Producción y análisis de bioetanol fabricado a partir de la fermentación de los residuos provenientes de la explosión de vapor de las hojas maduras y cogollos de la caña de azúcar, previamente hidrolizados con enzima
La caña de azúcar es un monocultivo que se da en el territorio ecuatoriano a gran escala y que cuando se utiliza en la industria azucarera, genera residuos como los cogollos y hojas, las cuales son generalmente considerados como desechos. Sin embargo, estos residuos agroindustriales pueden conver...
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Universidad de Cuenca
2025
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| author | Robles Ortega, Daniel Paúl Salamea Cárdenas, Alexander Sebastián |
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| description | La caña de azúcar es un monocultivo que se da en el territorio ecuatoriano a gran escala y
que cuando se utiliza en la industria azucarera, genera residuos como los cogollos y hojas,
las cuales son generalmente considerados como desechos. Sin embargo, estos residuos
agroindustriales pueden convertirse en materia prima para ser aprovechados en los
procesos de producción de biocombustibles. Este es el caso de la generación de bioetanol.
En este trabajo, para aprovechar los residuos primero se partió del pretratamiento de la
biomasa a través del proceso de explosión de vapor, el pretratamiento se realizó a
temperaturas de 150, 155, 165 y 180 °C por 1 s y 10 min de tiempo de residencia. Dicho
proceso produce un líquido residual rico en productos de la degradación de celulosa y
hemicelulosa. Estos productos fueron hidrolizados por 72 h en un reactor, a dos
temperaturas (45 y 50 °C) y velocidad de agitado (50 y 200 rpm), en presencia de celulasa y
B-glucosidasa, (enzimas que rompen los enlaces entre los monosacáridos para obtener
azúcares capaces de ser fermentados en un biorreactor a distintas condiciones de
temperatura (25-35 °C)). Los azúcares resultantes fueron cuantificados con el método de
Dubois (fenol-sulfúrico). Para la mejor condición evaluada se obtuvo un aumento de 71.7 g/L
de azúcares, con respecto a la concentración inicial de la hidrólisis (50 °C, 200 rpm, enzima
Cellic Ctec 2) que empleó los líquidos de explosión por vapor a 180 °C por 10 minutos, con
tres recirculaciones. El líquido rico en azúcares fue luego usado para producir etanol, el
mismo que se cuantificó utilizando el método de destilado y el método del picnómetro,
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-433482023-11-01T12:37:43Z Producción y análisis de bioetanol fabricado a partir de la fermentación de los residuos provenientes de la explosión de vapor de las hojas maduras y cogollos de la caña de azúcar, previamente hidrolizados con enzima Robles Ortega, Daniel Paúl Salamea Cárdenas, Alexander Sebastián Delgado Noboa, Jorge Washington Ingeniería Química Biocombustible Residuos agroindustriales Proceso de producción CIUC::Química::Química Orgánica::Química de Productos Naturales Orgánicos La caña de azúcar es un monocultivo que se da en el territorio ecuatoriano a gran escala y que cuando se utiliza en la industria azucarera, genera residuos como los cogollos y hojas, las cuales son generalmente considerados como desechos. Sin embargo, estos residuos agroindustriales pueden convertirse en materia prima para ser aprovechados en los procesos de producción de biocombustibles. Este es el caso de la generación de bioetanol. En este trabajo, para aprovechar los residuos primero se partió del pretratamiento de la biomasa a través del proceso de explosión de vapor, el pretratamiento se realizó a temperaturas de 150, 155, 165 y 180 °C por 1 s y 10 min de tiempo de residencia. Dicho proceso produce un líquido residual rico en productos de la degradación de celulosa y hemicelulosa. Estos productos fueron hidrolizados por 72 h en un reactor, a dos temperaturas (45 y 50 °C) y velocidad de agitado (50 y 200 rpm), en presencia de celulasa y B-glucosidasa, (enzimas que rompen los enlaces entre los monosacáridos para obtener azúcares capaces de ser fermentados en un biorreactor a distintas condiciones de temperatura (25-35 °C)). Los azúcares resultantes fueron cuantificados con el método de Dubois (fenol-sulfúrico). Para la mejor condición evaluada se obtuvo un aumento de 71.7 g/L de azúcares, con respecto a la concentración inicial de la hidrólisis (50 °C, 200 rpm, enzima Cellic Ctec 2) que empleó los líquidos de explosión por vapor a 180 °C por 10 minutos, con tres recirculaciones. El líquido rico en azúcares fue luego usado para producir etanol, el mismo que se cuantificó utilizando el método de destilado y el método del picnómetro, obteniendo una concentración de 87 g/L. Sugar cane is a monoculture that occurs in Ecuador on a large scale and when used in the sugar industry, it generates residues such as buds and leaves, which are generally considered as waste. However, these agro-industrial wastes can be converted into feedstock for biofuel production processes. This is the case with the generation of bioethanol. In this work, in order to take advantage of the residues, we first started from the pretreatment of the biomass through the process of steam explosion, the pretreatment was carried out at temperatures of 150, 155, 165 and 180 °C for 1 s and 10 min of residence time. This process produces a residual liquid rich in degradation products of cellulose and hemicellulose. These products were hydrolyzed for 72 h in a reactor, at two temperatures (45 and 50 °C) and agitation speed (50 and 200 rpm), in the presence of cellulase and B-glucosidase, (enzymes that break the bonds between the monosaccharides to obtain sugars capable of being fermented in a bioreactor at different temperature conditions (25-35 °C)). The resulting sugars were quantified using the Dubois method (phenol-sulfuric). For the best condition evaluated, an increase of 71. 7 g/L of sugars was obtained, with respect to the initial concentration of hydrolysis (50 °C, 200 rpm, enzyme Cellic Ctec 2) which used the vapour explosion liquids at 180 °C for 10 minutes, with three recirculations. The sugar-rich liquid was then used to produce ethanol, which was quantified using the distillation method and the pycnometer method, obtaining a concentration of 87 g/L. 0000-0002-4765-8868 2025-10-16 2023-11-01T12:37:40Z 2025-10-17 2023-11-01T12:37:40Z 2023-11-01 submittedVersion http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/43348 spa TQ;588 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 80 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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