Producción de bioetanol, levaduras y ácido acético a partir de efluentes de cervecerías

MIGUEL A. ISLA; MARÍA T. BENZZO; FERNANDO BIRRI; LISANDRO SELUY; PAULINA JACOB; FERNANDO AGUER

Rosario

Congreso; 1ª Feria Internacional y 6º Congreso Regional del Ambiente; 2010

En este trabajo se estudió la factibilidad de utilizar ciertos efluentes líquidos y semi-sólidos de la industria cervecera  que presentan  una alta carga orgánica, debida a  su contenido tanto de etanol como de hidratos de carbono y otros sustratos remanentes del proceso fermentativo, como materia prima para la obtención de productos con valor agregado, tales como etanol, biomasa y ácido acético. De este modo, se disminuyen o eliminan las necesidades de tratamiento de las corrientes estudiadas previo a su disposición final. En el presente trabajo se analizó la factibilidad de procesos alternativos para tratar corrientes con alto contenido de etanol, consistentes en:  a) la separación del alcohol por destilación, seguido de la producción de levaduras sobre el residuo de la destilación, esto último sobre la presunción de que en el hervidor se dan las condiciones de acidez  temperatura propicias para la hidrólisis de los azúcares “no fermentescibles” presentes en este tipo de efluentes; b) la producción de ácido acético. El alcohol obtenido, que está acompañado de pequeñas cantidades de otros alcoholes y aldehídos, puede ser refinado para producir alcohol “buen gusto”, o deshidratado para la obtención de bioetanol para ser destinado a carburante. Sobre el residuo de la destilación se realizaron ensayos de producción de levaduras en condiciones aeróbicas. A partir de la información experimental se propusieron modelos cinéticos para el crecimiento de las levaduras y para el decaimiento de la DQO del residuo y se ajustaron los correspondientes parámetros, lográndose una excelente predicción de los datos experimentales. Se verificó además el efecto positivo del agregado de fuentes adicionales de nitrógeno, fósforo, azufre, potasio y zinc sobre la velocidad específica de reproducción y crecimiento de las levaduras y sobre el valor máximo de producción que puede alcanzarse, habiéndose llegado a concentraciones de levadura del orden de los 25 g/L. Mediante este proceso pudo llevarse la DQO del efluente en estudio a un 10 % de su valor original. Por otra parte, muestras de corrientes con alto contenido de etanol (4-7 %), fueron inoculadas con bacterias acéticas, que tienen la propiedad de producir ácido acético a partir del etanol en condiciones aeróbicas. Se utilizó un método de “cultivo sumergido” en reactores tanque en escala banco, provistos de sistemas de agitación mecánica y aireación, operando en modo “batch” o “semi-batch” a temperatura constante. Pudo demostrarse que, mediante un adecuado protocolo de reposición de etanol – otenido por destilación –pueden alcanzarse concentraciones de ácido acético superiores al 4 % m/v, que es la estipulada por el Código Alimentario Argentino para la comercialización del producto como “vinagre de cerveza”. El producto obtenido tiene excelentes propiedades organolépticas.