| dc.description.abstract | El etanol es una alternativa energética como sustituto de combustibles fósiles, el cual puede aliviar
la crisis energética mundial y medioambiental. El aprovechamiento de la biomasa lignocelulósica se
basa en la abundancia de residuos agrícolas con una alta composición de cadenas carbonatas
susceptibles a la ruptura, compuesta por lignina, hemicelulosa, celulosa y peptina entre otros
componentes. El objetivo de este trabajo fue estudiar y evaluar de la producción de etanol a partir
de biomasa lignocelulósica y jugo de sorgo dulce mediante cultivo por lotes y continuo. La
optimización del pretratamiento ácido de las fibras lignocelulósicas residuales se realizó a partir de
un diseño experimental de tipo CDC, evaluando para la cascarilla de café (CC): tiempo (35,45,55
min) y concentración de ácido (3,4,5 %v/v), mientras que la mezcla de bagazo de madera (RMR) se
evaluó: RSL (1:2.5,1:3.5,1:1:4.5 g:mL) y concentración de ácido (2,3,4 %v/v), seguido de la
optimización del pretratamiento alcalino en base dos tratamientos de hidrólisis; acida-alcalina y
alcalina directa, ocupando para ambos tratamientos diseños de tipos CDC, evaluando la influencia
de los factores según el tipo de tratamiento en un rango de tiempo de 30 a 50 h, concentración de
H2O2 de 5 a 25 %v/v, y RSL de 1:8 a 1:20 g:mL. El proceso de sacarificación mediante el uso de la
enzima Cellic CTec3, considerando una carga enzimática de 6 y 5 % p/p para CC y RMR
respectivamente con RSL de CH3COONa de 1:6 y 1:5 g:mL, finalizando con la evaluación de
producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica en función del efecto de fuentes de K, N y
Mg como nutrientes inorgánicos. Para el jugo de sorgo dulce se le realizó un estudió cinético de la
influencia de sales inorgánicas sobre la fuente de carbono a partir de un diseño de mezclas Simplex
centroide generando un modelo cúbico especial, seguido de la optimización de la suplementación
inorgánica del medio de cultivo, en donde se evaluó la producción de etanol, a partir de un diseño
Box Behnken, con concentraciones de KH2PO4 (3,5,7 g/L), (NH4)2SO4 (1,3,5 g/L) y MgSO4.7H2O
(0.5,1,1.5 g/L), paralelamente se estudió el consumo de sustrato y el máximo crecimiento celular,
para finalmente evaluar la cinética y producción de etanol mediante cultivo continuo a partir de tres
tasas de dilución (D, h-1); 0.15, 0.20 y 0.25. La optimización de hidrólisis ácida redujo el contenido
hemicelulósico en 52.28% para el CC y 37.5% para la RMR, generando concentraciones de xilosa
de 18.19 y 25.24 g/L respectivamente. El proceso de deslignificación optima de los tratamientos
ácido-alcalino y alcalino directo, arrojaron para el café remociones de 58.30 y 52.95 %
respectivamente y para la madera de 42.40 y 46.42%. Para la generación de glucosa sobre la
celulosa generada a partir del café y la madera previamente tratada, permitió obtener
concentraciones de 115.59 y 63.32 g/L respectivamente, que se sometieron a fermentación,
alcanzando concentraciones de etanol de segunda generación de 48.19 g/L para café y 22.56 g/L
para madera, siendo el café un residuo lignocelulósico con un alto potencial a ser empleado para
producir etanol. Finalmente, se empleó la MSR para la optimización del cultivo por lotes de jugo de
sorgo dulce como fuente de carbono, donde la máxima metabolización de la Saccharomyces
cerevisiae ITV-01 generó concentraciones de etanol de 62.84 g/L, a partir de una carga orgánica de
2 g/L de extracto de levadura, seguido de la composición inorgánica del cultivo con una
concentración de KH2PO4, (NH4)2SO4 y MgSO4.7H2O (g/L): 2.92, 4.73 y 0.75 obteniendo una
productividad de Q=3.99 g/Lh con un consumo total de sustrato, generando una concentración de
etanol de 79.70 g/L y una µmax = 0.43 h-1. La caracterización del cultivo por lotes permitió estudiar la
producción de etanol a partir de un cultivo continúo considerando dos tiempos de residencia,
generando una concentración de etanol promedio de 16.29 g/L y obteniendo una productividad en el
proceso continuo de 4.07 g/Lh a una dilución óptima (Dop) de 0.25 h-1. | es |
