Ingeniero Civil en Biotecnología / Hoy en día el tema de abastecimiento energético es cada vez más importante. En muchos países la matriz energética se basa en la explotación del recurso fósil, principalmente petróleo, el cual es un recurso limitado y que ha tenido una tendencia general al alza de precios. A lo anterior se añade las actuales normativas de emisiones que se están aplicando, las cuales prevén un futuro donde los combustibles fósiles se verán más limitados en su producción y aplicación. Los biocombustibles por tanto han sido una importante alternativa que se ha desarrollado por años, aunque, en un principio, muchos de los biocombustibles diseñados así competían (y compiten) en su materia prima con los recursos alimenticios (biocombustibles de primera generación). Además, una alternativa es el diseño de combustibles basado en residuos industriales, es decir materias primas que no son fuentes alimenticias (biocombustibles de segunda generación). Este estudio busca otra opción de producción de etanol, esta vez a partir de algas para producir biocombustibles de tercera generación, en especial se trabajó con la macroalga verde Ulva rigida.
Para alcanzar el objetivo planteado, fue necesario diseñar un procedimiento experimental, el cual consistió en un pretratamiento con ácido diluido (1% y 2% v/v de ácido sulfúrico) a diferentes temperaturas (30°C y 120°C). Después del pretratamiento es necesario neutralizar las muestras para detener dicha reacción. La fracción sólida resultante del pretratamiento es sometida a una hidrólisis enzimática, gracias a la acción de celulasas y celobiasas durante 72 horas (Celluclast® 1,5L - Cat C2730, y Novozyme® 188 - CatC6105). Luego se fermentaron los azúcares liberados en la sacarificación mediante dos estrategias diferentes: Sacarificación y Fermentación Simultáneas (SSF), y Sacarificación Y Fermentación Separadas (SHF).
Los resultados mostraron que el pretratamiento no es necesario; las muestras de algas utilizadas presentan azúcares fácilmente hidrolizables, y poseen una baja concentración de lignina, por lo que un pretratamiento con ácido diluido y temperatura no entrega mayor ventaja al proceso. Más aún, dicho procesamiento produce efectos negativos en la concentración de glucosa final. Por lo tanto, este proceso se suprimió del diseño planificado.
La sacarificación de las algas sin pretratamiento presentó un rendimiento del 27,2% respecto a la glucosa total de la muestra.
Por otra parte, los resultados de las dos estrategias de fermentación SSF y SHF fueron diferentes. El rendimiento, respecto a la conversión de glucosa total de la biomasa, de la estrategia SSF fue de un 50%, considerado alto para ser un primer acercamiento a la utilización de macroalgas. La estrategia SHF presentó un rendimiento del 24,5%. La diferencia de rendimientos indica que la estrategia SSF es mejor, aprovechándose de mejor forma los azúcares constituyentes de las macroalgas y obteniendo una mayor concentración de etanol en solución (5 g/l). Es importante mencionar que dicho rendimiento tiene su base en la composición total de glucosa de la macroalga, por lo que su alto valor puede corresponder a la fermentación de glucosa más la fermentación de otros azúcares no considerados en la composición total de glucosa. Aún así, la estrategia SSF es mejor que la SHF, ya que produce mayor etanol por gramo de biomasa empleado.
A partir de los resultados obtenidos, se concluye que se logró un primer acercamiento a la producción de etanol a partir de la macroalga Ulva rigida, diseñándose un proceso de operación y evaluando el pretratamiento de ácido diluido en dicho procedimiento. También se concluyó que la estrategia SSF es mejor que la estrategia SHF para la producción de etanol a partir de la mencionada macroalga. Finalmente, se recomienda complementar este estudio mediante la caracterización completa de la macroalga utilizada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/111335 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Briones Parra, Gonzalo Alfonso |
| Contributors | Lienqueo Contreras, María Elena, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
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