| dc.description.abstract | El futuro agotamiento de los combustibles fósiles aunado a la ascendente demanda energética,
determinan la actual tendencia en la búsqueda de materiales viables para la obtención de
biocombustibles como vía alternativa energética. El bioetanol, puede ser obtenido a partir de
diversas materias primas ricas en azúcares, almidones y celulosa, siendo durante su producción,
el pretratamiento la etapa limitante, ya que representa el mayor costo del proceso, por lo cual
debe ser estudiado para lograr una tecnología eficiente y económica. En una etapa posterior al
pretratamiento se obtiene una solución de azúcares fermentables, la cual contiene principalmente
glucosa, así como pentosas resultantes de la hidrólisis inicial de la hemicelulosa. Estos azúcares
son convertidos a etanol mediante el uso de ciertos microorganismos especializados, que pueden
utilizar uno o varios azúcares presentes en el material pretratado o hidrolizado. El bagazo de
sorgo dulce, representa un material viable por sus mínimos requerimientos y alta resistividad, por
lo que es propuesto en el presente trabajo como fuente generadora de azúcares fermentables
(proveniente de la zona de Cotaxtla, Ver.). Primeramente para solubilizar la fracción de
hemicelulosa de la biomasa y hacer la celulosa más accesible a las enzimas, se llevó a cabo el
pretratamiento con una solución de ácido sulfúrico diluido (H2SO4), mediante un diseño
experimental Box-Behnken, teniendo como variables independientes: concentración de H2SO4
(1, 1.5 y 2 % v/v), tiempo de pretratamiento (20, 30 y 40 min) y relación líquido-sólido (RLS) de
4, 5 y 6 mL/g y como variable de respuesta la concentración de xilosa (g/L). Posteriormente para
llevar a cabo la deslignificación, se aplicó el tratamiento alcalino con peróxido de hidrógeno
(H2O2), teniendo como variables independientes: la concentración de H2O2 (3.5, 4.5 y 5.5 % v/v),
tiempo de pretratamiento (15, 25 y 35 h) y RLS (10, 17 y 24 mL/g) y como variable de respuesta
la concentración de glucosa (g/L). Finalmente la cinética de fermentación se llevó a cabo
utilizando la levadura Pichia stipitis, proponiéndose un diseño Box-Behnken con las variables:
concentración de urea (1, 1.5 y 4 g/L), sulfato de magnesio heptahidratado (MgSO4·7H2O): 0.4,
1.2 y 2 g/L y fosfato de potasio monobásico (KH2PO4): 3, 4.5 y 6 g/L, y como variables de
respuesta: rendimiento y productividad de etanol (cuantificadas mediante cromatografía líquida
de alta resolución). Los resultados mostraron durante la etapa de hidrólisis ácida rendimientos de
aproximadamente 68 % de azúcares provenientes de la hemicelulosa (principalmente xilosa), al
utilizarse una concentración de H2SO4 = 1.5 %, tiempo = 40 min y RLS de 4:1, obteniendo una
conversión de 39.58 g/L; resultado cercano al valor óptimo de conversión de xilosa de 38.92 g/L
obtenido mediante la sustitución de las variables: RLS = 4:1, tiempo = 36 min y concentración de
H2SO4 = 1.4 % (de acuerdo a las gráficas de contornos), en el modelo obtenido mediante
regresión cuadrática. Para la etapa del tratamiento alcalino se obtuvo un máximo de conversión
de 47.47 g/L de glucosa mediante las variables obtenidas de los gráficos de contornos:
RLS = 18.11:1, tiempo = 27.04 h y concentración de H2O2 = 4.65 %, en el modelo cuadrático
obtenido y comprobado mediante el análisis canónico. Finalmente durante el proceso
fermentativo se obtuvo un rendimiento de etanol de 0.43 g/g, (dentro de los rangos reportados
por La Grage et al., 2010), resultado comprobado mediante la localización del punto estacionario
con los valores: Urea = 4.05 g/L; MgSO4·7H2O = 1.34 g/L y KH2PO4 = 2.70 g/L. | es |
