Estudio de alternativas para la obtención de bioetanol a partir de bagazo de caña

Fecha

2005-06-25

Autores

García Navarro, Naudis

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Editor

Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas

Resumen

La producción de bioetanol en Cuba tradicionalmente ha sido a partir de materia primas azucaradas, principalmente las mieles finales de la industria azucarera. Las mieles por ser una fuente importante de alimentos por una parte además de su limitada disponibilidad, constituyen materias primas muy costosas para afrontar grandes producciones de bioetanol para fines combustibles, ya sea utilizándolo como combustible directamente o como materia prima en celdas combustibles. La utilización de materiales lignocelulósicos para la producción de grandes volúmenes de bioetanol para estos fines aparece como una alternativa viable en este sentido. El bagazo de la caña de azúcar, los residuos de la agricultura no cañera y algunas malezas ricas en celulosas son en este orden los materiales lignocelulósicos que se encuentran en una mayor disponibilidad para la producción de bioetanol en nuestro país. Sin embargo aun no se ha definido una tecnología acorde a las condiciones tecno-económicas cubanas para la conversión estos materiales a bioetanol. Este trabajo de tesis después de un exhaustivo análisis crítico de las diferentes opciones para cada etapa del proceso de conversión de lignocelulosa en etanol reflejadas en la bibliografía propone dos variantes tecnológicas con perspectivas para su implementación en el territorio nacional las cuales son sometidas a un análisis de factibilidad técnico-económica. La primera alternativa consiste en un pretratamiento con explosión a vapor utilizando SO2 como agente impregnante seguido de una sacarificación y fermentación acopladas utilizando respectivamente celulasas proveniente del hongo Trichoderma reesei (novo) y la cepa recombinante de levadura Sacchromyces cerevisiae TMB 3001. La otra variante difiere en que pretrata la materia prima con ácidos diluidos al 2% con un aumento de la temperatura a 80oC, requiriendo una etapa intermedia de neutralización y ajuste de pH para llevar a cabo con posterioridad una sacarificacion y fermentación acopladas. El análisis económico de estas alternativas arrojó como resultados fundamentales un elevado costo de inversión para la variante II, mayor que el obtenido para la variante I, ya que esta requiere de una etapa adicional para la neutralización de los licores provenientes del pretratamiento con ácidos diluidos, lo cual atenta directamente contra los costos de inversion y de producción. Por otra parte se encontró como resultado del análisis económico que la alternativa que utiliza la explosión por vapor como pretratamiento tiene un costo de producción unitario de $0.207/l, menor que el obtenido para la variante II, $0.254/l.
The bioethanol production in Cuba traditionally has been starting from matter sugary cousins, mainly the final honeys of the sugar industry. The honeys to be on one hand an important source of foods besides their limited readiness constitute matters very expensive cousins to confront big bioethanol productions for combustible ends, either using it directly as fuel or to be used as an eatable matter it prevails in combustible cells. The use of lignocelulosics materials for the production of big bioethanol volumes for these ends appears like a viable alternative in this sense. The trash of the cane of sugar, the residuals of the non cane agriculture and some rich overgrowths in celluloses are in this order the lignocelluloses materials that are in a bigger readiness for the bioethanol production in our country. However not yet has been defined an agreement technology to the conditions techno-economic Cubans for the conversion these materials to bioethanol. This thesis work after an exhaustive critical analysis of the different options for each stage of the process of lignocelluloses conversion in ethanol reflected in the bibliography proposes two technological variants with perspectives for its implementation in the national territory which are subjected to an analysis of technician-economic feasibility. The first alternative consists on a pretreatment with explosion to steam using SO2 like agent impregnate followed by a scarification and coupled fermentation using celulasas enzymes coming from the mushroom respectively Trichoderma reesei (novo) and the stump yeast recombinant Sacchromyces cerevisiae TMB 3001. The other variant differs in that pretreated the matter prevails with acids diluted to 2% with an increase from the temperature to 80oC, requiring an intermediate stage of neutralization and pH adjustment to carry out with posteriori a scarification and coupled fermentation. The economic analysis of these alternatives hurtled as fundamental results a high investment cost for the variant II, bigger than the one obtained for the varying I, since this it requires of an additional stage for the neutralization of the liquors coming from the pretreatment with diluted acids, that which attentive directly against the investment costs and of production. On the other hand it was as a result of the economic analysis that the alternative that uses the explosion for vapor like pretratamiento has an unitary production cost of $0.207/l, smaller than the one obtained for the variant II, $0.254/l.

Descripción

Palabras clave

Industria Azucarera, Bioetanol, Fermentación Alcohólica, Sustratos Lignocelulósicos, Hidrólisis, Producción de Etanol, Ethanol

Citación