Fermentación por lotes del jugo de sorgo dulce para producción de etanol a nivel laboratorio.

Abstract

El objetivo principal de esta investigación es mejorar el rendimiento de producción de etanol a partir del jugo de sorgo dulce por medio de fermentación por lote alimentado, utilizando tres estrategias diferentes en lotes de 24 horas. En la primera estrategia se inició con 25% del volumen total de sustrato, se alimentó 25% del volumen a las 24 horas y alimentación del 50% del volumen a las 48 horas (25:25:50). Del mismo modo se trabajó con la estrategia 50:50, iniciando con 50% del volumen total de sustrato y se alimentó 50% del volumen total a las 24 horas. La estrategia 75:25 se inició con 75% del volumen total de sustrato y se alimentó 25% del volumen total a las 24 horas. También se trabajó con una fermentación simple para comparación.

Se trabajó con una mezcla de jugo de sorgo dulce de las variedades Top 76-6, Umbrella, Dale, Della, Sugar Drip y M 81 E, a la cual se le agregó como nutrientes peptona, fosfato dibásico de potasio, sulfato de magnesio heptahidratado y extracto de levadura. Se agregó 10%v/v de levadura Saccharomyces cerevisiae 2 g/L al jugo.

Se realizaron experiencias de fermentación por 72 horas, tomando 10 mL de muestra del jugo de sorgo inicial y luego cada 24 horas. Se trabajó inicialmente con una escala de 1000 mL y luego se prosiguió a trabajar con escala de 200 mL, para ambos casos se trabajó a una temperatura de 30ºC y sin agitación.

Se analizó grados Brix, concentración de azúcares, concentración de alcoholes y acidez. La concentración inicial de glucosa, fructosa y sacarosa se sumó y se consideró como azúcares solubles totales. La concentración de azúcares totales disminuyó cada 24 horas dando un consumo de azúcar porcentual entre 92.530% y 99.105%. Se realizó la cuantificación de alcoholes por cromatografía de gases y se calculó el rendimiento de producción de etanol, el cual después de 72 horas fue 13.42%, 10.88% y 13.37% para las estrategias de 25:25:50, 50:50 y 75:25, respectivamente. El rendimiento de etanol en la fermentación simple después de 72 horas fue 12.51%. La estrategia con mejor rendimiento de producción de etanol fue la 25:25:50. Los valores de pH se encontraron en el rango de 4.55 a 5.35, los cuales varían en cada muestra por lo que a pesar de no tener relación tampoco fueron constantes.