Ajuste de parámetros y selección de modelos cinéticos para la hidrolisis enzimática de biomasa lignocelulósica utilizando técnicas de optimización multiobjetivo

Abstract

La hidrólisis enzimática es un método de conversión de materiales lignocelulósicos en azucares fermentables. Actualmente existen diversos desafíos en el modelamiento de este proceso entre ellos están, una mejor comprensión de los mecanismos que envuelven el proceso y la identificación de los factores limitantes en la velocidad de hidrólisis. Dentro de las herramientas para evaluar las rutas de bioconversión están los modelos cinéticos predictivos que permitan simular el comportamiento del proceso en el rango de condiciones de interés El presente trabajo profundiza en la discusión de estrategias de optimización multiobjetivo para ajustar los parámetros del modelo cinético utilizando métodos aproximados. El trabajo se llevó a cabo en dos etapas, la primera consistió en una revisión del estado del arte en el modelamiento de la hidrólisis enzimática en la cual, se escogió el modelo cinético más apropiado para el diseño de reactores y se realizó su respectivo análisis, con el objeto de generar restricciones que disminuyan el número de grados de libertad y asegurar el optimó, pero sin perder generalidad en el procedimiento, válido con otro tipo de sustratos. La segunda etapa consistió en la optimización de todos los parámetros, para ello, fue necesario el uso de herramientas heurísticas y su configuración se realizó mediante experimentación en ensayos de prueba y error, esto es importante para asegurar el correcto funcionamiento del algoritmo y depende de la naturaleza del problema tratar. El estudio revela el buen ajuste presentado por los perfiles de celulosa y glucosa, sin embargo el modelo es deficiente al predecir el comportamiento de la celobiosa y se concluye que la estructura matemática que describe la celobiosa debe ser reestructurada.