Pretratamiento de bagazo de caña de azúcar por ozonólisis para obtención de bioalcoholes: Efectos sobre la liberación de azúcares, la generación de inhibidores y las fermentaciones

Abstract

En las últimas décadas, el creciente aumento de la población humana asociado al desarrollo industrial ha llevado al consumo excesivo de combustibles fósiles, que han sido los responsables del incremento en las concentraciones de gases contaminantes en la atmosfera, amenazando la calidad ambiental del planeta. Este panorama ha llevado a la búsqueda de nuevas alternativas para la sustitución de los combustibles fósiles por otras reservas energéticas ambientalmente sostenibles y provenientes de fuentes renovables. Una de las opciones más prometedoras es la producción de biocombustibles líquidos para utilización como carburantes a partir de residuos abundantes como los lignocelulósicos, ricos en azúcares. Su principal ventaja es que se trata de residuos que, en vez de ser tratados como tales, pueden ser valorizados generando productos de valor añadido, pero, además, suponen una baja huella de gases del efecto invernadero. Sin embargo, su producción es compleja, y presenta retos tecnológicos que todavía deben de ser superados para llegar a procesos que sean económicamente viables. La producción de biocombustibles lignocelulósicos, en lo que se denomina combustibles de segunda generación, puede dividirse, de manera simplificada, en tres etapas principales. La primera etapa, el pretratamiento, es la clave para la obtención de buenos rendimientos, es la responsable de la desestructuración de la biomasa y la liberación de los polímeros de azúcares de su matriz con la lignina que les protege. Una vez liberados los polímeros de azúcares, la etapa siguiente, la hidrólisis enzimática, tiene por objetivo su sacarificación y producción de azúcares más pequeños que puedan ser convertidos por microorganismos en los productos de interés. En una última etapa, los hidrolizados ricos en azúcares simples son fermentados por microorganismos especializados, convirtiéndolos en biocombustibles. En esta tesis doctoral se ha estudiado la aplicación del ozono como forma de pretratamiento para producción de biocombustibles a partir de un residuo lignocelulósico muy abundante, el bagazo de caña de azúcar. Este pretratamiento, llamado ozonólisis, es un método químico oxidativo para la remoción de la lignina por degradación y/o solubilización.