Hidrolisis enzimática de biomasa lignocelulósica: diseño de proceso y optimización de parámetros.

Abstract

El bioetanol es un biocombustible prometedor, con potencial para reducir la dependencia de la importación de petróleo y mejorar el desarrollo sostenible alrededor del mundo. Sin embargo, la producción actual de bioetanol a partir de cultivos no es suficiente para cubrir la demanda global. Para reducir esta brecha, los materiales lignocelulósicos son vistos como una fuente alternativa de carbohidratos, y son base para el bioetanol de segunda generación. La hidrólisis enzimática de la paja de centeno pretratada con agua caliente líquida (LHW por sus siglas en inglés) se optimizó utilizando dos diferentes tipos de enzimas: Celluclast 1.5 L y un complejo de celulosa de Penicillium janthinellum. El pretratamienlo LHW se comparó con otros pretratamientos en términos de hidrólisis con estas dos enzimas. Después de la optimización de la carga enzimática, se efectuó la hidrólisis con una alta carga de biomasa, con el objetivo de producir un hidrolizado con una alta concentración de glucosa, adecuado para la fermentación a etanol. Se obtuvo un hidrolizado con una concentración de glucosa de 101 ±6 g/1, uno de los más altos reportados en la literatura, correspondiente a una conversión de celulosa de 90%, con 14.5% de carga biomásica. La productividad predicha de etanol es 163 g etanol/kg paja de centeno, considerando solamente la glucosa del hidrolizado de la digestión de la lignocelulosa. Después de un cálculo de la fermentación de este hidrolizado, una concentración esperada de etanol de 6.0% (v/v) puede obtenerse, la cual supera el límite de eficiencia económica de la hidrólisis de lionocelulosa para producción de bioetanol.