Examinando por Materia "Etanol"

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    Causas que obstaculizan la exportación de etanol a partir de la entrada en vigencia del TLC entre Estados Unidos y Colombia
    (Universidad del Valle, 2015) Martínez Millán, Catalina; Pérez Rodríguez, Ana Milena; Vásquez, Andrea Melissa
    El trabajo de grado contenido en este CD trata de las causas que obstaculizan la exportación de etanol producido en el Valle del Cauca, dado los limitantes de materia prima, producción y de la falta de incentivos que otorga el gobierno a los ingenios azucareros colombianos. Además se realiza una comparación entre los principales productores de etanol en el mundo, donde se evidencia una superioridad por parte de Brasil y Estados Unidos, gracias a su larga trayectoria en el sector, niveles de producción, políticas energéticas establecidas en estos países y políticas de estado propuestas. Finalmente, se establecen las condiciones internas basadas en un caso de estudio realizado en el Ingenio Manuelita S.A. que inciden en la no exportación, debido a la capacidad de producción con la que cuentan en comparación a los ingenios de los otros países productores.
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    Deslignificación por explosión con vapor de los residuos de cosecha de la caña de azúcar para la obtención de etanol
    (Universidad del Valle, 2013) Chávez Álvarez, Claudia Patricia; Velasco Giraldo, Nathalie; López Galán, Jorge Enrique
    Con el presente trabajo de investigación se buscó pretratar los residuos de cosecha (hojas y cogollos) de la caña de azúcar, utilizando el proceso de explosión con vapor, pensando en tener una materia prima adecuada para la producción de etanol. Con este fin se utilizó un reactor de alta presión para encontrar las variables influyentes en este proceso y definir las condiciones más adecuadas. Las variables que se analizaron fueron: Tiempo, tamaño de partícula, temperatura, relación sólido- líquido y concentración de ácido sulfúrico, expresada como pH. Debido a que el pretratamiento del material se hace para facilitar la hidrólisis de los azúcares presentes, se consideró como variables de respuesta la pérdida en peso del material, la remoción de lignina y la concentración de azúcares reductores. El tiempo y el tamaño de partícula se definieron al principio del estudio utilizando condiciones medias encontradas en la literatura. El tamaño de partícula encontrado fue pasante malla 9, que corresponde a un tamaño de partícula promedio de 1,82 mm y el tiempo de deslignificación encontrado para las primeras pruebas fue de 6 min. Los intervalos de trabajo para las demás variables fueron: Temperatura 165 a 195 °C, relación sólido -líquido 40 a 67 g fibra/ L de agua y pH de solución catalizadora 1,5 a 2,5. Por medio de un análisis estadístico factorial 23 se encontró que todas las variables analizadas son influyentes en el proceso de deslignificación por explosión con vapor. Una vez se tuvieron las variables influyentes y los intervalos que favorecieron la concentración de azúcares reductores, la remoción de lignina y la pérdida de peso, se realizaron nuevas pruebas en estos intervalos para afinar las condiciones de proceso. Finalmente, para obtener el material adecuado para la obtención de etanol, se debe realizar la deslignificación por explosión con vapor de las hojas y cogollos de la caña de azúcar a las siguientes condiciones: Temperatura 193 °C, pH 1,3 (0,17 % p/p de H2SO4) y relación sólidolíquido 40 g/L. Adicionalmente, se hidrolizó y fermentó la fibra pretratada bajo las condiciones halladas como adecuadas para evaluar la cantidad de etanol obtenida. Las condiciones de hidrólisis y fermentación fueron las sugeridas en el protocolo experimental para Sacarificación enzimática NREL/TP-510-42629 y en el protocolo experimental para Hidrólisis y fermentación de biomasa lignocelulósica NREL/TP-510-42630, respectivamente. La cantidad de etanol obtenida con 100 g de fibra fue de 12 g. Por lo tanto, se concluye que es viable deslignificar hojas y cogollos de caña de azúcar por medio de explosión con vapor, pues después de realizar este pretratamiento se obtiene un rendimiento de sacarificación del 43,36%, la fibra se relaja y facilita la obtención de etanol alcanzando un rendimiento del 78,57%
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    Determinación de la permeabilidad de etanol en membranas poliméricas para celdas de combustible [recurso electrónico]
    (Universidad del Valle, 2014) Echeverri Cedeño, Sergio; Camargo Amado, Rubén de Jesús
    Las celdas de combustible de etanol directo son una tecnología de gran interés por su eficiencia y por utilizar una fuente de energía renovable. Sin embargo la permeación del combustible a través de la membrana polimérica de las celdas de combustible es uno de los problemas críticos que afronta ésta tecnología. En este trabajo se investiga cómo se afecta la permeación de etanol con la concentración del mismo y la presencia del campo eléctrico generado en los electrodos de una celda. Para ello se diseñó un equipo capaz de reproducir algunas condiciones de operación. La membrana de Nafión 115 posee una mayor permeabilidad comparada con aquella de Nafión 117, en todas las condiciones en que se realizaron las mediciones. Esto muestra que el Nafión 117 por ser una membrana más gruesa, funciona mejor como barrera a la permeación de etanol que el Nafión 115 especialmente en concentraciones relativamente altas. Se formuló un modelo matemático fenomenológico que describe la permeabilidad del etanol a través de una membrana de Nafión. No obstante este modelo se puede aplicar en diferentes sistemas para la investigación de otros tipos de solventes y membranas.
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    Evaluación a escala laboratorio de la producción de etanol en presencia de vinaza a partir de levaduras nativas
    (2014-10-23) Daza Merchán, Zunny Tatiana
    La producción actual de alcohol carburante en Colombia, está a cargo de cinco plantas ubicadas en el valle geográfico del rio Cauca, cuyo nivel de producción cubre el 80% de la demanda nacional. Estas plantas involucran en su proceso de fermentación la recirculación de la vinaza una generada en el posterior proceso de destilación, con el fin de minimizar el impacto ambiental causado por este afluente y a la vez minimizar el consumo humano. El presente trabajo presenta la posibilidad d seleccionar levaduras nativas del valle geográfico del rio Cauca que tengan una alta producción de etanol en presencia de vinaza, que sean objeto de estudio de futuros trabajos de mejoramiento ya sea por adaptación o por ingeniería genética, con el fin de contar con una levadura que pueda ser utilizada a escala industrial y de esta manera minimizar la dependencia tecnológica que se tiene actualmente con las levaduras comerciales. Se aislaron 17 levaduras nativas a partir de muestras de suelos, uvas y sustratos fermentados. Se aislaron 17 levaduras nativas a partir de muestras de suelos, uvas y sustratos fermentados, a las cuales se les realizo una caracterización bioquímica con el Kit API 20c AUX y una caracterización molecular mediante la técnica polimorfismo de longitud de fragmento de restricción molecular (RFLP) de la región 5.8s y ITS del rADN y mediante PCR Fingerprinting utilizando el marcados microsatelite (GTG). Se evaluó la capacidad de producción de etanol en fermentaciones tipo batch, utilizando como sustrato miel B y vinaza 50% (v/v). Se seleccionaron tres cepas que fueron identificadas como Saccharomyces cerevisiae, que presentaron eficientes de fermentación superior al 80%. El efecto de concentraciones de vinaza de 50 y 60 % en volumen, fue determinado sobre las tres cepas seleccionadas (LCC 4-3, LCC 14-1, LCC 14-4) y tres cepas que fueron aisladas en estudios paralelos (LCC 0-1, LCC 0-5, y LCC 0-10). Se encontró que concentraciones de vinaza superiores al 50% reducen el grado alcohólico obtenido a las 24 horas entre 9-18% y el consumo de ART en 17% mínimo, lo cual equivales a azucares residuales altos (mayores a 3%) y eficiencias de fermentación bajas (menores al 75%). En escala reactor, las levaduras nativa alcanzaron grados alcohólicos superiores al 8% similares a los obtenidos con la levadura comercial (24 horas). Sobresalió la cepa LCC 14-1, con una eficiencia de conversión de azucares a etanol del 90%. Se encontró que la levadura comercial presenta una mayor velocidad de producción de etanol alcanzando niveles máximos de 0.5% por hora mientras que la levadura LCC 14-1 0.4 por hora.
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    Evaluación de la relación etanol/sustrato para dos cepas aisladas del ambiente agrícola colombiano en un medio a base de xilosa con prueba de oxido-fermentación positiva
    (Universidad del Valle, 2011) Melo Montes, John Jairo; Idrobo Libreros, Godfrey
    La xilosa es el azúcar más abundante en la biosfera después de la glucosa. Junto con la glucosa son los azúcares principales en los residuos de lignocelulosa. Lo que convierte a estos residuos en una importante materia prima para la producción de biocombustibles de segunda generación. No obstante, se requiere encontrar microorganismos capaces de metabolizar estos residuos y producir derivados que sean útiles como combustibles. En este orden de ideas el trópico tiene una alta diversidad de vida microbiana, pero, es el recurso natural menos conocido de la megadiversidad colombiana. Estimaciones pronostican que pueden llegar a existir entre 1 y 10 millones de especies de bacterias (IIRBAV, 2001). Algunas, como Zymomonas mobilis (Matiz et al. 2002), albergan una importante maquinaria fermentativa productora de etanol que en comparación a las levaduras pueden generar teóricamente más rendimiento (Najafpour et al. 2002). El presente trabajo se enfocó en obtener bacterias que produzcan etanol a partir de xilosa, que, en principio, pudiesen ser útiles para fermentar hidrolizados de caña de azúcar. Se realizaron aislamientos en medio selectivos con xilosa como fuente de carbono, a partir de muestras de material vegetal con evidencia de degradación. Se aislaron 31 cepas bacterianas que además crecieron en medios de cultivo con glucosa y arabinosa a las que se les realizó pruebas en medio Hugh & Leifson para determinar el uso oxidativo/fermentativo de la xilosa, seleccionándose 11 cepas que resultaron positivas que además producen gas. Con aquellas tamizadas se realizaron fermentaciones para evaluar su capacidad productora de etanol obteniendo un rendimiento máximo Y (p/s) de 0.15 en una bacteria Gram negativa, mostrando el 32.2% del valor teórico. Mediante el análisis de las secuencias de la región de ADN ribosomal 16S se encontró que las cepas AM3 y AM58, seleccionadas como promisoras en la producción etanol sin evidencia de consumo, pertenecen al phylum proteobacteria y la clase gammaproteobaceria.
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    Hidrólisis enzimática de residuos de la cosecha de la caña de azúcar (hojas y cogollos) para la producción de etanol.
    (2019-01-25) Salcedo Mendoza, Jairo Guadalupe; López Galán, Jorge Enrique; Flórez Pardo, Luz Marina
    Con esta investigación se evaluó la hidrólisis enzimática de sustratos heterogéneos obtenidos en los residuos de la cosecha de caña de azúcar (hojas y cogollos) que puedan ser utilizados en la obtención de alcohol carburante. Inicialmente, definiendo una metodología para la obtención de biocatalizadores para la hidrólisis de residuos de caña de azúcar. Para este caso, se prepararon ocho sustratos, los cuales fueron obtenidos por deslignificación organosolvente, tratamiento con hidróxido de sodio, deslignificacion enzimática y un sustrato al que no se le aplicó ningún tratamiento. Los diferentes sustratos fueron hidrolizados con cinco cocteles enzimáticos derivados de mezclas de enzimas comerciales, Las reacciones se llevaron a cabo a una temperatura de 40 Co, con una relación sólido/líquido de 6/100, en soluciones buffer acetato de 4.8. Se determinó el porcentaje de sacarificación, el índice de sacarificación a través de la construcción de progreso con base en la producción de azúcares reductores en función del tiempo. Se implementó un diseño experimental tipo factorial para las variables; tipo de sustrato, mezcla de enzima y relación enzima/sustrato. Con los datos recolectados, se determinó el índice de hidrólisis e índice global de hidrólisis. En el análisis de la información se utilizó estadística descriptiva usando el Software StatGraphics®. Para generar las bases para seleccionar las mezclas de actividades enzimáticas utilizando el índice global de hidrólisis, se manejó la herramienta de lógica difusa del software MATLAB®. Lo resultados presentaron regiones de máximo índice global de hidrólisis para residuos de la cosecha de la caña de azúcar, los cuales se encuentran entre 20 - 30 FPU/ml y 400 - 800 p NPG U/ml de actividad betaglucosidasa y actividad hemicelulasa entre 50 y 70 UI/ml, indicando que es importante el papel de la betaglucosidasa en la hidrólisis enzimática de sustratos lignocelulósicos y que no es necesario grandes cantidades de enzimas celulolitícas, sino una buena dosificación de estas.
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    Modelamiento matemático de la transferencia de masa en el cátodo de celdas de combustibe elimentadas por etanol
    (Universidad del Valle, 2015) Mesa Zora, Jesús Antonio; Camargo Amado, Rubén Jesús; Lizcano Valbuena, William Hernando
    Las celdas de combustible alimentadas por alcohol, se perfilan como una alternativa importante para la generación de corriente en dispositivos portátiles. Si bien se publicaron un gran número de trabajos donde se estudian este tipo de sistemas; aún existen algunas limitaciones internas para que las celdas de combustible alimentadas por alcohol, se conviertan en una alternativa viable comercialmente. Algunas de las limitaciones más importantes de este sistema y que se trata en este trabajo, es la permeación (crossover) del alcohol a través de la membrana combinada con los fenómenos de transferencia de masa, lo que genera inconvenientes en el desempeño de la celda, como el envenenamiento del cátodo, la generación de corrientes parasitarias, la pérdida de combustible debido al cruce de etanol, y efectos debido a las limitaciones de transferencia de masa y acumulación de líquido en los poros de los electrodos. En el presente trabajo se plantea un modelo matemático unidimensional en estado estacionario para una celda de combustible de etanol, donde se considera el transporte de masa y carga en el sistema, el cruce de etanol a través de la membrana polimérica y la saturación de líquido en los poros de los electrodos. Por medio de este modelo, se realizan diferentes experimentos computacionales variando las condiciones de operación del sistema.
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    Síntesis y caracterización de heteropoliácidos a base de tungsteno, molibdeno, silicio y fósforo para su aplicación como catalizadores en la reacción de hidratación de etileno a etanol en dos fases.
    (2016-11-21) Piedrahita Montoya, Lina María; Urresta Aragón, Julián Diel; Llano Restrepo, Mario Andrés
    Existen dos rutas principales para la producción de etanol: la fermentación de azúcares y la hidratación directa de etileno. La síntesis de etanol a partir de etileno está siendo desplazada comercialmente a nivel mundial por la ruta fermentativa debido a los generosos subsidios económicos que recibe esta última en varios países. Tradicionalmente, la reacción de hidratación directa del etileno se ha implementado en fase gaseosa utilizando un catalizador de ácido fosfórico soportado en gel de sílice. Sin embargo, un reciente estudio de los equilibrios químico y de fases combinados para el sistema etileno + agua + etanol (realizado por uno de los autores) demostró que es posible aumentar la conversión de etileno a etanol si la reacción de hidratación del etileno ocurre en presencia de las dos fases líquida y gaseosa. En este trabajo se propuso emplear catalizadores heteropoliácidos para llevar a cabo la reacción de hidratación de etileno en presencia de las dos fases. Se encontró que los catalizadores empleados lograban la conversión de etileno a etanol; sin embargo, el tipo de reactor utilizado (discontinuo con agitador magnético) no resulta ser el más apropiado porque no favorece un contacto suficientemente efectivo entre el catalizador y los reactivos.
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    Síntesis, caracterización y evaluación de catalizadores Pt-Ru.Sn/FMWCNTs en la oxidación de etanol en semiceldas electroquímicas
    (Universidad del Valle, 2014) Bonilla Moncayo, María Fernanda; Camargo Amado, Rubén Jesús; Triviño Bolaños, Diego Fernando
    En este trabajo, se realizó la síntesis, caracterización y evaluación electroquímica de catalizadores de Pt-Ru, Pt-Sn y Pt-Ru-Sn soportados en nanotubos de carbono funcionalizados, empleando como reductor borohidruro de sodio. La caracterización física de los catalizadores se realizó mediante la técnica de energía dispersiva de rayos X (EDX) mostrando que los materiales sintetizados tienen un porcentaje metálico del 40% en peso, así mismo las relaciones atómicas de estos fueron las esperadas. Se evidenció también que al funcionalizar el soporte catalítico, se mejoró la dispersión del catalizador en el medio, aumentando el área activa de estos. La evaluación electroquímica se hizo por voltametría cíclica, oxidación de la monocapa de COads, electroxidación del etanol y la cronoamperometría. Los experimentos mostraron que el mejor catalizador para la electroxidación del etanol fue el trimetálico con relación atómica de 50:30:20, ya que presenta una mayor área activa, mayor densidad de corriente en la electroxidación del etanol y una mayor densidad de corriente en la cronoamperometría.