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OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE HIDRÓLISIS Y FERMENTACIÓN DE BAGAZO DE
AGAVE PARA LA PRODUCCIÓN DE ETANOL Y XILITOL
Presenta: María Elizabeth Delfín Ruiz
Director: Dra. Montserrat Calderón Santoyo
Co-Director: Dra. María Guadalupe Aguilar Uscanga
Fecha: 13 de Diciembre del 2018 Doctorado en Ciencias en Alimentos
Seminario de Avance
En la actualidad, debido al incremento de la contaminación ambiental, hay un creciente interés por el uso
de biomasa lignocelulósica para la producción de biocombustibles como el etanol, y subproductos con alto
valor agregado, como el xilitol, que brindan ventajas ecológicas pues la combustión de éstos genera una
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menor cantidad de monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y emisiones totales de hidrocarburos , y
como son derivados de recursos renovables, son altamente sustentables ya que continuamente pueden
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ser obtenidos . Unos de los residuos agrícolas más abundantes en México son los obtenidos de la
producción de tequila y mezcal a partir de la planta de agave, teniendo que un 40-50% del peso total es
obtenido como bagazo, sin embargo, este bagazo debe ser previamente tratado e hidrolizado con la
finalidad de obtener azucares simples para su posterior fermentación.
Por lo anterior, se propone el uso del bagazo de la planta de Agave (Agave tequilana weber azul (AT) y
Agave karwinskii (AB) como una alternativa para la producción de etanol de 2ª generación a partir del
hidrolizado enzimático.
Se optimizó la hidrólisis enzimática, a bagazos producidos en dos corrientes, uno donde fue sometido a
un tratamiento ácido y posteriormente a un alcalino (metodología A), y otro bagazo que fue únicamente
deslignificado (metodología B), empleando en ambos casos un diseño Box-Benhken donde las variables
a evaluar para la metodología A fueron la concentración de enzima Cellic Ctec3 (1, 3 y 5 % p/v), un tiempo
de hidrólisis (24, 36 y 48 hrs) y una relación líquido-sólido (6:1, 8:1 y 10:1); mientras que en la metodología
B las variables independientes son la concentración de enzima Cellic Ctec3 (1, 3 y 5 % p/v), la
concentración de enzima Cellic Htec3 (1, 3 y 5 % p/v), un tiempo de hidrólisis (15, 30 y 45 hrs) y una
relación líquido-sólido (5:1, 7:1 y 9:1).
En la optimización de la hidrólisis enzimática al bagazo de Agave tequilana weber azul con pretratamiento
ácido-alcalino se logró obtener una concentración de glucosa de hasta 98.08 g/L obteniendo una
conversión del 86%, mientras que el bagazo que únicamente fue deslignificado la concentración de
glucosa máxima fue de 104.56 g/L con una conversión de 90.5%; así mismo de los resultados obtenidos
al validar la condiciones de la optimización realizada al bagazo de Agave karwinskii se logró obtener 64.95
g/L de glucosa del bagazo con pretratamiento ácido y alcalino siendo esto una conversión del 56%,
mientras que se obtuvo una concentración de 98.63 g/L de glucosa al finalizar la hidrólisis enzimática a un
bagazo previamente deslignificado obteniendo en éste una conversión del 85 %.
Este estudio muestra que la concentración de enzima, la RLS y el tiempo de hidrólisis, son factores que
tienen efecto en la concentración de glucosa y xilosa. Altas concentraciones de enzima generan altas
concentraciones de glucosa.
1. Castañón-Rodríguez, J. F., Portilla-Arias, J. A., Aguilar-Uscanga, & B. R., Aguilar-Uscanga, M. G. (2015). Effects of oxygen and nutrients
on xilitol and etanol production in sugarcane bagasse hydrolyzates. Food and Science Biotechnology, 24(4), 1381-1389.
2. Prasad, S., Singh, A. y Joshi, H. (2007). Ethanol as an alternative fuel from agricultural, Industrial and urban residues. Resources,
Conservation and Recycling, 50, 1-39.
3. Xiong, L., Maki, M., Guo, Z., Mao, C., & Qin, W. (2014). Agave biomass is excellent for production of bioethanol and xylitol using Bacillus
strain 65S3 and Pseudomonas strain CDS3. Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 8(4), 422-428.