Producción de etanol 2G a partir de cascarilla de soja y bagazo de la industria cervecera

GIL ROLON, M; DELALOYE, G; SELUY, LG; COMELLI, RN

Congreso; X Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ); 2019

Se evaluó laproducción de bioetanol de segunda generación empleando cascarilla de soja ybagazo de cervecería como materias primas, dos residuos agroindustriales debase celulósica generados en altas cantidades en la región. De forma general,el proceso incluye tres etapas: acondicionamiento del material celulósico,sacarificación enzimática y fermentación de los azúcares simples liberados.Los materialeslignocelulósicos se sometieron a un proceso de acondicionamiento con ácidosulfúrico diluido y alta temperatura durante diferentes tiempos, con elobjetivo de romper enlaces intra e intermoleculares y ?ablandar? la estructurade la celulosa, de tal manera que esta quede más accesible y susceptible a unataque enzimático. Se analizó la fracción líquida del hidrolizado cuantificandolas concentraciones de glucosa (mediante kit enzimático), pentosas(espectrofotometría) y los principales inhibidores liberados durante elproceso, incluyendo polifenoles (espectrofotometría), hidroximetilfurfural,furfural, ácido acético y fórmico (HPLC). Se identificaron las condicionesóptimas que permiten maximizar la liberación de los azúcares en la posterioretapa de hidrólisis.Para lasacarificación enzimática, se elevó el pH del hidrolizado hasta 5 con unasolución de NaOH (10 N) y se agregó directamente al reactor un complejoenzimático comercial con actividad celulasa (Novozyme, Cellic CTec2®) siguiendolas recomendaciones del proveedor en cuanto a la relación de masa deenzimas/masa de sólidos y se mantuvo en agitación a 50°C durante 96 horas. Paraevaluar la liberación de glucosa durante el proceso de digestión enzimática, serealizaron muestreos cada 8 horas. En los reactores con cascarilla de soja selogró la liberación del 100% de la glucosa prevista, según caracterizacionesfísicoquímicas realizadas previamente siguiendo procedimientos recomendados porNREL (National Renewable Energy Laboratory). En los reactores con bagazo decervecería se logró una liberación del 85% de la glucosa disponibleinicialmente..Finalizada laetapa de sacarificación enzimática, los reactores se inocularon con diferentescepas de levaduras del género Saccharomycesproliferadas aeróbicamente en medio azucarado, hasta alcanzar una concentracióninicial de 1 g/L. Los medios de fermentación fueron suplementados connutrientes específicos y se mantuvieron en agitación y temperatura constante de30 ± 2°C durante 72 horas. A efectos de realizar un seguimiento de la actividadde la levadura durante la fermentación, los reactores se muestrearon periódicamente,determinando la concentración de glucosa, pentosas, etanol y glicerol en elmedio.La producción deetanol se estimó mediante un equipo estático desarrollado por el Grupo deTrabajo en base a un sensor de SnO2, a partir de una curva decalibrado construida con concentraciones conocidas de etanol absoluto.Paralelamente, la calidad del alcohol se evaluó mediante cromatografía degases. Los mejores rendimientos obtenidos fueron de 0.46± 0.02 gEtanol/gGlucosay 0.41 ± 0.01 gEtanol/gGlucosa, para las fermentaciones sobre cascarilla desoja y bagazo de la industria cervecera, respectivamente. Estos valores, soncercanos al rendimiento teórico para estas fermentaciones (0.51 gEtanol/gGlucosa)y similares a los obtenidos en las industrias alcoholeras (0.40-0.45 gEtanol/gGlucosa),lo que sugiere que el proceso es factible desde el punto de vista tecnológico.