Determinación de la concentración de bioetanol en el proceso de fermentación por reflectometría en el ángulo crítico

Abstract

During the fermentation process, microorganisms consume the sugar of a certain biomass (Fruits, agricultural waste, organic residue, etc) thus generating bio ethanol in the process. The concentration of bio ethanol is normally measured through high cost conventional techniques, such as high performance liquid chromatography (HPLC) this technique requires a prior sample preparation. In this thesis dissertation, the use of the spectroscopic reflectometry near the critic angle (Sanchez & Garcia Valenzuela, 2012) is proposed, for the determination of the levels of concentration of glucose and ethanol in samples in a controlled fermentation process. Using a white light source (300 a 1000 mm)) it is possible to obtain the curve of the refractory for various wave lengths and to determine the refraction rate due to different concentrations of various samples. Furthermore, the refractory of samples with different concentrations of ethanol and glucose diluted in distilled in water will be measured with the purpose of determining the technique. Controlled fermentation consists of the culture broth PDB (Potato Dextrose Broth), commercial yeast Saccharomyces cerevisiae and dextrose diluted in distilled water, placed in constant stirring to a temperature of 30°C and to a 5.5 pH level.

Durante el proceso de fermentación, los microorganismos consumen el azúcar de alguna biomasa (frutas, desechos agrícolas, residuos orgánicos, etc.), generando bioetanol durante el proceso. La concentración de bioetanol es normalmente medida por técnicas convencionales de alto costo, como cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC), además esta técnica requiere previa preparación de la muestra. En este trabajo de tesis se propone, el uso de la técnica de Reflectometría Espectroscopia cerca del Ángulo Crítico [ (Sanchez Perez & Garcia Valenzuela, 2012)], para la determinación de la concentración de glucosa y etanol de muestras en un proceso de fermentación controlado. Usando una fuente de luz blanca (300 a 1000 nm), es posible obtener la curva de la reflectancía, para varias longitudes de onda, y determinar el índice de refracción debido a las distintas concentraciones de las muestras liquidas. Además se medirá la reflectacía de muestras preparadas con distintas concentraciones de etanol y glucosa diluidas en agua destilada, a fin de poder caracterizar la técnica. La fermentación controlada consiste en el caldo de cultivo PDB (Potato Dextrose Broth), levadura comercial Saccharomyces cerevisiae y dextrosa diluidos en agua destilada, colocada en agitación constante, a una temperatura de 30°C y a pH 5.5.