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Título : PRODUCCIÓN DE BIOETANOL CON CÉLULAS INMOVILIZADAS
Autor : Dr. Durán Páramo, Enrique
Martínez Limón, Jonás
Palabras clave : BIOETANOL
CÉLULAS INMOVILIZADAS
Fecha de publicación : 25-nov-2010
Resumen : Nowadays, the efficiency in the ethanol production has been increased of stable way, since it is considered like a product of high added value. Nevertheless, the use of the ethanol like fuel additive could only be considered if the costs in the ethanol production are reduced; for this reason, the work proposal is related to the use of mixed cultures with cells free and immobilized of Zymomonas mobilis and Saccharomyces cerevisiae in calcium alginate. The realized acid hydrolysis with sulfuric acid to 5% of cassava sample (Manihot esculenta Crantz) allowed obtaining the greater fermentable sugar concentration maltose and glucose (74.9 g/L and 125.6 g/L, respectively). For enzymatic hydrolysis, the sample of which produced major fermentable sugar concentration maltose and glucose was the cassava (Manihot esculenta Crantz) with 75.9 g/L and 48.6 g/L respectively. The optimal conditions of growth of Saccharomyces cerevisiae and Zymomonas mobilis were determined, using enzymatic hydrolysate of cassava like carbon source, which was of 30-40 °C and pH of 5 and 30-40 °C and pH of 8.5, respectively. In addition, the optimal conditions of ethanol production of Saccharomyces cerevisiae and Zymomonas mobilis were determined, which was of 40 °C and pHs of 5-8.5 and 40 °C and pH of 8.5, respectively. In order to carry out the fermentation with free cells in mixed culture it was used in a shaken reactor of 2 L, with agitation of 100 rpm, 40 °C and initial pH of 8.5; it was inoculated first with Zymomonas mobilis and 12 h later Saccharomyces cerevisiae, obtaining a ethanol production of 13.08 g/L, and a yield of 0.5773 (gprod/gsust). The fermentation with immobilized cells in mixed culture was carried out in a shaken reactor of 0.5 L, with agitation of approximately 100 rpm, initial pH of 8.5 and 40 °C of temperature; it was inoculated first with Zymomonas mobilis and 8 h later Saccharomyces cerevisiae, obtaining a ethanol production of 8.42 g/L and a yield of 0.4097 (gprod/gsust). With these results we can say that immobilization had a positive effect in the biomass production, nevertheless the ethanol production is fallen in a 35 %. For that reason he is recommendable to prove new systems of culture using free, immobilized and co-immobilized cells of S. cerevisiae and Z. mobilis.
Descripción : Hoy en día, la eficiencia en la producción de etanol se ha incrementado de manera estable, ya que es considerado como un producto de alto valor agregado. Sin embargo, el uso del etanol como aditivo de combustible, solo podría ser considerado si se reducen los costos en la producción de etanol; por ello, la propuesta de trabajo está relacionada con el uso de cultivos mixtos con células de Zymomonas mobilis y Saccharomyces cerevisiae libres e inmovilizadas en alginato de calcio. La hidrólisis ácida realizada con acido sulfúrico al 5% de de la muestra de yuca (Manihot esculenta Crantz) permitió obtener la mayor concentración de azúcares fermentables maltosa y glucosa (74.9 g/L y 125.6 g/L, respectivamente). Para la hidrólisis enzimática, la muestra que produjo mayor concentración de azúcares fermentables maltosa y glucosa fue la yuca (Manihot esculenta Crantz) con 75.9 g/L y 48.6 g/L respectivamente. Se determinaron las condiciones óptimas de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae y Zymomonas mobilis, utilizando hidrolizado enzimático de yuca como fuente de carbono, las cuales fueron de 30-40 °C y pH de 5 y de 30-40 °C y pH de 8.5, respectivamente. Además, se determinaron las condiciones óptimas de producción de etanol de Saccharomyces cerevisiae y Zymomonas mobilis, las cuales fueron de 40 °C y pH de 5-8.5 y de 40 °C y pH de 8.5, respectivamente. Para llevar a cabo la fermentación con células libres en cultivo mixto se usó en un reactor agitado de 2 L, con agitación de 100 rpm, pH inicial de 8.5 y 40 °C; fue inoculado primero con Zymomonas mobilis y 12 h después Saccharomyces cerevisiae, obteniéndose una producción de etanol de 13.08 g/L, y un rendimiento de 0.5773 (gprod/gsust). La fermentación con células inmovilizadas en cultivo mixto se llevó a cabo en un reactor agitado de 0.5 L, con agitación de aproximadamente 100 rpm, pH inicial de 8.5 y temperatura de 40 °C; fue inoculado primero con Zymomonas mobilis y 8 h después Saccharomyces cerevisiae, obteniéndose una producción de etanol de 8.42 g/L y un rendimiento de 0.4097 (gprod/gsust). Con estos resultados podemos decir que la inmovilización tuvo un efecto positivo en la producción de biomasa, sin embargo la producción de etanol se ve disminuida en un 35%. Por eso es recomendable probar nuevos sistemas de cultivo usando células libres, inmovilizadas y co-inmovilizadas de S. cerevisiae y Z. mobilis.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/15765
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