El etanol producido desde material lignocelulósico es parte de las conocidas Energías Renovables No Convencionales.
Para la producción de bioetanol de segunda generación es necesario realizar un pretratamiento a la
madera, cuyo objetivo es romper la pared de lignina para así poder sacarificar la celulosa expuesta a glucosa,
que finalmente pueda ser fermentada mediante microorganismos.
El objetivo de este trabajo fue estudiar los efectos de tres pretratamientos: ácido diluido, alcalino diluido y
líquidos iónicos, bajo sus mejores condiciones, sobre los residuos forestales Lenga (Nothofagus pumilio) y
Eucalipto (Eucalyptus globulus). El primero fue elegido por ser un árbol nativo masivo y el segundo por el alto
potencial de plantaciones en Chile. Los pretratamientos ácido y alcalino se utilizaron a modo de comparación
con el pretratamiento de líquidos iónicos, del cual solo se tienen referencias sobre disolución de celulosa y no
de material lignocelulósico.
Lenga y Eucalipto fueron pretratadados con los tres métodos anteriormente nombrados, posteriormente se
realizó la sacarificación enzimática del material sólido resultante. Luego se analizó la liberación de azúcares
totales y monómeros específicos posterior al pretratamiento y después de la hidrólisis enzimática.
Para el pretratamiento ácido y alcalino se utilizó ácido sulfúrico al 0,50%, 0,75%, 1,00% y 1,25% (v/v) por 30 y
60 minutos a una temperatura de 121°C. Para el pretratamiento alcalino se uso NaOH al 2% (v/v) por 60 minutos
a una temperatura de 121°C. En el pretratamiento de líquidos iónicos se utilizó [emim]+
[Cl]-
y [A336]+
[OH]-
a 80°C, 121°C y 150°C por 30 y 60 minutos. Por último, para la hidrólisis enzimática se utilizaron enzimas
celulasas comerciales, Celluclast 1.5 L (Novo Co., Denmark) y Novozyme 188 (Novo Co., Denmark), con cargas
enzimáticas de 102 FPU/g y 147 CBU/g respectivamente.
Los resultados obtenidos indican que todos los pretratamientos utilizados mejoran la eficiencia en términos
de rendimientos y tasas de reacción de la hidrólisis enzimática en la obtención de azúcares reductores frente
al material no tratado. Además, se obtuvo que un pretratamiento ácido posee bajos rendimientos en comparación
a los otros pretratamientos, donde el mejor caso de Lenga es T=121°C, t=30 min, 1,00 % (v/v) H2SO4 y
Eucalipto es T=121°C, t=30 min, 1,00 % (v/v) H2SO4 con un rendimiento de un 30% y 27% respectivamente,
con una relación glucosa/xilosa de un 7/93%.
Por otro lado, si el objetivo es una fermentación de pentosas y hexosas, el pretratamiento alcalino es el indicado
con un rendimiento de 49% para Lenga y un 45% para Eucalipto. Las condiciones en la hidrólisis ácida
para Lenga en este caso son T=121°C, t=60 min, 0,75% (v/v) H2SO4 y para Ecualipto son T=121°C, t=60 min,
1,00% (v/v) H2SO4. Si, por el contrario, si la fermentación es de glucosa, el pretratamiento con líquidos iónicos
es el más efectivo, donde las condiciones de operación encontradas para Lenga son T=150°C, t=30min, IL
[emim+
][Cl-
] y para Eucalipto son T=150°C, t=60min, IL [emim+
][Cl-
] con una conversión con respecto a los
azúcares teóricos del 40% y 29% respectivamente y una relación xilosa/glucosa del 25/75%.
Otro punto interesante viene dado por los perfiles cinéticos durante 72 horas en la sacarificación, donde se
concluyó que con pretratamiento alcalino y con líquidos iónicos el máximo de los azúcares se obtiene en un
tiempo menor a las 24 horas.
Finalmente, se recomienda continuar el trabajo de pretratamiento con líquidos iónicos, probando otros aniones
y/o cationes, técnicas de separación y tamaños de partícula para la obtención de azúcares.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/102377 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Cortínez Villalobos, Victoria Andrea |
| Contributors | Lienqueo Contreras, María Elena, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología, Salazar Aguirre, María Oriana, Carmona Cerda, René, Asenjo de Leuze, Juan, Carlesi Jara, Carlos |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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