Aprovechamiento del mucílago de café para mejorar la producción de etanol en una planta piloto para mitigar impactos negativos en corrientes hídricas

En la etapa de beneficio del café, que se realiza en las fincas del municipio de Caicedonia Valle, se genera gran cantidad de residuo, el cual es vertido directamente a las fuentes hídricas, deteriorando la calidad del recurso hídrico del país. El análisis de calidad de agua efectuado a estos vertimientos en el laboratorio de Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma de Occidente (UAO), arrojó una DBO5 de 56.000 mg/LO2, muy superior al valor máximo permisible de vertimiento para este tipo de actividad, que de acuerdo con la resolución 0631 de 2015 es de 400 mg/LO2. Dicho residuo corresponde al mucílago, biomasa que presenta gran concentración de azúcares reductores simples. Dentro de su caracterización fisicoquímica, se evidenció que aproximadamente el 50 % de la fibra del mucílago está compuesta por celulosa y hemicelulosa; fracciones que pueden ser hidrolizadas para generar más contenido de azúcares fermentables, lo cual lo hace atractivo para la producción de etanol. En consecuencia, la UAO junto con la Fundación Entorno del municipio de Caicedonia, están apostando a la investigación científica para desviar el residuo a un proceso de refinería con el objetivo de producir etanol comerciable. El alcohol que se obtiene en la planta piloto, no tiene todavía las especificaciones de calidad. Su concentración y pureza es baja (4 % v/v y 60 %, respectivamente). Por lo anterior, el objetivo principal de este estudio fue evaluar el aprovechamiento del mucílago generado en el proceso de beneficio convencional del café, a través de estrategias para incrementar el rendimiento de la etapa de fermentación y generar una mayor concentración de etanol. Esto se hizo mediante la optimización de la hidrólisis enzimática utilizando celulasa, hemicelulasa y pectinasa para incrementar el contenido de azúcares fermentables en la biomasa. También se realizó la optimización del proceso de fermentación con la levadura Saccharomyces Cerevisiae para la temperatura y pH. Lo anterior, mediante un análisis estadístico ANOVA y el método de superficie de respuesta en el software Statgraphics. Se encontró que a la hora 23 se produce una mayor concentración de azúcares reductores del hidrolizado y la dosis óptima encontrada en el proceso fue de 0,352 mL de celulasa y 0,134 mL hemicelulasa. Por otra parte, en la fermentación se encontró una temperatura óptima de 29,61 °C, pH de 4,2 unidades y un tiempo de fermentación de 48 horas. Por último, se realizó un proceso de destilación con 250 mL de mucílago y se obtuvo 2 mL de etanol en el mosto no hidrolizado y 8.6 mL de etanol por mosto hidrolizado; igualmente se encontraron rendimientos de 52.05 % y 94.61 % respectivamente. Cabe mencionar que todo se realizó a escala de laboratorio, con miras a que pueda ser replicado en la planta piloto de producción de bioetanol en la Fundación Entorno

• Autores: Valencia Castillo, Natalia; Veléz Durán, Yoly Mileidy
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2020
• Institución: Universidad Autónoma de Occidente
• Repositorio: RED: Repositorio Educativo Digital UAO
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:red.uao.edu.co:10614/12598
• Acceso en línea: http://red.uao.edu.co//handle/10614/12598
• Palabra clave: Ingeniería Ambiental; Celulosa; Hemicelulosa; Hidrólisis enzimática; Destilación; Bioetanol; Mucílago; Fermentación; Mucilage; Bioethanol; Fermentación
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