Evaluación de la producción de etanol a partir del bagazo de la caña de azúcar en la empresa Caña Brava a nivel de laboratorio

• Autor: Cruz Burgos, José Arly Brayner
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2022
• Institución: Universidad Nacional de Piura
• Repositorio: UNP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unp.edu.pe:20.500.12676/3507
• Enlace del recurso: https://repositorio.unp.edu.pe/handle/20.500.12676/3507
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: bioetanol; alcohol de segunda generación; hidrólisis química; fermentación; material lignocelulósico; http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.04.01

En la actualidad, en los países y regiones como nuestra región Piura, con un desarrollo agroindustrial basado en el cultivo y transformación de la caña de azúcar en bioetanol. El objetivo es buscar nuevos recursos energéticos para la producción de energías renovables que reemplacen a los hidrocarburos derivados del petróleo, que ayuden a incrementar el volumen de producción del alcohol de primera generación, que se basa principalmente en la fermentación del jugo de la caña de azúcar para abastecer el mercado, regional, nacional y mundial, de los biocombustibles. La presente investigación, pretende desarrollar un proceso de la hidrolisis del bagazo para cumplir con los objetivos de obtener etanol de segunda generación, a partir del bagazo de caña de azúcar, de la empresa Bio energética del Chira perteneciente a Caña Brava, a nivel experimental, en los laboratorios de la Universidad Nacional de Piura. El bioetanol obtenido principalmente en la actualidad en nuestra región es a partir de la caña de azúcar; que es una alternativa para sustituir y disminuir el consumo de combustibles derivados del petróleo, en la cual para la obtención del gasohol se utilizan azúcares y almidones, estos podrían ser útiles al ser humano para su consumo en forma de azúcar refinada y harinas. En la metodología utilizada para este proceso consistió en el secado del bagazo, molienda, selección en función al tamaño de partícula, hidrolisis del bagazo como ácida y básica. Posteriormente, proceder a la fermentación del mosto hidrolizado por separado en condiciones ácidas y condiciones básicas y por ultimo llevar a destilación de los mostos producidos para evaluar la cantidad de etanol producido en las diferentes condiciones, a su vez compararlo con una muestra patrón basado en el jugo de la caña de azúcar, conocido como alcohol de primera generación. Llegando a la conclusión que, la hidrolisis ácida es la más favorable para que el bagazo se convierta en azúcares fermentables, para esto se utilizó ácido sulfúrico con concentración de 1.5 M, 2.0 M, 2.5 M, con el fin de desdoblar la celulosa y obtener azúcares reductores que posteriormente serian fermentados para la obtención de etanol. En la hidrolisis básica se utilizó hidróxido de sodio con concentración de 1.5 M, 2.0 M, 2.5 M, con el propósito de romper los enlaces celulósicos y obtener azúcares fermentables para la producción de etanol a pequeña escala en laboratorio. En el proceso del medio básico se obtiene un color amarillo rojizo muy intenso, esto nos indica que se han producido azúcares fermentables y a su vez otros productos como el furfural, ácido levulínico, ácido fornico, etc., que se produjeron por la descomposición de la lignina, hemicelulosa y celulosa y estos productos no favorecen en el proceso fermentativo, al contrario, disminuyen la producción de etanol. Finalmente, se concluye que, el proceso de hidrolisis ácida se obtienen mejores rendimientos a una temperatura de hidrolisis de 75°C, en el cual se obtiene 87ml de etanol con 92ºGL para 1Kg de bagazo, mientras que, el proceso de hidrolisis básica se desarrolla a una menor temperatura de hidrolisis de 45°C, se obtiene 72ml de alcohol con 92ºGL, el cual claramente que el rendimiento es menor comprado a la hidrolisis ácida. Por lo tanto, se recomienda hacer estudios más detallados en base a este proceso incluyendo otras variables y catalizadores que ayuden a incrementar el rendimiento de alcohol de segunda generación. Si se compara la hidrolisis ácida del bagazo que tiene buenos rendimientos comparado a la hidrolisis básica, se puede deber que muchos productos de la descomposición celular del bagazo no son fermentables por las levaduras, a su vez si se compara la producción de etanol de segunda generación por medio de la hidrolisis ácida versus la cantidad de etanol producido directamente de la fermentación del jugo de caña de azúcar o alcohol de primera generación el rendimiento todavía es bajo, con aproximado al 55%, esto implica seguir buscando nuevos procedimientos para lograr incrementar su rendimiento.