Sacarificación y Fermentación Simultánea para la Producción de Bioetanol de Segunda Generación, Mediante Pretratamientos Alternativos: Líquidos Iónicos Reciclados y Hongos de Pudrición Blanca

Abstract

El uso de los combustibles fósiles cada vez se hace más complejo, dándole un mayor espacio al uso de nuevas alternativas energéticas de carácter renovables y con menor impacto en el medio ambiente. Como alternativa y/o suplemento a la gasolina del transporte terrestre aparece el bioetanol, que tiene un mayor octanaje y permite una mejor combustión. En Chile aparece la inquietud de producir bioetanol de segunda generación debido al potencial biomásico que existe en el país y por ser una alternativa vigente para su desarrollo. El presente trabajo de memoria consistió en estudiar la estrategia de sacarificación y fermentación simultánea (SSF) para residuos forestales (eucalipto y lenga) que fueron pretratados mediante estrategias alternativas: líquidos iónicos (LI) reciclados y hongos de pudrición blanca (HPB). La primera parte del trabajo consistió en estudiar la factibilidad de utilizar el líquido iónico reciclado y luego ver los resultados en la sacarificación enzimática, compararlo con el pretratamiento de líquido iónico puro, con distintas cargas de material y líquido iónico (1:3, 1:5, 1:9, 1:10 p/p). Para eucalipto el mejor pretratamiento se logró con una carga de 1:3 p/p a 150°C por 30 minutos como condiciones de operación con un rendimiento de glucosa/celulosa del 67% respecto al líquido iónico puro (185,1 mg de glucosa por gramo de material). Para lenga el mejor resultado se dió con una carga 1:5 a 150°C por 15 minutos de pretratamiento, lográndose un 94% del rendimiento glucosa/celulosa respecto al líquido iónico puro (408,3 mg de glucosa por gramo de material). Esta diferencia se justifica principalmente en que el eucalipto tiene una mayor resistencia a la humectación por solventes que la lenga, debido a su densidad. La segunda parte consistió en realizar la estrategia de sacarificación y fermentación simultánea previo pretratamiento con líquido iónico reciclado para lenga con distintas concentraciones iniciales de inóculo (0,1; 0,5 y 1,0 [g.p.s/L]) y cargas enzimáticas (5, 15, 20 [FPU/g material]). Utilizando la mejor condición de pretratamiento para lenga, se siguió con la segunda parte de este trabajo, lográndose el mejor rendimiento del 23% sobre el máximo valor teórico del rendimiento etanol/glucosa total disponible con una concentración inicial de inóculo de 1,0 [g.p.s./L] y 5 [FPU/g material], con lo cual es posible obtener 19.290 m3 de bioetanol que representa el 29% y 12% de la demanda de bioetanol suponiendo un reemplazo de 2% y 5%, respectivamente. La tercera parte consistió en realizar la estrategia de sacarificación y fermentación simultánea sobre lenga y eucalipto pretratado con hongos de pudrición blanca a 30 y 45 días, utilizando una condición encontrada en la segunda parte (concentración inicial de inóculo =1,0 [g.p.s./L] y 20 [FPU/g material]), donde se obtuvo el rendimiento cuando se realizó un pretratamiento con S. hirsutum por 45 días con un rendimiento del 56% respecto al máximo teórico. Con este rendimiento hipotéticamente se podría producir 39.329 m3 de bioetanol abarcando el 60% y 24% de la demanda de bioetanol al 2% y 5% de mezcla en gasolina, respectivamente. Sin embargo a largo plazo se logra mejores niveles de productividad para la estrategia de sacarificación y fermentación simultánea si se aplica un pretratamiento con hongos de pudrición blanca a 30 días. En conclusión, el uso de pretratamientos alternativos como líquidos iónicos reciclados y hongos de pudrición blanca, son factibles para la producción de bioetanol de segunda generación, por lo tanto se debería continuar con la investigación.