PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE RESIDUOS ORGÁNICOS VEGETALES
Resumen
El objetivo de la investigación fue valuar la producción de bioetanol a partir de cáscaras de Citrus reticulata, Passiflora edulis y hojas de Eucalyptus globulus. Las cáscaras de mandarina, maracuyá y hojas de eucalipto, se recogieron en bolsas de polietileno, rotuladas y se trasladaron al laboratorio; en donde fueron lavadas, desinfectados, secadas y molidas. A un kg de residuo molido se agregó 4 L de HCl 1.0M, se calentó a 100°C por 5h; luego se filtró y ajustó a pH 4.5 con NaOH 1.0M. El sistema con 2.2 L de medio de producción, 14°Brix y suplementado, se fermentó con Saccharomyces cerevisiae MIT-L51, 100 ml/L de hidrolizado, a temperatura ambiente (23-25°C) durante 7 días en reposo. Finalmente, se destiló a 78°C por 3h, y los rendimientos promedios fueron de 3.8 ± 0.2 % (v/v, ml de bioetanol obtenido/100 ml de fermento destilado) para cáscaras de mandarina, 4.2 L ± 0.1% (v/v) maracuyá y 4.7 L ± 0.1% (v/v) de hojas de eucalipto, con un grado alcohólico del 80%(volumen). El análisis de varianza de los valores promedios de los rendimientos obtenidos con nivel de confianza 95%, indica que si hay diferencia significancia (p<0,05), y de acuerdo a Tukey, todos los promedios son diferentes entre sí quedando establecido que el rendimiento obtenido está en relación al tipo de residuo vegetal evaluado. Por lo tanto, los residuos vegetales evaluados pueden ser utilizados para la producción a gran escala teniendo como referencia las condiciones de ensayo.
Palabras claves: Residuos vegetales, producción, bioetanol, rendimiento
ABSTRACT
The purpose of this research was to evaluate the production of bioethanol made of fruit peels from Citrus reticulata, Passiflora edulis, and Eucalyptus globulus leaves. The samples were collected and tag in polyethylene bags, then in laboratory were washed, disinfected, dried and crushed. The samples were dissolved in 4 L de HCl 1.0 M adding heat at 100°C for almost 5 hours. The result was filtrated and regulated at pH 4.5 with NaOH 1.0M. This 2.2 L extract, 14° Brix was fermented with Saccharomyces cerevisiae MIT-L51, 100 ml/L, and hydrolyzed at room temperature (23-25°C) for seven days. Finally, it was distilled at 78°C for 3 hours, and the average were 3.8 ± 0.2 % (v/v, ml of bioethnol obtaineded/100 ml of distilled ferment) for Citrus reticulata “mandarina”, 4.2 L ± 0.1% (v/v) for “passion fruit” and 4.7 ± 0.1% (v/v) for Eucalyptus globulus “eucalyptus” leaves, with an alcoholic strength of 80% (volume). The analysis of variance of the average values of the yields obtained with a 95% confidence level, indicates that there is a significant difference (p <0.05). According to Tukey, all averages are different from each other. In conclusion, the performance obtained it is in relation to the type of plant residue evaluated. Therefore, the plant residues evaluated can be used for industrial production.
Keywords: vegetable waste; production; bioethanol; yield
Citas
Abascal, R. (2017). Estudio de la obtención de bioetanol a partir de diferentes tipos de biomasa lignocelulósica. Matriz de reacciones y optimización. (Tesis de Pregrado). Universidad de Cantabria, Santander, España
Amarís, J; Manrique, D; y Jaramillo, J. (2015). Biocombustibles líquidos en Colombia y su impacto en motores de combustión interna. Una revisión. Revista Fuentes. El Reventón Energético, 13(2): 23-34.
Aurora, E; y Barrera, E. (2015). Obtención de bioetanol a partir de los residuos fermentables de mango y determinación de parámetros óptimos de destilación. Rev. Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación, 2(2):31-40.
Ayuso-Fernández, I; Ruiz-Dueñas, F; y Martínez, A. (2018). Evolutionary convergence in lignin-degrading enzymes. PNAS 115(25): 6428–6433 DOI: 10.1073/pnas.1802555115.
Ávila, L. (2015). Obtención de bioetanol de segunda generación a partir del pericarpio de maracuyá (Passiflora edulis f. flavicarpa). (Tesis de Pregrado). Universidad de Cuenca, Cuenca, Ecuador.
Campos, C; Delgado, H; Esquivel, J; Samamé, J; y Sirlupú, J. (2017). Diseño de la línea de producción para la elaboración de biodiesel a partir de aceite residual recolectado de la industria chiflera piurana. Facultad de Ingeniería. Área Departamental de Ingeniería Industrial y de Sistemas. Universidad de Piura. Fecha de consulta 02 de marzo 2020. Disponible en: https://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/11042/3221/PYT_Informe_Final_Proyecto_Biodiesel.pdf?sequence=1&isAllowed=y.
Cardona, C; Julián, O; Montoya, M; y Quintero, J. (2005). Simulación de los procesos de obtención de etanol a partir de caña de azúcar y maíz. Scientia et Technica, (28):187-192. ISSN 0122-1701.
Carmona, R; Lienqueo, M; Salazar, O; y García A. (2009). Bionergy II: Biological pretreatment with fungi as a tool for improvement of the enzymatic saccharification of Eucalyptus globules Labill to obtain bioethanol. International Journal of Chemical Reactor Engineering,7:(1). doi: https://doi.org/10.2202/1542-6580.1935.
Díaz, A. (2015). Hidrólisis de residuos de la venta de verduras y hortalizas para la producción de bioethanol. (Tesis de Maestria). Universidad de Oviedo. Oviedo, España.
Escalante, J. y Fuentes, H. (2013). Estudio experimental de obtención de bioetanol a partir de residuos agrícolas de banano orgánico en Piura. (Tesis de Pregrado). Universidad de Piura, Piura, Perú.
Gerena, F. (2013). Obtención de jarabes azucarados a partir de la hidrólisis química de residuos de cáscaras de naranja (Citrus sinensis var valencia) y papa (Solanum tuberosum var diacol capiro) para ser empleados como edulcorantes en la industria de alimentos. (Tesis de Pregrado). Escuela de Ciencias Básicas Tecnológicas e Ingeniería, Duitama. España.
González, S; y Brugués, A. (2010). Producción de biocombustibles con maíz: Un análisis de bienestar en México. Universidad Autónoma Indígena de México Mochicahui, El Fuerte, Sinaloa. México. Ra Ximhai, 6 (1):73-85.
Güiza-Suárez, L; Rodas, J; Cifuentes-Guerrero, J; y González, J. (2019). Energías renovables no convencionales y cambio climático. Editorial Universidad del Rosario. Bogotá, Colombia.
Hernando, R. (2008). Bioetanol de caña de azúcar. Una energía para el desarrollo sostenible Resumen ejecutivo.
Hernández, C. (2017). Obtención de bioetanol a partir de hidrolizados de residuos de fruta. (Tesis de Maestría). Universidad de Oviedo, Oviedo, España.
Ibáñez, D. y Morales, H. (2009). Diseño y simulación de un fermentador aerobio para producir etanol a partir de jarabe de glucosa usando levaduras nativas. (Tesis de Título). Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga. Colombia.
Llangari, A. (2018). Comparación del rendimiento y calidad de bioetanol obtenido a partir de la biomasa lignocelulósica de los pseudotallos de banano. (Tesis de Título). Universidad Politécnica Salesiana, Sede Cuenca, (Tesis de Titulo). Ecuador.
Martínez, J; Montoya, N; y Sierra, M. (2014). Energía del futuro: Bioalcoholes a partir de Residuos Sólidos Urbanos. Rev. Esc. Adm. Neg. Bogotá, 77: 64-81.
Malagón, M; Paéz, A; Muñoz, A; Santos, J; y Zabala, D. (2017). Producción de bioetanol a partir de diferentes mezclas de los residuos orgánicos generados en una empresa de alimentos. Fundación Universidad de América. Revista de Investigación 10 (1): 47-59 ISSN 2011-639X
Morales, S. (2015). Hidrólisis ácida de celulosa y biomasa lignocelulósica asistida con líquidos iónicos. (Tesis de Doctorado). Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, (Tesis de Título). España.
Municipalidad Provincial de Trujillo (MPT) – SEGAT Y ECOLOGY YASJOMI E.I.R.L. (2016). Estudio de caracterización de residuos sólidos municipales del área urbana del distrito Trujillo – mayo 2016. Informe final. pp. 46. Disponible en: file:///C:/Users/FAMILY/Downloads/informe_final.pdf
Murillo, J. (2016). Producción de etanol carburante de segunda generación a partir de residuos como cáscara de banana, maracuyá y naranja utilizando la levadura Candida utilis en fermentación. Rev. Sennova Colombia, 2(1): 15-29.
Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos / Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, OCDE/FAO. (2016). OCDE - FAO Perspectivas Agrícolas 2016 -2025. OCDE Publishing Paris. Fecha de consulta 02 de marzo 2020. Disponible en: http://www.fao.org/3/a-i5778s.pdf.
Patrón, A. y Rodríguez, A. (2014). Diseño de un biorreactor para la producción de bioetanol a partir de desechos orgánicos a escala de laboratorio. (Tesis de Título). Universidad Autónoma del Caribe, Barranquilla, Colombia. (Tesis de Título).
Rondón, E; Szantó, M; Pacheco, J; Contreras, E; y Gálvez, A. (2016). Guía general para la gestión de residuos sólidos domiciliarios. Manuales de la CEPAL N° 2. ISSN 2518-3923.
Salinas, E. y Gasca, V. (2009). Los biocombustibles. El Cotidiano 157: 75-82. ISSN 0186 - 1840. Fecha de consulta 02 de marzo 2020. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/45087460_Los_biocombustibles.
Sánchez, A; Gutiérrez, A; Muñoz, J; y Rivera, C. (2010). Producción de bioetanol a partir de subproductos agroindustriales lignocelulósicos. Revista Tumbaga, 5: 61-91.
Sánchez, J. (2010). Producción de etanol a partir de basura orgánica. Programa PERSEO aplicado a México.
Sela, A. (2015). Hidrólisis de residuos lignocelulósicos procedentes del comercio de frutas y hortalizas como paso previo a la producción de bioetanol. (Tesis de Pregrado). Universidad de Oviedo, Oviedo, España.
Segura, F; Echeverri, R; Patiño, A., y Mejía, A. (2007). Descripción y discusión acerca de los métodos de análisis de fibra y del valor nutricional de forrajes y alimentos para animales. Revista de la Facultad de Química Farmacéutica, 14 (1): 72-81. ISSN 0121-4004.
Serna, F; Barrera, L., y Montiel, H. (2011). Impacto social y económico en el uso de biocombustibles. Journal of Technology Management & Innovation, 6(1): 100-114.
Tejeda, L; Tejada, C; Villabona. A; Alvear, M; Castillo, C; Henao, D; Marimón, W; Madariaga, N., y Tarón, A. (2010). Producción de bioetanol a partir de la fermentación alcohólica de jarabes glucosados derivados de cáscaras de naranja y piña. Revista Educación en Ingeniería, 5(10):120-125.
Wong-González, E. (2010). ¿Después de un análisis de varianza…qué? Ejemplos en Ciencia de Alimentos. Información técnica. Agronomía mesoamericana, 21(2):349-356. ISSN: 1021-7444.
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