Chú Esquerre, Teresa ConsueloCruzado Becerra, Carlos IvánGuevara Carhuatanta, Henry Scott2023-10-232023-10-232023https://hdl.handle.net/20.500.14414/19007El tema desarrollado en esta tesis fue la producción de bioetanol a partir de la vaina Delonix regia (ponciana) pretratada mediante deslignificación alcalina, para ello se realizó un pretratamiento usando NaOH a concentraciones de 5 g/L, 10 g/L, 15 g/L y 20 g/L con tiempos de pretratamiento de 0,5 hora; 1 hora; 1,5 horas y 2 horas. A continuación, el sustratoobtenido se sometió a hidrólisis ácida a 55ºC durante media hora usando HCl al 5%, después se procedió la fermentación alcohólica usando levadura Saccharomyces cerevisiae durante 72 horas a una temperatura de 28ºC manteniendo el pH alrededor de 4,5. Finalmente,el producto fermentado se destiló y rectificó obteniendo el alcohol etílico. Se llegó a la conclusión que, las óptimas condiciones del pretratamiento alcalino son a la concentración de 20 g/L de NaOH durante 1 hora, donde se obtiene un grado alcohólico de 11,2 %vol. y para la eliminación de lignina de 77,68 % se logró cuando el pretratamiento se ejecutó con 20 g/L de NaOH durante 2 horas.ÍNDICE MIEMBROS DEL JURADO……………………………………………………………….ii DEDICATORIA…………………………………………………………………………....iii AGRADECIMIENTO………………………………………………………………………v ÍNDICE…………………………………………………………………………………......vi ÍNDICE DE TABLAS……………………………………………………………………...ix ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………………..x RESUMEN…………………………………………………………………………………xi ABSTRACT……………………………………………………………………………......xii CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN…………………………………………………………...1 1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA……………………………………………………1 1.2. ANTECEDENTES………………………………………………………………......2 1.3. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………………………...5 1.3.1. Bioetanol……………………………………………………………………….……5 1.3.1.1. Bioetanol de primera generación (1G)…………………………………………....6 1.3.1.2. Bioetanol de segunda generación (2G)…………………………………………...7 1.3.1.3. Bioetanol de tercera generación (3G)…………………………………………......8 1.3.1.4. Bioetanol de cuarta generación (4G)……………………………………………...8 1.3.1.5. Propiedades del bioetanol lignocelulósico……………………………………......9 1.3.1.5.1. Masa específica…………………………………………………………………...9 1.3.1.5.2. Grado alcohólico……………………………………………………………….....9 1.3.1.5.3. Acidez………………………………………………………………………….....9 1.3.1.5.4. Conductividad eléctrica…………………………………………………………..9 1.3.2. Biomasa lignocelulósica………………………………………………………........10 vii 1.3.2.1. Componentes del material lignocelulósico……………………………………...12 1.3.2.1.1. Celulosa……………………………………………………………………….....12 1.3.2.1.2. Hemicelulosa………………………………………………………………….....13 1.3.2.1.3. Lignina…………………………………………………………………………...15 1.3.2.3. Árbol de Delonix regia………………………………………………………......17 1.3.3. Proceso de obtención de etanol a partir de material lignocelulósico………………..21 1.3.4. Fermentación………………………………………………………………………..22 1.3.4.1. Fermentación alcohólica………………………………………………………….22 1.3.4.1.1. Ciclos de la fermentación alcohólica…………………………………………......23 1.3.4.1.2. Microorganismos utilizados para la fermentación alcohólica…………………....24 1.3.5. Pretratamiento de la biomasa lignocelulósica……………………………………….24 1.3.5.1. Pretratamiento biológico………………………………………………………….26 1.3.5.2. Pretratamiento físico……………………………………………………………...26 1.3.5.3. Pretratamiento físico-químicos……………………………………………….......26 1.3.5.4. Pretratamiento químico…………………………………………………….……..27 1.3.5.4.1. Pretratamiento ácido………………………………………………………….......27 1.3.5.4.2. Pretratamiento alcalino……………………………………………………….......28 1.3.5.5. Inhibidores de la fermentación generados durante el pretratamiento…………….29 1.3.5.5.1. Mecanismo de destrucción del material lignocelulósica por acción de los agentes alcalinos durante el pretratamiento…………………………………........31 1.3.6. Hidrólisis de la biomasa lignocelulósica pretratada………………………………...32 1.3.7. Destilación y rectificación de alcohol……………………………………………....33 1.4. PROBLEMA……………………………………………………………………......34 1.5. HIPÓTESIS………………………………………………………………………....34 1.6. OBJETIVOS………………………………………………………………………..34 1.6.1. Objetivo general………………………………………………………………….....34 viii 1.6.2. Objetivos específicos……………………………………………………………….34 1.7. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………..34 CAPÍTULO II: MATERIAL Y MÉTODOS……………………………………………….36 2.1. MATERIA PRIMA………………………………………………………………....36 2.2. MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS……………………………………....36 2.2.1. Materiales de laboratorio…………………………………………………………...36 2.2.2. Reactivos…………………………………………………………………………...37 2.2.3. Equipos……………………………………………………………………………..37 2.3. MÉTODOS Y TÉCNICAS………………………………………………………...38 2.3.1. Obtención y acondicionamiento de la materia prima………………………………38 2.3.2. Caracterización de materia prima…………………………………………………..38 2.3.3. Pretratamiento alcalino de la vaina de Delonix regia ……………………………..38 2.3.4. Determinación de contenido de lignina después del pretratamiento……………….39 2.3.5. Hidrólisis ácida de la vaina de Delonix regia……………………………………...39 2.3.6. Activación de levadura……………………………………………………………..39 2.3.7. Inoculación de levadura………………………………………………………….....40 2.3.8. Fermentación alcohólica de la vaina de Delonix regia…………………………….40 2.3.8.1. Medición de los grados Brix durante la fermentación alcohólica……………….40 2.3.8.2. Rendimiento de la fermentación alcohólica……………………………………..41 2.3.9. Destilación y rectificación de bioetanol……………………………………………41 2.4. DISEÑO EXPERIMENTAL……………………………………………………….43 CAPÍTULO III: RESULTADOS…………………………………………………………..44 3.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA…………………………………..44 3.2. PRETRATAMIENTO ALCALINO……………………………………………….45 ix 3.3. HIDRÓLISIS ÁCIDA DE LA VAINA DE DELONIX REGIA…………………47 3.4. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA………………………………………………47 3.4.1. Comportamiento de los grados brix………………………………………………..47 3.4.2. Grado alcohólico del producto fermentado………………………………………...48 3.5. DESTILACIÓN Y RECTIFICACIÓN DEL BIOETANOL……………………….51 CAPÍTULO IV: DISCUSIÓN DE RESULTADOS……………………………………….52 CAPÍTULO V: CONCLUSIONES……………………………………………………….55 CAPÍTULO VI: RECOMENDACIONES…………………………………………………56 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………………………..57application/pdfesinfo:eu-repo/semantics/openAccessBIOETANOL::Ingeniería Químicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.00.00