10- Etanol carburante – Procesos de producción de etanol

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Escrito por el Mtro. Manuel González Sosa.

La industria del etanol utiliza tecnologías de punta para producir etanol y coproductos valiosos a partir de los almidones y azúcares que se encuentran en las materias primas.

En general el proceso de obtención de etanol es el siguiente:

  • Extracción de los azúcares de la materia prima.
  • Fermentación
  • Destilación
  • Deshidratación

Pero cada materia prima tiene un proceso específico, y a continuación describiremos algunos:

10.1- Molienda seca

Este es el proceso más utilizado con el maíz en EUA y en general consta de los siguientes pasos (MAIZAR, 2007):

  1. Molienda: Se muele el grano en polvo fino o harina (maíz, sorgo, trigo, etc.).
  2. Licuefacción: La harina se mezcla con agua y enzimas, se cocina y agregan químicos para mantener un pH de 7.
  3. Sacarificación: el puré resultante del proceso anterior es refrescado y se le agrega otra enzima para convertir el almidón licuado en azucares fermentables.
  4. Fermentación: Al puré se le agrega levadura para fermentar los azucares.
  5. Destilación: El puré fermentado, ahora cerveza, contendrá alcohol y otros solidos no fermentables. Esta cerveza se llevara a las columnas de destilación, para hervirla y separar el alcohol de los otros componentes. El alcohol dejara las columnas de destilación con una pureza del 96%.
  6. Deshidratación: Al alcohol se le quita el agua restante y da como resultado alcohol anhidro.
  7. Desnaturalizado: Al etanol carburante se le agrega algún producto para que no sea apto para consumo humano.

Por medio de este proceso se obtiene de una tonelada de maíz en promedio (RFA, 2021):

  • 430 litros de etanol desnaturalizado (desnaturalizar significa agregarle un aditivo al etanol para que no se pueda beber)
  • 270 Kg de DDGS (10% de humedad)
  • 14.25 Kg de aceite de maíz destilado
  • 197 kg de CO2 biogénico capturado

10.2- Molienda húmeda 

En la molienda húmeda primero se remoja el grano y se muele para separarlo en sus componentes básicos, después pasa a otros procesos para la obtención de productos como el etanol, alimentos para mascotas, aceite, jarabe de maíz, entre otros. A continuación, se muestra el diagrama general de esta molienda:


10.3- Producción de etanol con caña

Caña Brava (2011) nos dice que los pasos para producir etanol con caña de azúcar son los siguientes:

  1. Recepción de la caña que viene del campo.
  2. Preparación de la caña: la caña es desfibrada a través de cuchillas y un molino de martillos para facilitar la extracción de jugos.
  3. Difusor: en este equipo se le extrae el jugo a la caña desfibrada a través de la dilución en agua caliente, logrando una extracción del 97.7% de azúcar. El jugo de caña obtenido continúa su proceso para obtener alcohol. De este proceso también se obtiene el bagazo que sirve para la generación de energía eléctrica del proceso.
  4. Evaporación: Se evapora el excedente de agua del jugo de caña extraído y se estandariza sus niveles de azúcar.
  5. Fermentación: Aquí interviene la levadura encargada del proceso de fermentación que convierte el azúcar del jugo de caña en el alcohol etanol, obteniéndose un producto llamado vino.
  6. Centrifugado: proceso para quitarle levadura al vino, la cual regresa a la fermentación, y el vino resultante alimenta a la destilería.
  7. Destilación y rectificación: En este proceso se eleva la temperatura del vino. De esta manera, se evapora el alcohol y se logra separar del agua. El grado alcohólico se eleva hasta el 96% de pureza.
  8. Deshidratación: La humedad restante es retirada y se eleva finalmente al grado de 99.7% de pureza. En esta etapa final se usa resina zeolita que retiene el agua.
  9. Almacenamiento: Se almacena en tanques para su distribución y venta.

10.4- Producción por biomasa lignocelulósica

El etanol a partir de biomasa lignocelulósica se produce principalmente por vía bioquímica. Los tres pasos principales involucrados en el método bioquímico para la producción de etanol son el pretratamiento, la hidrólisis enzimática y la fermentación. La biomasa se trata previamente para mejorar la accesibilidad de las enzimas. Después del pretratamiento, la biomasa se somete a hidrólisis enzimática para la conversión de polisacáridos en azúcares monoméricos, como glucosa y xilosa. Posteriormente, los azúcares se fermentan a etanol mediante el uso de diferentes microorganismos (Salman Zafar, 2022).



Fuentes: