Procesamiento hidrotérmico como alternativa para la valorización de la cáscara de cacao (Theobroma cacao) en Santander según el concepto de biorefinería

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Date
2022-03-30
Authors
Herrera Rincón, Marialejandra
Rojas Patiño, Yessica Paola
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
En Colombia se producen más de 70 mil toneladas de cacao anualmente, donde el grano aprovechable constituye tan sólo el 11% del fruto. La cáscara, que actualmente es un residuo agrícola, representa del 70 al 75% en peso total. Su alto contenido de azúcares reductores lo constituyen en un residuo de interés como potencial fuente de azúcares C6 y C5. Sin embargo, debido a su alto contenido de lignina es necesario aplicar pretratamientos para su aprovechamiento. Este proyecto de investigación tiene como fin determinar las condiciones que favorecen el fraccionamiento de la cáscara de cacao en sus compuestos fundamentales (celulosa, hemicelulosa y lignina) acoplando procesos de conversión química y física (alcalino e hidrotérmico). Para esto, se caracterizó la cáscara de cacao CCN51 proveniente de Santander siguiendo el protocolo NREL/TP-510-42618, siendo su composición porcentual de 39.35% de extractivos, 22.31% de lignina, 14.14% de celulosa, y 10.66% de ceniza. Se realizaron las tres diferentes alternativas de pretratamiento (hidrotérmico, hidrotérmico-alcalino y alcalino-hidrotérmico) a 180°C y 8min para el pretratamiento hidrotérmico y las condiciones optimizadas del pretratamiento alcalino (concentración de NaOH de 0.65% p/v, concentración de sólidos de 11.27% p/v, a 117 °C durante 1 h), resultando que la mejor alternativa es el pretratamiento alcalino-hidrotérmico. Posteriormente, se realizó un diseño experimental del tipo central compuesto, donde las variables independientes a evaluar fueron el tiempo (5 – 10 min) y la temperatura (165 – 185 °C) sobre la variable de respuesta (azúcares reductores), y se optimizaron los resultados a partir de la función deseabilidad. Para las condiciones de 189.14 °C y 3.96 min se obtuvo la mayor concentración de azúcares reductores liberados en el hidrolizado (27.96 g/L). Siendo el rendimiento del pretratamiento de 0.61 g azúcares reductores/g cáscara seca.
Description
Keywords
residuo agrícola, cáscara de cacao, azúcares, pretratamiento hidrotérmico, pretratamiento alcalino
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