Bienvenida
Actualmente las tendencias biotecnológicas, apuntan hacia las áreas de: la biotecnología industrial (constituida por las áreas de la biotransformación, la bioproducción y la biotecnología ambiental) y la biotecnología energética. La biotecnología industrial, emplea como herramienta, el diseño de reactores, en los que las biopelículas y la inmovilización de enzimas se han vuelto esenciales para procesos tales como: la depuración de aguas residuales y grises, el control de emisiones contaminantes a la atmósfera, la generación de nuevos medicamentos y alimentos, entre otros.
En esta unidad nos introduciremos a la biotecnología energética, la cual se caracteriza por la utilización de microorganismos y principalmente microalgas, para la producción de biocarburantes tales como: el bioetanol, el biodiesel o el biogás. Este campo de la biotecnología busca la disminución de la dependencia del uso de los combustibles fósiles, lo que impactará en el crecimiento económico de las regiones, debido al inminente agotamiento del petróleo, y en consecuente la preservación del ambiente.
Para que la investigación y desarrollo de las áreas previamente citadas sea posible, se requiere de energía. En general, toda
actividad que realiza actualmente el hombre y que forma parte de su vida cotidiana y bienestar, está estrechamente relacionada con su disponibilidad. Dicho lo anterior, es posible deducir que el desarrollo de un país y de cualquier proceso tecnológico depende de la producción y aprovechamiento de los energéticos.
Es importante destacar que el estudio de cinética de biodegradación y/o producción de biogás, el establecimiento de las condiciones óptimas del proceso, el correcto dimensionado y elección de los materiales de construcción de los biodigestores, así como, la propuesta de mantenimiento de estos sistemas y su implementación, es decir, el planteamiento teórico-experimental y puesta en marcha de los biorreactores anaerobio semicontinuos para su uso con fines de aprovechamiento es una de las tareas del biotecnólogo; razón por la cual debes conocer muy bien los elementos, características y diseño de éstos, por ello en esta unidad revisarás en que consiste la biodigestión anaerobia y cuál es su función en la elaboración de biocombustibles, asimismo, revisarás cuales son los componentes y materiales utilizados para el diseño de una planta de biodigestión.
Competencia específica
Analizar las características de biorreactores específicos, para identificar los parámetros de diseño, mediante la revisión de la aplicación de estos en la industria.
Logros
- Describir el concepto y tipos de biorreactores anaerobios semicontinuos.
- Analizar los fermentadores para producción de bioetanol.
- Analizar los diferentes tipos de fotobiorreactores para producción de biohidrógeno.
- Reconocer el bioproceso que se lleva a cabo en los fotobiorreactores para cultivo de microalgas oleaginosas.
- Analizar los diferentes componentes de los biorreactores específicos.
- Identificar los diferentes parámetros de diseño aplicados a los biorreactores específicos.
Contenido
Da clic en el ícono para descargar el contenido de la unidad 3.
Cierre
Sin duda, en el área de producción de bioenergéticos (como el biodiesel, el biogás, el biohidrógeno y el bioetanol), por medio de biorreactores específicos, la Biotecnología avanza a pasos agigantados, ya que, a través del diseño de dispositivos, del control y establecimiento de los parámetros críticos de los bioprocesos y de la búsqueda de nuevas fuentes de biomasa; garantiza prosperidad y bienestar social mundial.
Fuentes de consulta
Básica
- Bedoya, A., Catrillón, J. C., Ramírez, J. E., Vásquez, J. E., Zabala, M. A. (2007). Producción biológica de hidrógeno: una aproximación al estado del arte. Dyna. 75(154):137-157. Recuperado de:
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=49615415 - Cámara de Diputados del H. Congreso de la Unión. (2008). Ley de Promoción y Desarrollo de los Bioenergéticos. Secretaría General. Secretaría de Servicios Parlamentarios. Centro de Documentación, Información y Análisis. Recuperado de:
https://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/LPDB.pdf - Carrillo, L. (2004). Energía de Biomasa. Edición del autor, S.S. Jujuy. 20-27 pp. Recuperado de:
http://www.bio-nica.info/biblioteca/Carillo2004.pdf - Chungandro, N. K. R., Manitio, P. G. J. (2010). Diseño y construcción de un biodigestor para pequeñas y medianas granjas. Facultad de Ingeniería Mecánica. Escuela Politécnica Nacional. 25-32. Recuperado de:
http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1650/1/CD-2734.pdf - Chynoweth, D. P., Owens, J. M., Legrand, R. (2001). Renewable methane from anaerobic digestion of biomass. Renewable Energy. 22(1-3):1-8.
- EcuRed. (2016). EcuRed. Conocimiento contodos y para todos. Recuperado de:
https://web.archive.org/web/20220930193843/http://www.ecured.cu/Almid%C3%B3n - FAO. (2015). El suelo es un recurso no renovable. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Recuperado de:
http://www.fao.org/3/a-i4373s.pdf - FAO. (2016). Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.
- Gama, F. M. A. (2004). Biología. Biogénesis y microorganismos. 2da. Edición. Editorial: Pearson-Prentice Hall. México. ISBN: 970-26-0509-1. Pp. 118-121.
- García, J.M.C., García, J.A.L. (2006). Informe de vigilancia tecnológica. Biocarburantes líquidos: biodiesel y bioetanol. CITME. Madrid. 76-99 pp.
- González, A. D., Viatcheslav K., Guzmán, M. A. (2009). Desarrollo de métodos de extracción de aceite en la cadena de producción de biodiesel a partir de microalgas. Prospect. 7(2):53-60. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/4962/496250976007.pdf - Guevara, V. A. (1996). Fundamentos básicos para el diseño de biodigestores anaeróbicos rurales. Centro Panamericano de Ingeniería y Ciencias del Ambiente. Lima. Recuperado de:
https://web.archive.org/web/20180619061624/http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/scan2/031042/031042.pdf - Hernández, N. M. T. (2007). Tendencias actuales en la producción de bioetanol. Boletín electrónico. Facultad de Ingeniería. Universidad Rafael Landívar. 8:1-17.
- La Guía de Química. (2016). Lignina – La química de la madera | Recuperado de:
http://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/lignina-la-quimica-de-la-madera#ixzz3zW1ewwXn - LBA. (2011). Laboratorio de Biotecnología ambiental. Recuperado de:
http://www.lba.ucv.cl/Biohidrogeno.html - Loera-Quezada, M. M., Olguín, E. J. (2010). Las microalgas oleaginosas como fuente de biodiesel: retos y oportunidades. Rev. Latinoam.Biotecnol. Amb. Algal. 1(1):91-116.
- López, F., Rojas, R., Barajas, A., Kafarov, V. (2009). Producción de biocombustibles de tercera generación: diseño de fotobiorreactores a escala de laboratorio para producción de microalgas. [Memorias del IV Simposio de Química Aplicada-SIQUIA 2009].
- Lorenzo Acosta, Y.; Obaya Abreu, M.C. 2005. La digestión anaerobia. Aspectos teóricos. Parte I ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. ICIDCA 39(1): 35-48. Recuperado de:
http://www.redalyc.org/pdf/2231/223120659006.pdf - Olaya, A. Y., González S. L. O. (2009). Fundamentos para el diseño de biodigestores.
- Seijas, B. P., Seijas, V. S., Seijas, B. N. (2010). Influencia del dióxido de carbono y fotoperiodo en la producción de biohidrógeno por Arthrospira jenneri “espirulina” en fotobiorreactor solar. Ciencia y Tecnología. 8(22): 59-69.
- RAE (2016). Real academia Española. Recuperado de:
http://www.rae.es/ - Toledo C., A. L. (2010). Captura de CO2 por una comunidad de microalgas obtenidas de un ecosistema natural mexicano. (Tesis de Maestría en Biotecnología). Universidad Autónoma Metropolitana.
- UNASAM. Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo. (2016). Componentes de un Biodigestor.
- Varnero, M. M. T. (2011). Manual de biogás. (1ª ed.). Santiago de Chile: FAO. ISBN: 978-95-306892-0