Producción de bioetanol a partir de residuos de aguacate

Abstract

The main waste of the avocado processing industry is its seed, which constitutes 15% of the total weight of the fruit, it is a rich source of starch, therefore, the seed could be used in the production of fuel bioethanol of 1st generation. In this work, a methodology was proposed to extract starch, hydrolyze it to glucose through a thermochemical treatment and transform it into ethanol through a fermentation process, in this way added value will be given to this industrial waste. The results obtained showed that the percentage of starch extraction from fresh seeds was 29.79 ± 3.18%. On the other hand, the chemical hydrolysis of the extracted starch that was transformed into reducing sugars, allowed to obtain a yield of 86.38%, the sugars present at the end of the reaction were: 109.79 ± 1.14 g/L of glucose, 0.99 ± 0.06 g/L of xylose and 0.38 ± 0.01 g/L of arabinose at the flask level and 109.86 g/L of glucose, 1.87 g/L of xylose and 0.30 g/L of arabinose at the pilot plant level. In the fermentation, a yield of the fermentation of glucose to ethanol was obtained at a flask level of 0.41 ± 0.02 g of ethanol/g of glucose and a volumetric productivity of ethanol of 1.89 ± 0.06 g/Lh, values similar to those obtained at the pilot plant level with a yield of 0.45 g of ethanol/g of glucose and an ethanol productivity of 2.09 g/Lh, using Saccharomyces cerevisiae. The characterization of the avocado seed proved to have the potential to produce bioethanol; furthermore, the proposed method of chemical hydrolysis of starch managed to obtain glucose without the presence of furfural and HMF, inhibitory compounds in the fermentation of sugars.

El desecho principal de la industria de procesamiento de aguacate es su semilla, la cual constituye el 15% del peso total del fruto, es una fuente rica en almidón, por lo cual, la semilla se podría emplear en la producción de bioetanol carburante de 1ª generación. En este trabajo se propuso una metodología para extraer el almidón, hidrolizarlo a glucosa mediante un tratamiento termoquímico y transformarla en etanol a través de un proceso fermentativo, de esta forma se les dará valor agregado a estos desechos industriales. Los resultados obtenidos mostraron que el porcentaje de extracción de almidón de semillas frescas fue de 29.79 ± 3.18%. Por otro lado, la hidrólisis química del almidón extraído, que se transformó en azúcares reductores, permitió obtener un rendimiento de 86.38%, se identificaron los azúcares presentes al final de la reacción donde se obtuvieron 109.79 ± 1.14 g/L de glucosa, 0.99 ± 0.06 g/L de xilosa y 0.38 ± 0.01 g/L de arabinosa a nivel matraz y 109.86 g/L de glucosa, 1.87 g/L de xilosa y 0.30 g/L de arabinosa a nivel planta piloto. En la fermentación se obtuvo un rendimiento de la fermentación de glucosa a etanol a nivel matraz de 0.41 ± 0.02g de etanol/g de glucosa y una productividad volumétrica de etanol de 1.89 ± 0.06 g/Lh, valores similares a los obtenidos a nivel planta piloto con un rendimiento de 0.45g de etanol/g de glucosa y una productividad de etanol de 2.09 g/Lh, utilizando levaduras Saccharomyces cerevisiae. La caracterización de la semilla de aguacate demostró tener el potencial para la producción de bioetanol; además el método propuesto de hidrólisis química del almidón logró obtener glucosa sin la presencia de furfural y HMF, compuestos inhibidores en la fermentación de azúcares.