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Desarrollo de un método de pretratamiento termomecánico continuo con ácido sulfúrico diluido para la producción de etanol lignocelulósico a partir de bagazo de caña de azúcar

Resumen

La biomasa lignocelulósica es una fuente atractiva de materia prima para producción de azúcares, que pueden ser convertidos en etanol a través de la fermentación de los azúcares hidrolizados de la celulosa y hemicelulosa contenida en la biomasa, para lo cual, es necesaria una etapa de pretratamiento que aumente la accesibilidad enzimática de la biomasa y no degrade los azúcares solubilizados. En busca de una alternativa eficiente y viable económicamente se desarrolló un método y un reactor de pretratamiento que en conjunto con la hidrólisis enzimática permiten solubilizar altas cantidades de glucosa y xilosa, sin degradarlas. El pretratamiento desarrollado logra combinar efectos físicos (térmicos y mecánicos) y químicos (ácido sulfúrico diluido) con operación en continuo en una sola etapa a baja severidad. En primer lugar, se investigó acerca del mejor tipo de refinación mecánica, utilizando molinos de discos y diferentes configuraciones de elementos de cizallamiento en un compounder, combinando estos pretratamientos mecánicos con el pretratamiento con ácido sulfúrico diluido a baja severidad en etapas separadas, seguidamente se elaboró el diseño del equipo de pretratamiento en base al tipo de molienda con mejores resultados en discontinuo. Una vez el equipo de pretratamiento fue fabricado, se realizó el comisionado y puesta en marcha del equipo donde se varió el flujo másico y la concentración de ácido sulfúrico diluido, se determinó el tiempo de residencia y se evaluaron los resultados de las etapas conjuntas de pretratamiento e hidrólisis enzimática. Con los datos obtenidos experimentalmente, se realizó una estimación tecno-económica del proceso global de producción de etanol, comparando el pretratamiento termomecánico desarrollado con un pretratamiento con ácido sulfúrico diluido con operación en continuo, como herramienta para la toma de decisiones con respecto a la optimización futura del pretratamiento desarrollado.