Este reporte responde a un informe de la Australian Greenhouse Office para llevar a cabo:1. Una comparación de las emisiones de combustibles de transporte terrestre a través de un análisis completo de ciclo del combustible de las emisiones de gases invernadero y las emisiones que afectan la calidad del aire2. Una evaluación para cada combustible relacionada con asuntos de salud (incluyendo salud ocupacional y cuestiones de seguridad), viabilidad, funcionalidad, y cuestiones ambientales no relacionadas con gases invernadero o calidad del aire (incluyendo desarrollo sostenible ecológicamente).El reporte está conformado por tres partes principales. La primera parte consiste de 15 capítulos, cada uno de los cuales proporciona los puntos sobresalientes de cada combustible, con una representación gráfica de las emisiones del combustible, el combustible referencia y combustibles similares, junto con una representación de la incertidumbre asociada con las emisiones. Los combustibles relacionados son:- Diesel ultra bajo en azufre- Diesel Fischer-Tropsch- Biodiesel- Canola- Etanol hidratado- Diesohol- Gas Natural Comprimido (Compressed Natural Gas, CNG)- Gas Natural Licuado (Liquefied Natural Gas, LNG)- Gas Licuado de Petróleo (Liquefied Petroleum Gas LPG)? Autogas- Gas Licuado de Petróleo (Liquefied Petroleum Gas LPG)? HD5 - Gasolina sin Plomo Premium (Premium Unleaded Petrol)- Etanol anhidro- Petrohol- Hidrógeno No hay un resumen de diesel con bajo azufre, ya que este es el combustible de referencia contra el cual se examinan todos los combustibles de vehículos pesados. El primer capítulo de la primera parte proporciona información sobre los antecedentes del estudio.La segunda parte consiste de capítulos detallados de cada combustible. Esto proporciona una revisión de la literatura para cada combustible, una descripción de de las emisiones upstream y tailpipe, junto con una explicación de las suposiciones hechas en el modelamiento cuantitativo, los resultados numéricos sobre los cuales está basada la información gráfica de la primera parte, así como la estimación de incertidumbres.Adicionalmente, cada capítulo proporciona detalles de la viabilidad y funcionalidad, efectos de la salud, cuestiones ambientales y emisiones esperadas en el futuro asociadas con cada combustible.La tercera parte consiste de capítulos de soporte que discuten posibles metodologías de ponderación (weighting methodologies) para examinar emisiones de calidad de aire, y el enfoque de modelamiento para los estimados de futuras emisiones.El estudio se adhiere al marco de estándares internacionales para conducir análisis de ciclos de vida, contenidos en la serie de normas ISO 14000.Un completo análisis de ciclo de vida de emisiones toma en cuenta, no solamente las emisiones directas de los vehículos, sino también aquellas asociadas con la extracción, producción, transporte, procesamiento, conversión y distribución del combustible. Las cuestiones clave dirigidas en este reporte incluyen los límites del sistema para el análisis y la cuota de emisiones para coproducíos, subproductos, y productos de desperdicio.

Uno de los asuntos ambientales más importantes en la actualidad es la contaminación causada por el tráfico y el transporte. No hay duda que las emisiones de los motores, particularmente de los automóviles y camiones, han estado ligadas con daños severos al medio ambiente y la salud humana. La sustitución de los combustibles convencionales (gasolina, diesel) por biocombustibles es considerada una forma potencial de reducir la contaminación y apoyar la agricultura sostenible. Los dos biocombustibles más comunes son el biodiesel y el etanol. El uso de biocombustibles es considerado ambientalmente amigable. Sin embargo, la producción de biocombustibles puede generar contaminación. La evaluación de ciclo de vida es el método de evaluación científica para investigar los impactos ambientales netos de los biocombustibles.

Para producir de forma estable bioetanol altamente concentrado, se estudió un proceso acoplado de fermentación-pervaporación, usando membranas de silicalita selectivas al etanol, con dos tipos de caucho de silicona, KE-45 y KE-108, como material hidrofóbico. La recuperación de etanol se mejoró considerablemente usando una membrana recubierta con caucho de silicona KE-45. La concentración de etanol recuperado en el permeato fue de 67% (v/v), y la cantidad de etanol recuperado del caldo fue más de 10 más alta que usando una membrana de silicalita no recubierta. El ácido succínico y el glicerol, creados durante la fermentación, así como la glucosa como fuente de carbono, interfirieron con el desempeño de la pervaporación de la membrana recubierta usada para separar la solución etanol-agua.

Se estudió la extracción de etanol a partir de una solución sintética de etanol y un caldo de fermentación usando CO2 supercrítico en un aparato de extracción, con los intervalos de 313-333 K y 80-160 atm, para tiempos de extracción variables. El sistema experimental consiste principalmente de cuatro partes: un sistema de almacenamiento de CO2, una bomba de líquido de alta presión, un extractor y una unidad de recolección de producto.Se analizaron las muestras por cromatografía de gases. Se investigaron los efectos de la temperatura, presión, tiempo de extracción, concentración inicial de etanol, y alimentación consecutiva del solvente sobre el rendimiento de la extracción. Se encontró que, al incrementar la concentración inicial de etanol y la presión de extracción y al disminuir la temperatura de extracción, se incrementaba el rendimiento de extracción.

El documento se encuentra alojado en el portal de la Golden Field Office. El U.S. Department of Energy DOE condujo una evaluación ambiental que analizaba los impactos ambientales potenciales asociados con la construcción y operación de una planta propuesta de alcohol carburante en el Condado Jasper (IN, Estados Unidos).Anualmente, la planta propuesta molería, fermentaría y destilaría aproximadamente 14.3 millones de bushels de maíz local que sería enviado normalmente a la planta propuesta por camiones. Anualmente, la planta propuesta produciría cerca de 40 millones de galones de alcohol carburante desnaturalizado, 128600 ton de subproductos de la destilación, y 121000 ton de dióxido de carbono (CO2). El etanol desnaturalizado sería transportado desde la planta propuesta por tren o camión, para su uso como aditivo de la gasolina en los mercados regionales.Los subproductos de la destilación serían cargados desde la planta propuesta por tren o camión y vendidos como materia prima agrícola. El CO2 sería recuperado y vendido a un tercer sector, para una planta prefabricada de licuefacción de CO2 que estaría localizada adyacente a la planta propuesta de alcohol carburante.

La fermentación alcohólica en continuo con la Zymomonas Mobilis presenta altos rendimientos de etanol, pero con comportamientos altamente oscilatorios en las variables del proceso. Desde el punto de vista del control esto representa una gran dificultad.En este trabajo se plantean algunas soluciones para el control de las variables biotecnológicas del proceso usando el algoritmo tradicional PID, haciendo un análisis dinámico de los resultados y planteando estructuras multilazo y multivariable usando desacopladores entre algunas variables para la optimización del proceso.

Investigadores del NREL han desarrollado tres innovaciones de pretratamiento para la tecnología de producción de etanol a partir de biomasa. El procesamiento a dos temperaturas tiene la ventaja que una porción de henicelulosa se hidroliza más fácilmente que la otra. El procesamiento en contracorriente remueve rápidamente los azúcares del producto del reactor, de tal forma que no se degraden. El encogimiento del lecho del reactor a medida que el proceso progresa reduce la cantidad de ácido diluido que debe calentarse, y resulta en una concentración de azúcares más alta. Usando las dos primeras de estas innovaciones se mejora considerablemente el proceso de pretratamiento por si mismo: el rendimiento directo de azúcar a partir de hemicelulosa es significativamente más alto, la celulosa puede hidrolizarse enzimáticamente en menos de la mitad del tiempo, y el ácido empleado no necesita estar tan concentrado.

Bio-Process Innovation Inc, ha diseñado, construido y comenzado a correr pruebas de sobre un proceso a escala piloto de etanol a partir de materiales celulósicos usando cuatro tecnologías basadas en hidrólisis enzimática de biomasa.Se construyó un separador-reactor agitado continuo (CSRS) de 130 litros y 6 etapas para convertir secuencialmente celulosa y fracción de hemicelulosa de biomasa pretratada a etanol, mientras se despoja simultáneamente el etanol del caldo de fermentación. Bio-Process Innovation Inc ha hecho estudios de pretratamiento sobre una variedad de substratos de biomasa: paja, maíz, residuos de plantas, astillas de madera y restos de avena. Los restos de avena (que tienen una composición muy similar a la paja) se pretratan usando del proceso de deslignificación de BPI para proporcionar biomasa para las operaciones de planta piloto.

Se estudió influencia de la forma de los reactores sin agitación a escala laboratorio sobre la cinética de la producción de etanol en fermentación discontinua de etanol. Se usaron dos reactores: un cilindro de vidrio de 1 L y un recipiente Erlenmeyer de 2 L. El volumen del medio inoculado en cada reactor fue de 1000 mL.La influencia fue afectada por el radio entre la concentración inicial de células (X0 » 7g/L,» 14g/L, » 21g/L, base seca) y la concentración inicial de glucosa (S0 » 100g/L, » 150g/L, » 200g/L).Cuando X0/S0 se incrementó de 0.038 a 0.219, la influencia de la forma del reactor decreció, y no se observó ninguna cuando X0/S0 = 0.22 a 0.24.

El propósito de este trabajo fue desarrollar un sistema de fermentación continuo operando con un reactor de torre usando algunas cepas de levadura floculentes aisladas para un proceso industrial. La cepa se utilizó en el ensayo del sistema propuesto, compuesto de dos reactores de torre en serie. Se estudiaron los efectos de las siguientes variables sobre el rendimiento y la productividad del sistema: azúcares reductores totales (TRS), concentración en la alimentación, flujo de reciclo en el segundo reactor, tiempo de residencia y razón diámetro/altura de los reactores.Se observó que la concentración de TRS en la alimentación y el tiempo de residencia son las variables que más interfieren con la productividad del sistema. La levadura no fue afectada por ninguna de las variables dentro del intervalo de valores estudiado. Todos los ensayos se llevaron a cabo de acuerdo a un diseño de experimentos factorial (conformando un total de 19 ensayos), y se evaluaron los resultados por superficie de respuesta.