| dc.description.abstract | El objetivo de esta investigación fue la obtención de bioetanol a partir de residuos
lignocelulósicos de papa (Solanum tuberosum) utilizando enzimas comerciales y
Escherichia coli etanologénica. Para ello se realizó una caracterización lignocelulósica
de la materia prima, en donde se encontró que los tallos de papa y tallo-hoja contienen
(35, 20)% celulosa, (28,19)% hemicelulosa y (25, 21)% lignina respectivamente, se
realizó un diseño de experimentos 23 del pretratamiento alcalino para evaluar el efecto
de la temperatura (80 y 120 °C), la concentración de NaOH (0.5 y 1%) y el tiempo (60,
90 min) en muestras de tallo y tallo-hoja en base al contenido de lignina, para este
estudio se encontró que los niveles altos de concentración de NaOH (1%), los niveles
bajos de temperatura (80 °C) y los niveles altos de tiempo (90 min) favorecen la
disminución del contenido de lignina de un 25% a 13% en los experimentos de tallo,
en el caso de los experimentos de tallo-hoja se encontró que los niveles altos de
concentración de NaOH (1%), con niveles altos de temperatura (120 °C) y niveles
bajos de tiempo (60 min) reducen el contenido de lignina de un 21% a 13%. Posterior
al pretratamiento alcalino se realizó un diseño de experimentos 23 para evaluar el
efecto de concentración de enzima hemicelulasas (4 y 6% p/v), concentración de
enzima celulasas (4 y 6% p/v) de Novozyme y la temperatura de hidrólisis (40 y 50 °C),
la variable de respuesta fue la concentración de azúcares reductores. Los resultados
del diseño de experimentos de la hidrólisis enzimática mostraron que la máxima
concentración de glucosa fue de 12 g/L, utilizando una relación sólido-Líquido (RSL)
de 1:15 (p/v) con 10 g de bagazo de papa en base seca, temperatura de hidrólisis 40
°C y tiempo de reacción de 72 h. Se encontró que la temperatura de hidrólisis fue el
único factor significativo, y que los niveles bajos de temperatura (40 °C) favorecen la
concentración de glucosa, la concentración de enzima no mostró ningún efecto
significativo por lo que es indistinto utilizar niveles bajos o altos (4 o 6 %p/v). Para la
optimización de la fermentación de los azúcares del hidrolizado enzimático de bagazo
de papa se utilizó la bacteria etanologénica Escherichia coli CCE14, se empleó un
diseño Box-Behnken con tres puntos centrales, los factores y sus niveles fueron pH
(6, 6.5 y 7), concentración de inóculo (5, 10 y 15 %v/v) y velocidad de agitación (150,
200 y 250 rpm), la variable de respuesta fue la eficiencia de producción de etanol, ηEtOH
(%). Las mejores condiciones de operación fueron pH= 6.64, Ci (%v/v)= 5%, Va= 150
rpm y la eficiencia de producción de etanol (ηEtOH)= 89.58%. En conclusión, la
producción de etanol a partir de estos residuos de papa resulta una alternativa
interesante, sin embargo, es necesario realizar más experimentos para abordar con
mayor profundidad las condiciones óptimas para cada proceso y evaluar su factibilidad
económica. | es |
