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ESTUDIO DE LA PRODUCCIÓN DE ETANOL MEDIANTE CULTIVO POR LOTES Y CONTINUO
| dc.contributor.author | Morales Martínez, José Luis | |
| dc.contributor.author | López-Zamora, Leticia | |
| dc.contributor.author | Aguilar Uscanga, María Guadalupe | |
| dc.date.accessioned | 2020-08-04T16:46:07Z | |
| dc.date.available | 2020-08-04T16:46:07Z | |
| dc.date.issued | 2019-07-04 | |
| dc.identifier.uri | http://repositorios.orizaba.tecnm.mx:8080/xmlui/handle/123456789/314 | |
| 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 |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.subject | cascarilla de café | es |
| dc.subject | residuos de madera | es |
| dc.subject | optimización suplementación inorgánica | es |
| dc.subject | fermentación por lotes | es |
| dc.subject | fermentación continua | es |
| dc.title | ESTUDIO DE LA PRODUCCIÓN DE ETANOL MEDIANTE CULTIVO POR LOTES Y CONTINUO | es |
| dc.type | Thesis | es |
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