Aprovechamiento de bagazo de agave pretratado para la producción de bioetanol

Abstract

Lignocellulosic materials are a source of important raw material for important products. Within these materials they find agave bagasse, a waste of the tequila industry. In this work three different pretreatments were tested: alkaline-oxidative, steam explosion with acid and organosolv with ethanolamine, followed by enzymatic saccharification as part of the global second-generation bioethanol production process. For each of them, experimental designs were proposed that allowed study the effect of different variables on the conversion of materials lignocellulosics towards fermentable sugars. In saccharification or hydrolysis, enzymes were used, such as: Cellic Ctec3 and Cellic Htec3, which obtained better yields at a dose substantially lower compared to other enzymes. The results generated are extremely attractive since high concentrations of sugars such as: 165.67 g / l (59.29% glucose, 29.05% xylose, 11.66% fructose) with the alkaline-oxidative pretreatment with 6% NaOH (% w / v), 6% H2O2 (% p / v) and L / S ratio of 5: 1; 71.1 g / with the steam explosion ptetratamieto with acid at 15.85 kg / cm2 and 0.5% sulfuric acid; 122.2 g / L with pretreatment organosolv with 50% ethanolamine, L / S ratio of 3: 1, 160 ° C and 30 minutes. Finally, for each ton of bagasse, 286.21 kg of fermentables sugar were obtained for organosolv, which is followed by steam explosion with 285.53 kg and finally the alkaline-oxidative with 265.81 kg. With these results, it can be concluded that the production of bioethanol from second generation from the use of agave bagasse. In addition to that these residues are not being used and even generate pollution to the environment.

Los materiales lignocelulósicos constituyen una fuente de materia prima importante para la obtención de productos de amplia utilización. Dentro de estos materiales se encuentran el bagazo de agave, desecho de la industria del tequila. En este trabajo se probaron tres diferentes pretratamientos: alcalino-oxidativo, explosión de vapor con ácido y organosolv con etanolamina, seguidos de sacarificación enzimática como parte del proceso global de producción de bioetanol de segunda generación. Para cada uno de ellos se plantearon diseños experimentales que permitieron estudiar el efecto de las diferentes variables sobre la conversión de los materiales lignocelulósicos hacia azúcares fermentables. En la sacarificación o hidrólisis enzimática se utilizaron enzimas de última generación como son: Cellic Ctec3 y Cellic Htec3, las cuales se obtuvieron mejores rendimientos a una dosis sustancialmente menor en comparación con otras enzimas. Los resultados generados son sumamente atractivos ya que se lograron concentraciones altas de azúcares tales como: 165,67 g/l (59,29% glucosa, 29,05% de xilosa, 11,66% de fructosa) con el pretratamiento alcalino-oxidativo con 6% NaOH (% p/v), 6% de H2O2 (%p/v) y relación L/S de 5:1; 71,1 g/ con el pretratamiento de explosión de vapor con ácido a 15.85 kg/cm2 y 0.5% de ácido sulfúrico; 122.2 g/L con el pretratamiento organosolv con 50% de etanolamina, relación de L/S de 3:1, 160°C y 30 minutos. Finalmente, por cada tonelada de bagazo se obtuvieron 286.21 kg de azúcares fermentables para organosolv, a la cual le sigue la explosión de vapor con 285.53 kg y por último el alcalino-oxidativo con 265.81 kg. Con estos resultados, se puede concluir que es viable la producción de bioetanol de segunda generación a partir del aprovechamiento de bagazo de agave. Además de que estos residuos no están siendo aprovechados e incluso generan contaminación al ambiente.