Desarrollo de un proceso sostenible para la producción de bioetanol a partir de desechos agroindustriales

  1. Aimaretti Peretto, Nora Rosa
Supervised by:
  1. Juan C. Yori Director

Defence university: UNED. Universidad Nacional de Educación a Distancia

Fecha de defensa: 28 June 2011

Committee:
  1. Vicenta Muñoz Andrés Chair
  2. Jesús Álvarez Rodríguez Secretary
  3. Juan Soliveri de Carranza Committee member
  4. Susana Camarero Fernandez Committee member
  5. Miguel Alcalde Galeote Committee member

Type: Thesis

Teseo: 315513 DIALNET

Abstract

En décadas recientes, debido a la disminución de reservas de combustibles fósiles, han sido revalorizadas las fuentes alternativas de energías renovables, sustituibles, eficientes, efectivas, convenientes y seguras. En este sentido, la producción microbiana de etanol es considerada como una alternativa verde y consecuentemente, en los últimos años se ha estado investigando la utilización de materiales de descarte como materia prima para la producción de etanol, con el propósito de disminuir el costo del producto, al tiempo que se busca colaborar con el depósito y/o tratamiento responsable de algunos residuos. Dentro de este contexto, se propuso como objetivo del presente trabajo, investigar la posibilidad de reutilizar desechos agroindustriales, cuantitativamente importantes en la región, para obtener bioetanol de segunda generación, mediante un proceso fermentativo cuyo rendimiento podría ser aumentado a través de la hidrólisis de sus tejidos. Brindando de este modo un destino responsable a dichos residuos, al tiempo que se colabora con la inminente búsqueda de fuentes alternativas de energías renovables. Los sustratos fermentativos se seleccionaron mediante un análisis global del sector agroindustrial santafesino del cual surgió que la mayor parte de sus residuos se destina a consumo animal. Oportunamente el sustrato seleccionado fue la zanahoria, debido a que se descartan aproximadamente unas 80Ton/día. Además, dado que de la industria cervecera se descartan 1Ton diaria de levadura filtrada, que puede ser almacenada hasta 9 días a 4°C sin que su poder impulsivo disminuya más del 10%, se la propuso como biocatalizador de la fermentación, utilizando un inóculo de 108céls/ml. Las fermentaciones se realizaron mediante un proceso discontinuo con agitación, a 30°C, hasta que se detuvo la producción de gas, momento en el que se centrifugó la muestra para determinar el etanol por cromatografía gaseosa. Al evaluar la concentración de azúcares del mosto, en función del rendimiento etílico, surgió que en todos los casos, la producción de etanol es directamente proporcional a la concentración de sustratos, manteniendo un rendimiento de producto (Yp/z) constante e igual a 0,109 g/g. Sin embargo cuando la zanahoria fue hidrolizada enzimáticamente con 28 U/ml mosto de un pool de celulasas y xilanas termoestables llamado OptimaseCX255L (Genencor. Danisco), a pH=5,5 y 70°C de temperatura, se logró cuadruplicar el rendimiento, logrando un Yp/z=0,403. Esto puede traducirse en que por cada 1 Ton de zanahoria descartada se obtienen aproximada de 53 litros de etanol que pueden ser utilizados como combustible, emitiendo a su vez 60kg de CO2, que son consumidos por el mismo cultivo durante la fotosíntesis. Además se producen 970 litros de efluente líquido que puede utilizarse para el riego del cultivo en sus etapas críticas de crecimiento o como bebida para el ganado, y 450kg de bagazo que, en balance con heno, pueden servir para alimentar 75 vacas lecheras. De este modo se concluye que es factible revalorizar el descarte comercial de zanahoria, manteniendo una clara conciencia de economía ecológica.