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Recuperan aceite de fusel, residuo del etanol

 
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aceitefuselBogotá D. C., mar. 11 de 2014 – Agencia de Noticias UN- Acetato de isoamilo es el nombre del compuesto químico con múltiples aplicaciones en la industria química, alimenticia y farmacéutica, que puede obtenerse del procesamiento del aceite de fusel, uno de los residuos provenientes de la producción de etanol.

Actualmente, el aceite de fusel (un líquido relativamente viscoso, de color rojizo oscuro y olor penetrante), se trata como un residuo que se comercializa directamente como solvente económico o se usa como combustible en los mismos ingenios.

Según los cálculos realizados por Wilmar Osorio Viana, PhD en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, por destilación se obtienen aproximadamente cinco litros de aceite de fusel por cada 1.000 litros de alcohol etílico.

En Colombia y en algunos países suramericanos, el etanol se produce principalmente por la fermentación de los jugos extraídos de la caña de azúcar.

Sin embargo, la fermentación alcohólica no es un proceso totalmente selectivo hacia el etanol. De hecho, los compuestos secundarios más importantes presentes en las bebidas alcohólicas (en general en la mezcla producto de la fermentación) son los llamados alcoholes superiores como: alcohol isoamílico, alcohol n-amílico, 2-fenoetanol, butanol y glicerol.

Adicionalmente, se da la presencia de ésteres, los cuales confieren a las bebidas alcohólicas un aroma intenso afrutado, siendo los más significativos el acetato de etilo, el formiato de etilo y el acetato de isoamilo (un alcohol de seis carbonos con una ramificación pequeña).

“El aceite de fusel es un residuo agroindustrial obtenido durante la producción de etanol por fermentación, está constituido por una mezcla de alcoholes pesados y su principal componente es el alcohol isoamílico”, explica Osorio en su tesis titulada “Desarrollo de un proceso intensificado para la producción de acetato de isoamilo, mediante tecnología de membranas”.

Dicha tecnología permite capturar y transportar de forma selectiva los componentes que se desean y con los cuales se dará lugar a la obtención del acetato puro.

Teniendo en cuenta este aspecto, en su trabajo de tesis doctoral, Osorio propuso el diseño de un proceso simultáneo de reacción-separación con membranas denominado pervaporación.

“El proceso involucra el estudio de cuatro aspectos básicos: las características termodinámicas de la mezcla reactiva; la cinética de la reacción química; la síntesis, preparación, caracterización y evaluación de una membrana selectiva al agua; y el diseño conceptual del proceso, simulación, optimización y evaluación económica”, señala el investigador, quien amplía que la esterificación del ácido acético con alcohol isoamílico ha sido poco reportada en la literatura hasta el momento.

De hecho, la mayoría de los estudios se han centrado en el proceso de esterificación del alcohol n-amílico.

Oportunidad económica para productores de etanol

En Colombia, los acetatos y compuestos homólogos se encuentran agrupados dentro del sector de químicos básicos y representan alrededor del 4,6% de este mercado.

Las importaciones de los acetatos derivados del ácido acético se han incrementado enormemente en años recientes, alcanzando 418 mil dólares.

La cantidad máxima disponible de alcohol isoamílico proveniente del aceite de fusel (sin incluir las industrias licoreras) se puede estimar tomando como base la producción anual de etanol de las destilerías anexas a los ingenios en el país, que para el 2012 fue de 274 millones de litros.

Los cálculos elaborados por Wilmar Osorio indican que cada año se obtendrían 1.475,3 toneladas (ton) de alcohol isoamílico y se podrían utilizar 503,4 ton al año de ácido acético para obtener 990 toneladas al año de acetato de isoamilo por esterificación.

“Considerando el aumento en la producción de etanol en Colombia, se hace atractiva la posibilidad de convertir el alcohol isoamílico, contenido en los aceites de fusel, en un producto de mayor valor agregado”, concluye el investigador.

Créditos: UNAL-314-2014

Modifican material para acelerar reacciones químicas

 
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Manizales, nov. 22 de 2013 – Agencia de Noticias UN- En la U.N. se realizó la modificación de una zeolita comercial, material que contribuye a generar métodos más eficientes en la transformación de metano a metanol.
La zeolita es un mineral que tiene múltiples usos, entre ellos como descontaminante por su poder de adsorción en ambientes acuosos y  gaseosos, e igualmente en medicina como antiácido.
En este caso se utilizó una zeolita tipo A (que contiene sodio y calcio) como medio para realizar catálisis, es decir acelerar la reacción química para hacerla de manera directa, o sea en un solo paso y, por tanto, en menor tiempo. Esto se lleva a cabo mediante un proceso de oxidación parcial que busca alternativas más rentables para producir metanol, material que se  usa como combustible o para obtener otras sustancias químicas.
“En cuanto a los materiales zeolíticos, existen tanto naturales como sintéticos. Para este trabajo se optó por una zeolita comercial eslovaca, que desde el punto de vista estructural tiene unas cavidades que se acoplan perfectamente con el tamaño y forma (de 4 a 5 angstrom) de la molécula de metano para capturarla y contribuir a su oxidación al agregarle vanadio, y así mejorar el proceso de transformación a metanol”, indicó el profesor Luis Fernando Cortés Henao, de la Sede Manizales.
El proceso de modificación, explicó el investigador, se realiza vía hidrotérmica, es decir que se introducen los materiales en un recipiente cerrado herméticamente y se calienta a 100 grados centígrados a presión, durante ocho días. Posteriormente, se enfría el recipiente, se extrae el material, se seca, se calcina y se procede a cargarlo en pequeñas cantidades (medio gramo) en un  reactor pequeño a escala de laboratorio, para efectuar el proceso de transformación de metano a metanol en presencia de aire.
Con la zeolita modificada se logra mayor rapidez y economía, lo que puede disminuir costos de equipos y proceso, además de facilitar el transporte del compuesto final, en este caso del metanol en forma líquida.
Créditos: UNAL/657/2013

UNAL23112013-2Manizales, nov. 22 de 2013 – Agencia de Noticias UN- En la U.N. se realizó la modificación de una zeolita comercial, material que contribuye a generar métodos más eficientes en la transformación de metano a metanol.

La zeolita es un mineral que tiene múltiples usos, entre ellos como descontaminante por su poder de adsorción en ambientes acuosos y  gaseosos, e igualmente en medicina como antiácido.

En este caso se utilizó una zeolita tipo A (que contiene sodio y calcio) como medio para realizar catálisis, es decir acelerar la reacción química para hacerla de manera directa, o sea en un solo paso y, por tanto, en menor tiempo. Esto se lleva a cabo mediante un proceso de oxidación parcial que busca alternativas más rentables para producir metanol, material que se  usa como combustible o para obtener otras sustancias químicas.

“En cuanto a los materiales zeolíticos, existen tanto naturales como sintéticos. Para este trabajo se optó por una zeolita comercial eslovaca, que desde el punto de vista estructural tiene unas cavidades que se acoplan perfectamente con el tamaño y forma (de 4 a 5 angstrom) de la molécula de metano para capturarla y contribuir a su oxidación al agregarle vanadio, y así mejorar el proceso de transformación a metanol”, indicó el profesor Luis Fernando Cortés Henao, de la Sede Manizales.

El proceso de modificación, explicó el investigador, se realiza vía hidrotérmica, es decir que se introducen los materiales en un recipiente cerrado herméticamente y se calienta a 100 grados centígrados a presión, durante ocho días. Posteriormente, se enfría el recipiente, se extrae el material, se seca, se calcina y se procede a cargarlo en pequeñas cantidades (medio gramo) en un  reactor pequeño a escala de laboratorio, para efectuar el proceso de transformación de metano a metanol en presencia de aire.

Con la zeolita modificada se logra mayor rapidez y economía, lo que puede disminuir costos de equipos y proceso, además de facilitar el transporte del compuesto final, en este caso del metanol en forma líquida.

Créditos: UNAL/657/2013

Buscan alternativas para generar energía en el mundo

 
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27 de julio del 2011

Aprovechamiento de la energía solar. Fotos: Manizales/Unimedios
Aprovechamiento de la energía solar. Fotos: Manizales/Unimedios

Manizales, Agencia de Noticias UN – La búsqueda de alternativas para crear energía renovable es tema de interés en el mundo, que necesita opciones diferentes al uso de combustibles fósiles.

Un estudio adelantado en Estados Unidos determinó que a partir de la generación de hojas de árbol artificiales se puede crear combustible solar.

Este fenómeno, conocido como fotosíntesis artificial, le daría opción a diferentes poblaciones de transformar energía luminosa en energía química, que podría ser almacenada y luego usada en épocas de escasez del recurso.

Para Carlos Ariel Cardona Alzate, investigador de la UN en Manizales y experto en temas de biocombustible y bioenergía, “hay diferentes propuestas artificiales e incluso hasta naturales para el aprovechamiento de la energía fotosintética, sin embargo los esfuerzos que se realicen sobre el tema serán a la medida de las necesidades de cada país”.

Por ejemplo, en Colombia la viabilidad de este tipo de procesos es remota, ya que hay una gran potencia agrícola, además de la variedad de desarrollos alternativos con residuos agroindustriales, lignocelulósicos y alimenticios.

“En mi concepto, si se compara con países como Colombia la propuesta no tiene nada de espectacular; si bien son unas investigaciones muy fuertes con el fin de concentrar energía solar a nivel fotosintético, no hay mayor novedad porque, por ejemplo, en nuestro país es algo que ya se ha venido trabajando de otra manera y con algo todavía mucho más natural, como las algas”, comentó Cardona Alzate.

Según el investigador, el uso de las algas es una opción más viable porque estas atrapan la luz del sol y se encargan de trabajar con el dióxido de carbono para hacer el proceso de respiración–traspiración de forma totalmente natural, dando como resultado energía y como valor agregado la transformación de energía en aceite y almidón.

Los líderes de la creación de hojas artificiales han asegurado que la novedad en la investigación radica en el tipo de almacenamiento que se le dará al combustible solar, pues según ellos este tendrá mayor densidad que la que se guarda en baterías o compresores.

“No podemos olvidar que países como Estados Unidos tienen sus fronteras agrícolas muy cortas y una producción de biomasa y capacidad fotosintética muy limitada”, aclaró el experto.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co