UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

ESCUELA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA

LABORATORIO DE BIOTECNOLOGÍA

NOMBRE: Gustavo SandovalCURSO: 9no. alimentosFECHA: 04 de abril 2011

BIOMASA

Existen varios conceptos para la palabra biomasa, pero existen dos que son útiles para nuestro estudio, son los siguientes:

1. Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen.

2. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

La biomasa se forma a partir de la fotosíntesis de las plantas, son los residuos que deja esta, ya que, lo demás es consumido por la propia planta, tiene un gran valor energético, es por esto que hoy por hoy se estudia como una fuente alterna de energía.

La biomasa que se obtiene puede ser de tres tipos los cuales son:

1. BIOMASA NATURAL

Se produce en la naturaleza Sin ninguna intervención humana Necesaria gestión de la adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. Provoca que la explotación de esta biomasa sea inviable económicamente.

2. BIOMASA RESIDUAL (SECA y HÚMEDA)

Son residuos que se generan en las actividades de agricultura (leñosa y herbácea) y ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria.

Utilizados y considerados subproductos. Ejemplo: el serrín, la cáscara de almendra, el orujillo, las podas de frutales, etc.

Se denomina biomasa residual húmeda a los vertidos llamados biodegradables, es decir, las aguas residuales urbanas e industriales y los residuos ganaderos (principalmente purines).

3. CULTIVOS ENERGÉTICOS

Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible. Estos cultivos los podemos dividir en:

Cultivos ya existentes como los cereales, oleaginosas, remolacha, etc.; Lignocelulósicos forestales (chopo, sauces, etc.) Lignocelulósicos herbáceos como el cardo Cynara cardunculus Otros cultivos como la pataca

PRODUCCIÓN DE BIOMASA:

VENTAJAS DESVENTAJAS Menor emisión de CO2

No emite contaminantes sulforados y nitrogenados

Disminuye dependencia de combustibles

Minimizar efectos ambientales de residuos

Aumentar competitividad Biocombustibles

Mayor coste de producción Menor rendimiento de combustibles

que los fósiles Producción estacional Baja densidad energética Acondicionamiento o transformación

para su utilización

PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE BIOMASA EN ENERGÍA:

MÉTODOS PROCESOS CARACTERÍSTICAS APLICACIONESCOMBUSTIÓN DIRECTA COMBUSTIÓN

DENSIFICACIÓN

Más antigua Genera calor Se desperdicia

energía Compacta la biomasa

para su utilización

Industria: producción de vapor y electricidad

Cocinas, calefacción

TERMOQUÍMICOSTransforma un producto de mayor contenido calóricoProduce combustible sólido, líquido o gaseoso

PROD. CARBÓN VEGETAL

GASIFICACIÓN

Se quema la biomasa en combustión incompleta

Residuo sólido se utiliza como carbón vegetal

Tipo de pirolisis que utiliza mas O2

Produce gas pobre (CO, H2, CH4, CO2, N2)

Genera calor y electricidad

Se emplea en motores a diesel

Turbinas de gas, motores de combustión interna

BIOQUÍMICOSUtilizan características bioquímica y acción metabólica de los microorganismos

DIGESTIÓN ANAEROBIA

COMBUSTIBLES ALCOHÓLICOS

Biomasa humedecida por bacterias en medio sin O2

Produce biogás (CO2, CH4)

Sustitución de leña Sirve para tratar el

agua Producción de

licores

BIODIESEL

GAS RELLENOS SANITARIOS

Produce etanol y metanol

Se produce con transesterificación

Por fermentación de desechos sólidos

Transporte y propulsión de máquinas

Mezclados con diesel para generar combustible

Reduce contaminación, explosión, gases efecto invernadero

La biomasa es en sí el crecimiento de microorganismos, existen varios métodos para la medición del crecimiento, pueden ser directos e indirectos, entre estos algunos son muy importantes para la medición de biomasa, los cuales son los siguientes:

MÉTODOS DIRECTOS MÉTODOS INDIRECTOS Recuento en placa NMP Recuento en cámara Citómetro de flujo

Medición de peso Métodos analíticos Turbidimetría Actividad metabólica

Los métodos más utilizados para el laboratorio en la medición de biomasa son los siguientes:

Peso seco:

El peso seco (contenido de sólidos) de las células bacterianas que se encuentran en una suspensión se obtiene por el secado de un volumen en un horno a 105°C hasta peso constante. Esta técnica es útil para grandes volúmenes de muestra, debido a que diferencias del orden de los miligramos representan el peso de un gran número de bacterias.

La desventaja de este método es que componentes volátiles de la célula pueden perderse por el secado y puede existir alguna degradación. También la muestra seca puede recobrar humedad durante el pesado, principalmente si el ambiente tiene una humedad relativa alta

Turbidimetría:

La turbidimetría mide la reducción de la transmisión de luz debido a partículas de una suspensión y cuantifica la luz residual transmitida. Estudios teóricos y experimentales han mostrado que soluciones diluidas de diferentes tipos de bacterias, independientemente del tamaño celular, tienen casi la misma absorbancia por unidad de concentración de peso seco. Esto quiere decir que, en soluciones diluidas, la absorbancia es directamente proporcional al peso seco, independientemente del tamaño celular del microorganismo. Sin embargo, se encuentran absorbancias muy diferentes por partícula o por UFC (Unidad Formadora de Colonia) cuando los tamaños de las células bacterianas son diferentes. Por esta razón, para estimar el número de

microorganismos totales o el número de microorganismos viables de una suspensión bacteriana debe realizarse una "curva de calibración" con cada tipo de microorganismo, sólo de esta forma es posible relacionar Absorbancia (Densidad Óptica) con el número de microorganismos totales o con UFC.

Absorbancia en función del Peso Seco

Absorbancia = K x Peso Seco

K: constante que varía con la longitud de onda utilizada y representa la inversa del peso seco del microorganismo que produce un aumento de 10 veces en el valor de la absorbancia (1/W0).

Peso seco:

Concentración celular bacteriana expresada en unidades de peso seco (µg/ml-mg/ml).

La relación directa entre la absorbancia y el peso seco sólo se aplica para suspensiones diluidas de bacterias. Estas suspensiones no deben tener una absorbancia mayor a 0.3, ya que valores mayores producen desviaciones de la ley de Beer. Sin embargo, el inconveniente de utilizar suspensiones diluidas puede involucrar un mayor error de pipeteo y menor sensibilidad por el bajo nivel de absorción.

Absorbancia en función del Peso Seco

Absorbancia en función del Número de Microorganismos Totales

En estos gráficos se puede apreciar que suspensiones diluidas de dos microorganismos diferentes con igual peso seco tienen la misma absorbancia, mientras que para el mismo número de microorganismos totales la absorbancia de cada suspensión es distinta

Técnica de Neubauer

Debido a las limitaciones de la técnica no se la utiliza mucho:

•No es muy sensible, se necesitan al menos 106 bacterias/mL para que sean observadas al microscopio.•No distinguen células vivas de muertas