PRODUCCIÓN DE BIOETANOL DE TERCERA GENERACIÓN MEDIANTE LA BIOCONVERSIÓN DE EXOPOLISACÁRIDOS (EPS) EXTRAÍDOS DEL CULTIVO IN VITRO DE UNA MICROALGA VERDE (CHLOROPHYTA) Kenny Cristian Díaz Bayona Est. Doctorado en Biotecnología GRUPO DE BIOTECNOLOGÍA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA MEDELLÍN JULIO-2012
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Producción de Bioetanol de Tercera Generación. Kenny Díaz b.
Bio-etanol formas de producion de tercera generacion
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PRODUCCIÓN DE BIOETANOL DE TERCERA
GENERACIÓN MEDIANTE LA BIOCONVERSIÓN DE
EXOPOLISACÁRIDOS (EPS) EXTRAÍDOS DEL
CULTIVO IN VITRO DE UNA MICROALGA VERDE
(CHLOROPHYTA)
Kenny Cristian Díaz Bayona
Est. Doctorado en Biotecnología
GRUPO DE BIOTECNOLOGÍA
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
MEDELLÍN
JULIO-2012
Las reservas mundiales de
combustibles fósiles se
agotarán en sólo 40 años.
(FAO,1997).
Para el año 2022, el
sistema de transporte en
USA requerirá cerca de
36 millones de galones de
biocombustibles.
Los Biocombustibles
El Bioetanol
GLUCOSA
El Bioetanol
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
Pro
du
ctio
n (M
illio
n G
allo
ns)
World Fuel Ethanol Production by Country
2007
2008
2009
Gráfica 1. Producción mundial de bioetanol en el año 2010. Fuente:Renewable Fuels Association, 2010. Departamento de Energía (DOE) de los Estados
Unidos.
• Cultivos de caña de azúcar (ingenios) y de yuca, entre otros
(Monsalve et al, 2006).
• Promoción del Decreto No. 2629-2007, para el uso de BCS
(flex).
• Para el uso de Etanol: Ley 693-2001; Ley 788-2002; Decreto
1135-2009; Resol. 182368-2009
MARCO TEÓRICO
DIVERSOS PROBLEMAS DESATADOS AL PRODUCIR BIOETANOL DE 1ª Y 2ª GENERACIÓN (CEPAL, 2007).
El mundo ha centrado su atención
en las microalgas como fuente de
compuestos de alto valor energético
y de diversos co-productos que se
han podido obtener a gran escala
gracias a la biotecnología (Barsanti
& Gualtieri, 2006).
3ª GENERACIÓN
Ventajas:
* Alta productividad por área de
cultivo.
* No competencia con los
alimentos.
* Se pueden utilizar tierras no
aptas para la agricultura.
* Se pueden utilizar una amplia
variedad de fuentes de agua para
su cultivo.
* Se puede explotar tanto la
biomasa como los productos de
alto valor energético.
* Tienen el potencial para reciclar
CO2, nutrientes y desechos, etc. (Sawayama et al, 1992; Pulz,
2001; Gudin et al, 1984).
Chlorophyta
* Fuente: Algae Resource
Database. www.shigen.nig.ac.jp
* Tomado de: www.wind-sea-
algae.org
Microalga fotosintética unicelular
formadora de colonias.
Cosmopolita.
Potencial fuente renovable de BC.
Produce hasta un 75% de su peso
en hidrocarburos.
Convierte un 3% de la energía solar
en hidrocarburos.
Puede fijar CO2 atmosférico.
Usar BC de Chlorophytas puede
reducir las emisiones de CO2 hasta
1,5 x 105 Ton/año.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
* Fuente: www.wind-sea-
algae.org
EPS
OBJETIVOS
General: Estudiar la viabilidad de producir etanol a partir de los EPS de
una microalga Chlorophyta.
Específicos:
• Establecer a nivel de matraces el efecto de diferentes cepas,
medios de cultivo y longitudes de onda emitidas por LEDs
sobre la producción de biomasa y EPS.
• Efectuar la hidrólisis y fermentación de los EPS.
• Establecer la pureza del etanol producido.
• Analizar la producción de EPS a mayor escala mediante el
uso de un fotobiorreactor de columna de burbujeo.
METODOLOGÍA
Cultivo de las cepas.
Utilizar 50 ml como inóculo de cada cepa para erlenmeyers de 500 mL.
Parámetros:
* Agitación: 100 rpm.
* Luz: Condiciones de Laboratorio (blanca). (2 ± 0,1 KLuxes).
Foto-período continuo.
* Temperatura del Laboratorio: 25-30°C.
* Suministro periódico de CO2 1%.
* Fuente de nitrógeno: Nitratos (8 mM)
Monitoreo de producción de biomasa.
Cada 3 días durante 45 días
* Densidad celular: Absorbancia a 680 nm.
* Peso seco: Muestra de 2 mL. Centrifugación a 12000 rpm y 4°C
durante 10 minutos. Secar a 70°C durante 12 h.
METODOLOGÍA
EPS secos
Centrifugación
Liofilizado Dializado
Filtrado Cultivo
METODOLOGÍA
Cultivo en fotobiorreactor.
Fotobiorreactor de Columna de burbujeo de 10L con
las mejores condiciones de cultivo.
• Se usará a un 80% de volumen de trabajo. Contará