Científicos del USDA usan una enzima comercial para mejorar la producción de etanol a base de granos

14.09.2011: Una enzima comercial podría reducir los costos totales asociados con la producción del etanol a base de granos, y también podría reducir las emisiones asociadas de los gases del efecto invernadero, según los resultados de un estudio realizado por científicos del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) y sus colegas.

Los investigadores descubrieron que la enzima ayuda a extraer agua de un subproducto del etanol, el cual es usado para hacer los granos secos de destilería con solubles (DDGS por sus siglas en inglés). Los DDGS podrían ser usados como suplementos de pienso para el ganado bovino, los cerdos y las aves de corral. La extracción del agua de este subproducto podría reducir significativamente la cantidad de electricidad, gas natural, energía y agua requerida en total para producir el etanol a base de granos y sus subproductos vendibles. Los resultados de este estudio han sido publicados en la revista científica Industrial Biotechnology (Biotecnología Industrial).

Científicos David Johnston y Andrew McAloon trabajan en el Centro de Investigación de la Región Oriental mantenido por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Wyndmoor, Pensilvania. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA, y estas conclusiones apoyan la prioridad del USDA de desarrollar nuevas fuentes de bioenergía.

Johnston y McAloon ayudaron a dirigir el estudio. Otros participantes incluyeron Milorad Dudokovic, quien es profesor en la Universidad Washington en San Luis, Misurí, y estudiante graduada Ana Beatriz Henriques en el Departamento de Energía y la Ingeniería Ambiental y Química en la universidad.

"La producción de etanol a base de granos es un componente clave de los esfuerzos de EE.UU. para aumentar la reserva de combustibles derivados de recursos vegetales renovables", dijo Edward B. Knipling, quien es administrador del ARS. "Los resultados de esta investigación nos dan nuevas herramientas para aumentar la eficacia de producción de etanol a base de granos y para proteger nuestra base de recursos naturales".

El estudio fue realizado en la empresa Center Ethanol en Sauget, Illinois, la cual es una instalación comercial que produce 54 millones de galones de etanol y 172.000 toneladas de DDGS del maíz cada año.

En el estudio, los científicos agregaron una libra de una enzima experimental por cada 1.000 libras de maíz. Esta enzima, la cual fue expresamente desarrollada para extraer agua, fue provista por Genencor, el cual es una empresa que desarrolla y produce enzimas industriales y ahora es una parte de la corporación DuPont Industrial Biosciences. Después de la fermentación del grano para producir etanol, los investigadores transfirieron los residuos de sólidos de maíz y el agua, llamados 'stillage', a una centrifuga para extraer la mayoría del agua. Esta agua fue reciclada.

Luego el 'stillage' se puso en un evaporador y después en una secadora que funcionan con el gas natural para otra ronda de reducción de humedad. Los investigadores descubrieron que la cantidad de gas natural requerida por la secadora para reducir la humedad del stillage a los niveles apropiadas para la producción de DDGS se redujo por el 14 por ciento porque la extracción de agua dentro de la centrifuga fue aumentada por la enzima.

Los investigadores usaron los datos de estos experimentos para calibrar un modelo económico existente de la producción del etanol. Las estimaciones resultantes indicaron que el uso de las enzimas para extraer agua del stillage reducirá el uso total de agua en la instalación por el 10 por ciento, el consumo de electricidad por el 2.4 por ciento, y el consumo del gas natural por el 12 por ciento. El modelo indicó que estas reducciones por su parte reducirán las emisiones de gases del efecto invernadero equivalente a aproximadamente 8.000 toneladas del dióxido de carbono por año en una instalación de tamaño medio que anualmente produce aproximadamente 50 millones de galones de etanol a base de granos.