La ruta sintética para producir etanol

La ruta sintética para producir etanol es la siguiente:

Pretratamiento de la materia prima: En este proceso se limpia y se tritura la materia prima, que puede ser maíz, caña de azúcar, remolacha, entre otros, para liberar los azúcares que serán fermentados.

Hidrólisis: En esta etapa, los azúcares de la materia prima se convierten en glucosa a través de la hidrólisis enzimática o ácida.

Fermentación: La glucosa se fermenta utilizando una cepa de levadura que produce etanol y dióxido de carbono (CO2) como subproducto. El proceso de fermentación puede ser en continuo o en lote.

Destilación: En la destilación, se separa el etanol del agua y otros compuestos del fermentado, utilizando una columna de destilación para obtener una solución de etanol de alta pureza.

Deshidratación: En esta última etapa, se elimina el agua de la solución de etanol utilizando técnicas de deshidratación, como la destilación azeotrópica, para obtener etanol anhidro con una pureza de hasta el 99.5%.

Después de la deshidratación, el etanol se puede utilizar como biocombustible, solvente, materia prima para la producción de plásticos, productos farmacéuticos, entre otros.

[pic 1]

La ruta biológica de producción del etanol se realiza mediante la fermentación de azúcares a través de microorganismos, generalmente una cepa de levadura llamada Saccharomyces cerevisiae. Esta es la ruta utilizada en la producción de etanol a partir de fuentes renovables, como la caña de azúcar, la remolacha, el maíz, la papa, entre otros.

El proceso de producción de etanol mediante la ruta biológica se puede dividir en las siguientes etapas:

Pretratamiento de la materia prima: En esta etapa, se limpia y se tritura la materia prima para liberar los azúcares que serán fermentados.

Hidrólisis: Los azúcares de la materia prima se convierten en glucosa a través de la hidrólisis enzimática o ácida.

Fermentación: La glucosa se fermenta utilizando una cepa de levadura, que produce etanol y dióxido de carbono (CO2) como subproducto. Durante esta etapa, es importante controlar la temperatura, el pH y el nivel de oxígeno para maximizar la producción de etanol.

Destilación: En la destilación, se separa el etanol del agua y otros compuestos del fermentado, utilizando una columna de destilación para obtener una solución de etanol de alta pureza.

Deshidratación: En esta última etapa, se elimina el agua de la solución de etanol utilizando técnicas de deshidratación, como la destilación azeotrópica, para obtener etanol anhidro con una pureza de hasta el 99,5%.

Es importante destacar que la producción de etanol a partir de la ruta biológica tiene un impacto significativamente menor en el medio ambiente en comparación con la producción de combustibles fósiles. Además, el etanol producido a partir de fuentes renovables es una alternativa más sostenible a los combustibles fósiles, ya que no contribuye significativamente al cambio climático y es renovable.[pic 2]

La producción de etanol por Saccharomyces cerevisiae sigue una ruta metabólica conocida como fermentación alcohólica. Esta ruta metabólica se puede dividir en dos fases principales: la fase de glicólisis y la fase de fermentación.

1. Fase de glicólisis: En esta etapa, la glucosa es convertida en piruvato a través de una serie de reacciones químicas. Esta etapa es la misma que se produce en la respiración celular aerobia, pero en ausencia de oxígeno, se produce una cantidad limitada de energía en forma de ATP y dos moléculas de NADH.
2. Fase de fermentación: En esta etapa, el piruvato se convierte en etanol y dióxido de carbono. El piruvato pierde un grupo carbonilo (CO) para formar acetaldehído, que es reducido por el NADH para producir etanol. El dióxido de carbono se libera como subproducto. Esta reacción es catalizada por dos enzimas: la piruvato descarboxilasa y la alcohol deshidrogenasa.

En resumen, la ruta metabólica que sigue Saccharomyces cerevisiae para la producción de etanol es la fermentación alcohólica, que consta de la conversión de la glucosa a piruvato en la fase de glicólisis y la conversión de piruvato a etanol y dióxido de carbono en la fase de fermentación. Esta ruta metabólica es la base de la producción de etanol a partir de fuentes renovables, como la caña de azúcar, el maíz y la remolacha.[pic 3]

...