| dc.description.abstract | Transformar la biomasa lignocelulósica en biocombustibles u otros productos de valor agregado es de interés mundial debido a que es un recurso fácilmente disponible, económico y renovable. La biomasa lignocelulósica se compone principalmente de polisacáridos, celulosa y hemicelulosa (50-65%), y el biopolímero aromático, lignina (10-30%). La ruta comercial más prometedora para la utilización de la biomasa lignocelulósica es la fermentación de azúcares de celulosa y hemicelulosa en etanol. Un proceso general incluye reducción de tamaño, pretratamiento, hidrólisis enzimática, fermentación y destilación como los principales pasos. El pretratamiento es esencial para reducir la característica recalcitrante de la biomasa y lograr altas eficiencias en la hidrólisis enzimática. Los azúcares obtenidos pueden fermentarse para producir etanol. El objetivo de este trabajo fue aprovechar la disponibilidad de los residuos de piña para emplearlos como materia prima después de ser pretratados químicamente con Solventes Eutécticos Profundos (por sus siglas en inglés, DES) para la producción de bioetanol, mediante hidrólisis enzimática y fermentación por lote. Para ello, primero se llevó a cabo una optimización del pretratamiento químico con DES mediante un Diseño Central Compuesto (DCC), evaluando la relación sólido líquido (RSL) (1:20, 1:24 y 1:28 p/p), el tiempo de reacción (8, 12 y 16 h) y la proporción molar de la parte ácida del DES respecto al ácido fórmico (1, 2 y 3 mol). Posteriormente, fue optimizada la etapa de hidrólisis enzimática variando la concentración de enzima (3, 5 y 7% p/v) y los moles de ácido fórmico en el DES (1.5, 3 y 4.5 mol), este proceso de sacarificación se llevó a cabo utilizando las enzimas Cellic® CTec3 y Cellic® HTec3 a un pH 5, RSL 1:6 g/mL, temperatura de 50 °C y una agitación de 250 rpm durante 40 h. Una vez obtenidos los azúcares fermentables en la hidrólisis enzimática, se llevó a cabo la fermentación por lote para la transformación de los azúcares en etanol. Los resultados obtenidos mostraron que el DCC para el pretratamiento bajo una RSL 1:24 g/g, un tiempo de reacción de 12 h y una relación molar respecto al ácido fórmico de 3.41, permitió una remoción máxima de Lignina Soluble en Ácido (ASL) del 54.64% y un incremento máximo de celulosa del 259.4%, esto, respecto a la materia prima sin pretratar. Estos efectos observados en el pretratamiento, fueron los que permitieron alcanzar valores mayores a 40 (g/L) de glucosa y 15 (g/L) de xilosa en la hidrólisis enzimática. En el proceso de fermentación del hidrolizado enzimático con la levadura S. cerevisiae ITV-01 bajo un pH de 5.5, 150 rpm, 30 °C y una concentración inicial de 3x106 cell viables/mL se logró obtener hasta 10.42 (g/L) de bioetanol en un tiempo de 12 h, obteniendo un rendimiento y productividad de 0.404 y 0.868 respectivamente. Los resultados obtenidos refuerzan lo prometedor que son los residuos lignocelulósico, el pretratamiento con DES y la hidrólisis enzimática con enzimas mejoradas en el desarrollo del proceso de obtención de bioetanol de segunda generación. | es |
