Glucosa a etanol

Vision general

Convertir el azucar en alcohol, o mas concretamente, la glucosa a etanol, es uno de los procesos quimicos mas antiguos que se conoce. Glucosa naturalmente se convierte directamente en etanol en una variedad de organismos a traves de una serie de reacciones quimicas que comienzan con un proceso llamado glucolisis y al final con la fermentacion.

Glucolisis

Glucolisis es el primer paso en el proceso de conversion de azucar a etanol. Glucolisis requiere un pequeño aporte de energia, pero los resultados en una ganancia neta de energia para el organismo. Es una forma de que un organismo puede convertir el azucar en energia. Al final de la via de la glucolisis, una molecula de glucosa 6-carbono se ha convertido en dos moleculas de carbono 3 piruvato. Piruvato, en ausencia de oxigeno, puede o bien convertirse en lactato o etanol, dependiendo del organismo.

Fermentacion

Levadura y otros microorganismos pueden convertir el producto final de la glucolisis, piruvato, en etanol en un proceso de dos pasos. En primer lugar, el piruvato es decarboxila; es decir, se quita una molecula de dioxido de carbono de piruvato, creacion de acetaldehido. La enzima responsable de esta reaccion se llama piruvato decarboxilasa. Acetaldehido, a continuacion, se convierte en etanol por las acciones de otra enzima, alcohol deshidrogenasa.

Organismos

Levadura y ciertos tipos de bacterias producen etanol a partir de glucosa, naturalmente, en ausencia de oxigeno. Las bacterias productoras de alcohol incluyen cepas de escherichia y salmonella. Muchas de estas bacterias tambien generan productos adicionales, incluyendo otros alcoholes, acidos organicos, polioles y varios gases. Cepas de levadura como Saccharomyces cerevisiae producen etanol a partir de glucosa, asi.

Limitaciones

Levadura convertir glucosa a etanol para obtener energia. El etanol es realmente el producto de desecho de la reaccion punto de vista del organismo en el. En cierto punto, la cantidad de etanol producido por levadura negativamente afecta a las enzimas requeridas para el proceso y finalmente se convierte en toxica para las celulas de levadura ellos mismos. Levadura diferentes cepas son sensibles a diferentes concentraciones de etanol. El nivel de toxico de etanol para levadura de cerveza es acerca de 5 o 6 por ciento de etanol por volumen, mientras que el etanol es toxico a levadura en un rango de 10 a 15 por ciento del vino. Hay especialmente cultivadas cepas de levadura que puede soportar los niveles de alcohol hasta 21 por ciento de alcohol.

Fermentacion industrial

Porque etanol ha ganado popularidad como biocombustible posible, se buscan fuentes naturales de los materiales que contienen altos niveles de glucosa como materiales para procesos de fermentacion industrial diseñados para crear grandes cantidades de etanol de partida. Sin embargo, muchos de estos materiales de partida son demasiado caros para utilizar en la mayoria de los paises.

Brasil, sin embargo, ha desarrollado un programa de etanol combustible de caña de azucar que es eficiente y economico. En el pasado, Brasil ha tenido que dependen en gran medida de petroleo importado para combustible, llevando a las cuestiones economicas significativas. Debido a diversos acontecimientos economicos, Brasil ha tenido tiendas de exceso de caña de azucar. Porque la caña de azucar es una excelente fuente de glucosa y puede ser producido barato y en abundancia, Brasil ha podido utilizar para producir etanol a escala industrial.

Eficiencia

Muchos tipos diferentes de bacterias y levadura microorganismos pueden utilizarse para la fermentacion. Sin embargo, la cepa especifica de levadura Saccharomyces cerevisiae, tambien conocido como levadura de panificacion, es el organismo mas comun que se utiliza. En teoria, S. cerevisiae podria convertir a 100 gramos de glucosa en 51.4 g de etanol y 48.8 g de dioxido de carbono. Sin embargo, en la practica, porque la levadura se necesitan algunos de la glucosa para el crecimiento, el rendimiento real es mucho menor.