Historia

Antecedentes:

En la era posterior a la segunda guerra mundial, los productos derivados del petróleo tenían bajos precios y no se prestó atención a los estudios sobre la producción microbiana de materiales orgánicos a partir de productos vegetales. El cambio y la preocupación vienen a partir de 1970 debido a la escasez del petróleo y el gas natural.

Para que un proceso tenga éxito, debe ser rentable y esto es lo que determinará su viabilidad. Para ello, se deben conseguir una serie de requisitos:

- Bajo coste del transporte de las materias primas

- Bajo coste de la conversión de polímeros a mono y disacáridos utilizables

- Uso de cultivos mixtos para catabolizar diferentes substratos y convertirlos en metabolitos deseados

- Utilización de procesos anaerobios debido a la elevada demanda de energía de la aireación

- Uso de cepas termófilas para ahorrar costes en enfriamiento, conseguir velocidades de conversión más altas y reducir la contaminación

- El proceso debe ser adaptable al cultivo continuo

- Bajo coste de la recuperación y concentración

La producción de etanol siempre ha tenido como objetivo el consumo humano y la obtención de bebidas alcohólicas concentradas mediante destilación. Su uso como materia prima química se inicia a principios de la microbiología industrial, pero su obtención se lleva a cabo mediante la hidratación catalítica del etileno. No es hasta hace pocos años cuando la atención ha vuelto de nuevo a la producción por fermentación del etanol para fines químicos y como combustible.

Entre los países en los que se están llevando a cabo estudios intensivos sobre la producción de etanol a partir de carbohidratos como la sacarosa y el almidón, se debe destacar Brasil dado que tiene el clima y terreno adecuados para la producción a gran escala de azúcar de caña. Sin embargo, la eficiencia del rendimiento de energía (relación de demanda de energía y energía producida) varía según el material de partida. Esta relación es la siguiente:

* Remolacha: 86% * Tapioca: 50%

* Patatas: 59% * Azúcar de caña: 66%

* Maíz: 25%

Históricamente hablando, la producción de azúcar de caña se ha autoabastecido en su consumo energético a través del uso del gabazo como combustible, para ello, en su desarrollo, esta industria ha encontrado numerosas soluciones técnicas que han permitido que varias de sus instalaciones brinden un sensible aporte energético en los territorios en los cuales están ubicadas. Por otro lado, el desarrollo de los procesos fermentativos y de transferencia de masa han permitido emplear los sustratos azucarados como fuente de obtención de productos químicos y portadores energéticos como es la experiencia del Brasil con la producción de bioalcohol combustible y como insumo de una importante industria alcoquímica. Es aquí donde se incluye la producción del etanol.

Estos bioalcoholes tienen un aprovechamiento como materia prima y combustible. Se ha comenzado ya a explorar nuevos procesos catalíticos que empleen etanol como materia prima. Entre éstos, se destaca la obtención de 1,1 dietoxi etano (acetal) a partir de etanol y acetaldehído, empleando silicoaluminatos acidificados como agente catalítico.

El acetal en principio se usaba como disolvente, narcótico... Sin embargo, en los últimos años ha surgido una nueva e interesante aplicación del acetal como aditivo oxigenado de combustibles líquidos, en particular de gas-oil. Ello ha modificado el panorama de demanda del mismo. Según experiencias realizadas en Brasil, su empleo en un porcentaje entre el 5 y el 10%, reduce sensiblemente la generación de humos, manteniendo el poder detonante del combustible. Si se toma como referencia que el consumo anual de gas oil en la Argentina es de 4,5.106 m3, los requerimientos de acetal como aditivo oxigenado oscilarían, solamente en dicho país, entre 500 y 1000 Ton / día, según sea el porcentaje empleado. Ello da una idea de la enorme importancia de esta nueva aplicación.

Pero el acetal también es empleado como aditivo del etanol combustible con el objeto de disminuir su temperatura de autoencendido. Por ejemplo, una mezcla de etanol 99,8 al 95% con 5% de acetal posee una temperatura de autoencendido de 360ºC contra 450ºC del alcohol puro.

Por tanto esta línea de investigación busca catalizadores sólidos conseguidos a partir de minerales propios de la zona, lo que supone un bajo coste en la producción del acetal y además disminuye considerablemente la contaminación producida por el proceso original.

El origen del etanol como combustible parte de muy lejos, de los orígenes de los actuales coches y su implantación inicial parte desde los Estados Unidos. Cuando Henry Ford hizo su primer diseño de su automóvil modelo T en 1908, esperaba que el combustible de mayor uso fuera el etanol, fabricado a partir de fuentes renovables. De 1920 a 1924, la Standard Oil Company comercializó un 25% de etanol en la gasolina vendida en el área de Baltimore pero los altos precios del maíz, combinados con dificultades en el almacenamiento y transporte, hicieron concluir el proyecto. A finales de la década de 1920 y durante los 30 se hicieron subsecuentes esfuerzos para reavivar un programa de combustible con etanol, basado en legislación federal y estatal, particularmente en el Cinturón Maicero de los Estados Unidos, pero sin éxito.

Entonces, Henry Ford y varios expertos unieron fuerzas para promover el uso del etanol; se construyó una planta de fermentación en Atchison, Kansas, para fabricar 38.000 litros diarios de etanol, específicamente para combustible de motores. Durante los 30, más de 2.000 estaciones de servicio en el Medio Oeste vendieron este etanol hecho de maíz y que llamaron “gasohol”. Los bajos precios del petróleo llevaron al cierre de la planta de producción de etanol en los 40, llevándose consigo el negocio de los granjeros americanos; el gasohol fue reemplazado por el petróleo.