos de agricultura de agua salada para cosechas de alimentos, la idea de usar halofitas como biomasa para el combustible es un desarrollo reciente, dijo el Centro de investigación de Langley de la NASA en Hampton, Va.
Según esxte centro de investigación, aproximadamente 250 tipos de halofitas son cosechas potenciales de alimentos, mientras miles más podrían estar disponibles como biomasa para combustibles.
La producción de semillas tendría que ser mejorada antes de que la malva pueda ser comercializada para objetivos de biodiesel, pero Gallagher y sus colegas hacen la cría selectiva y la ingeniería genética podría mejorar el potencial de cosecha de la planta.

Alvaro Kröger