Influencia de las condiciones de producción de biomasa microalgal procedente de aguas residuales en la liberación de azúcares mediante hidrólisis enzimática.

Abstract

La biomasa como fuente renovable de biocombustibles ha supuesto uno de los campos más ricos en investigación, y durante los últimos 50 años, las microalgas en especial. Sus ventajas, entre ellas su capacidad para crecer en cualquier tipo de medio acuático, hacen de la biomasa microalgal un método eficaz de tratamiento de aguas residuales con altos contenidos en nutrientes, difíciles de purificar mediante métodos convencionales. Aplicando el concepto de biorefinería, la biomasa algal generada en el tratamiento pasa de ser un subproducto o residuo a ser considerado una fuente renovable de numerosos productos mediante el aprovechamiento de sus distintas fracciones. Este trabajo estudia la valorización de la fracción carbohidrato de los consorcios microalgas/bacterias para la producción de alcoholes (etanol o butanol) con una gran proyección como biocombustibles. Dentro de este proceso, la hidrolisis enzimática es la alternativa más empleada para la liberación de azúcares fermentables. Este trabajo tiene como objetivo el estudio de la influencia de las condiciones de cultivo y operación durante el tratamiento de aguas residuales sobre la hidrolisis enzimática de los diferentes tipos de biomasa algal. Se ha trabajado con 11 muestras diferentes, variando el inóculo empleado, el agua residual a tratar, el tipo de reactor y el procesado posterior. La hidrólisis enzimática se llevó a cabo con un 6% m/m de biomasa, empleando cocteles de enzimas comerciales de celulasa y b-glucosidasa, con tiempos de operación de 48 horas. Se han analizado tanto la liberación de azúcares como la producción de posibles compuestos inhibidores de etapas posteriores de fermentación, como ácidos orgánicos y furanos. El intervalo de resultados es muy amplio, con rendimientos de liberación de azúcares que van desde nulos hasta 93.7% de glucosa y 23.5% de xilosa para biomasa alimentada con agua residual doméstica y fertilizantes, liofilizada. Los principales inhibidores hallados son ácido acético y ácido fórmico, con los mayores valores en reactores de capa fina alimentados con purines. Se concluye que la hidrólisis enzimática es un método eficaz de sacarificación de biomasa microalgal, y que la influencia de los parámetros de cultivo, sobre todo la relación microalgas/bacterias, es muy importante al optimizar el proceso