Química en Biorrefinería y Biodiésel

Los biocatalizadores son enzimas que catalizan reacciones químicas en sistemas biológicos. Actúan aumentando la velocidad de estas reacciones al disminuir la energía de activación necesaria para que ocurran.

La biotecnología es la aplicación tecnológica que utiliza organismos, sistemas o procesos biológicos para crear o modificar productos o procesos para un uso específico.

La biología celular estudia la estructura, función y comportamiento de las células, las unidades básicas de la vida.

La bioquímica analiza las moléculas y reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos.

La microbiología estudia los microorganismos, como bacterias, hongos y virus.

La ingeniería evolutiva se enfoca en el diseño de proteínas y otras moléculas con funciones específicas, mediante procesos de evolución dirigidos.

La ingeniería de proteínas se centra en el diseño, producción y modificación de proteínas con características específicas.

La ingeniería metabólica consiste en la modificación de las rutas metabólicas de los organismos para mejorar la producción de compuestos de interés.

Rama de la biotecnología que se encarga de la producción de productos o procesos a partir de recursos biológicos renovables.

Proceso que utiliza organismos vivos o sus componentes para llevar a cabo una transformación química.

Proteína que acelera las reacciones químicas específicas en los organismos vivos.

Proceso de utilizar enzimas como biocatalizadores para producir productos o procesos industriales.

Tipo de bioproceso que utiliza enzimas para descomponer moléculas complejas en moléculas más simples.

Tipo de bioproceso que utiliza enzimas para reordenar los átomos dentro de una molécula.

Tipo de bioproceso que utiliza enzimas para crear nuevas moléculas a partir de otras.

Grupo de enzimas que descomponen el almidón en azúcares simples.

Un proceso que transforma materia orgánica, como aceites vegetales o grasas animales, en biocombustibles líquidos, como el biodiesel.

Un tipo de biocombustible líquido que se produce a partir de aceites vegetales, grasas animales o aceites usados.

Un proceso químico que transforma aceites y grasas en biodiesel.

Un compuesto orgánico que se utiliza como catalizador en la reacción de transesterificación para acelerar la producción de biodiesel.

Un subproducto de la producción de biodiesel, un alcohol simple que puede tener usos en otros procesos industriales.

Cuando la velocidad de transporte de oxígeno es limitada, puede causar daño celular.

Las reacciones químicas en un biorreactor se llevan a cabo a temperaturas suaves, lo que reduce el consumo de energía.

La transformación en un biorreactor se mantiene a una temperatura constante para lograr la optimización de la reacción.

La productividad en un biorreactor se ve afectada por la actividad y estabilidad del biocatalizador, junto con el rendimiento del producto.

Un biorreactor es un recipiente donde se lleva a cabo una transformación química que involucra un biocatalizador.

En sistemas heterogéneos, las células o productos se mantienen inmovilizados, lo que puede generar problemas de difusión y cambios en la escala.

El flujo de fluidos en un biorreactor puede desviarse del flujo ideal debido a factores como el tamaño de las células y la viscosidad del medio, lo que complica la descripción del flujo.

Cuando la escala de un sistema cambia, la descripción del flujo se vuelve más compleja debido a la dificultad de modelar el comportamiento a diferentes escalas.

El cambio de escala en bioprocesos se refiere a la transición de un proceso desarrollado a nivel de laboratorio a una escala mayor, como una planta piloto o un proceso industrial.

Los fenómenos dependientes de la escala, también conocidos como fenómenos de transporte, son aquellos que se ven afectados por las dimensiones del reactor o del equipo. Estos incluyen el transporte de materia, calor y cantidad de movimiento.

Los fenómenos independientes de la escala son aquellos que no se ven afectados por las dimensiones del reactor. Estos incluyen la termodinámica y la cinética de la reacción.

El modelo macrocinético es un modelo que describe el comportamiento global del reactor, incluyendo tanto los fenómenos dependientes de la escala como los independientes de la escala.

Un modelo cinético de biorreacción describe la velocidad de la reacción catalizada por enzimas o microorganismos. Este modelo se centra en los aspectos intrínsecos de la reacción.

La planta piloto es una instalación a escala intermedia que se utiliza para probar y optimizar un proceso antes de su aplicación a escala industrial.

En el escalado de bioprocesos, el objetivo es anticipar los efectos del cambio de escala y realizar adaptaciones en los modelos desarrollados a nivel de laboratorio para diferentes tamaños de producción.

El scale down o escalado hacia abajo se refiere a la reducción de la escala de producción, por ejemplo, desde una instalación industrial a una planta piloto o un laboratorio.

La segunda generación de biorrefinerías se centra en la utilización de biomasa lignocelulósica, como paja o rastrojo, como materia prima. Esta tecnología permite aprovechar recursos que no son comestibles y reducir la competencia con la alimentación.

La lignocelulosa es un componente vegetal compuesto por celulosa, hemicelulosa y lignina. Se encuentra presente en la paja, el rastrojo, la madera y otros residuos vegetales.

El uso eficiente de la energía y los recursos, minimizando la generación de residuos y la contaminación. Se basa en un modelo circular donde los residuos se convierten en recursos valiosos.

El reciclaje y la revalorización de residuos de la biomasa, como el rastrojo o la paja, para obtener productos de valor agregado. Este enfoque ayuda a reducir la dependencia de los recursos fósiles.