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Title: Efecto del pretratamiento y fermentación sobre la producción de bioetanol a partir de pericarpio de maíz
metadata.dc.creator: JOSE ANGEL GRANADOS ARVIZU
Keywords: BIOLOGÍA Y QUÍMICA;CIENCIAS DE LA VIDA
metadata.dc.date: Sep-2015
Description: El pericarpio de maíz (PM) destaca por su alta disponibilidad en México (~0.1x106 T¿año-1). Resalta su contenido (p¿p-1) de hemicelulosa (35 %), celulosa (18 %) y almidón (17 %), convirtiéndolo en una atractiva fuente para producir bioetanol. Por lo cual, resulta esencial maximizar la liberación de azúcares para mejorar el rendimiento de bioetanol. El objetivo fue analizar el efecto del pretratamiento ácido y la fermentación usando Pichia stipitis para obtener bioetanol a partir de PM. Se estudió el efecto del tiempo (x1), concentración de ácido sulfúrico (x2) y de PM (x3) sobre la producción de azúcares fermentables. Se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) mediante un Diseño Factorial Completo (DFC) y un Diseño Central Compuesto (DCC). Las variables de respuesta fueron azúcares reductores, glucosa, PM hidrolizado y rendimiento de azúcares. Se evaluó la fermentación alcohólica de la fracción líquida hidrolizada del pericarpio (FLP) usando Pichia stipitis. La FLP se detoxificó con carbón activado y se ajustaron los azúcares reductores a 45 g¿L-1 con y sin suplementación de nutrientes extra. La fermentación se llevó a cabo a 30 ºC por 120 h a 175 rpm, midiendo azúcares reductores, glucosa, biomasa y etanol. Finalmente, se simuló la producción de bioetanol mediante el programa SuperPro Designer. La condición óptima encontrada en la MSR fue: x1 = 39 min, x2 = 4.6 % (v¿v-1) y x3 = 20 % (p¿v-1) a 120 ºC. Se obtuvieron 89 g¿L-1 de azúcares reductores, de los cuales 19.2 g¿L-1 correspondían a glucosa, hidrolizándose el 70 % del PM con una eficiencia de 42.95 g de azúcares reductores por cada 100 g de PM inicial. En la fermentación se produjeron 4.11 g¿L-1 y 3.46 g¿L-1 de bioetanol a partir de la FLP suplementada y sin suplementar, respectivamente. En la simulación se produjeron 57.89 kg de etanol a una concentración del 95.1 % a partir de 1 Ton de PM, considerando únicamente la FLP. Los resultados obtenidos confirman el potencial del PM para la obtención de bioetanol usando ácido sulfúrico diluido como pretratamiento.
Corn pericarp (PM) features high availability in Mexico (~ 0.1x106 Ton ¿ yr-1). Highlight its percentage of (p¿p-1) hemicellulose (35%), cellulose (18%) and starch (17%), making it an attractive source to produce bioethanol. Therefore, it is essential to maximize release of sugars to improve performance of bioethanol. The objective was to analyze the effect of acid pretreatment and fermentation using Pichia stipitis for bioethanol from PM. Effect of time (x1), concentration of sulfuric acid (x2) and PM (x3) on the production of fermentable sugars was studied. Response Surface Methodology (MSR) was used by a Full Factorial Design (DFC) and a Central Composite Design (DCC). Response variables were reducing sugars, glucose, PM hydrolyzate and sugar yield. Fermentation of hydrolyzed liquid fraction of pericarp (FLP) was evaluated using Pichia stipitis. FLP was detoxified with activated charcoal and sugars were adjusted to 45 g¿L-1 testing to conditions, with and without exta supplementation. Fermentation was at 30 ° C for 120 ha 175 rpm, measuring reducing sugars, glucose, ethanol and biomass. Finally, production of bioethanol was simulated by SuperPro Designer program. The optimum condition was found in the MSR: min x1 = 39, x2 = 4.6% (v¿v-1) and x3 = 20% (p¿v-1) at 120 ° C. 89 g¿L-1 reducing sugar, which 19.2 g¿L-1 corresponding to glucose, hydrolyzed 70% of PM. An efficiency of 42.95 g of reducing sugars per 100 g of initial PM was obtained. In fermentation from FLP, it was obtained 4.11 g of ethanol¿L-1 using extra supplementation and 3.46 g of ethanol¿ L-1 without supplementation. In simulation, it was produced 57.89 kg of ethanol at 95.1% from 1 Ton of PM, considering only the FLP. It was confirm potential of PM to produce bioethanol from PM using diluted sulfuric acid pretreatment and P. stipitis to ferment FLP.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/968
Other Identifiers: Corn pericarp
Diluted sulfuric acid
Pericarpio de maíz
Pretratamiento
Pretreatment
Ácido diluido
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