Obtención de bioetanol 2G a partir de hidrolizados de paja de trigo : Fermentación conjunta de los Penta y Hexa carbohidratos con Pichia stpitis

Abstract

En la actualidad, la demanda energética global se ha ido incrementando gradualmente por lo que la escasez de petróleo está asegurada en un futuro. Teniendo en cuenta estos aspectos, junto con los medioambientales y económicos, los biocombustibles cobran especial importancia como primera alternativa de sustitución de los derivados del petróleo en automoción. El bioetanol es el biocombustible más comercializado y su producción mundial va a aumentar en el medio plazo. Actualmente, la mayor parte del bioetanol comercializado se genera a partir de caña de azúcar, maíz o granos de cereal (bioetanol de primera generación, 1G), que son materias primas que compiten con la alimentación humana. Por tanto, es necesario desarrollar y optimizar procesos de obtención de bioetanol a partir de materiales lignocelulósicos (bioetanol de segunda generación, 2G), como la paja de trigo, que no compitan en ese sentido.El objetivo general del presente estudio es incrementar el rendimiento en la producción de etanol de segunda generación a partir de paja de trigo, mediante el empleo de la levadura Pichia stipitis, que es capaz de metabolizar tanto pentosas como hexosas y por tanto permite un mejor aprovechamiento de las fracciones celulosa y hemicelulosa presentes en el material lignocelulósico (paja de trigo). Pretratamiento de la materia prima: Se estudian dos pretratamientos diferentes: uno de tipo físico-químico como la explosión de vapor y otro de tipo químico como es la ozonolisis. En esta etapa, se determinan los posibles compuestos tóxicos que pudieran generarse en dichos pretratamientos. Sacarificación: Se realiza una hidrólisis enzimática de la materia prima utilizando una mezcla compleja de celulasas y beta-glucosidasas, para liberar de la materia lignocelulósica los sacáridos fermentables. Fermentación: Se optimiza el proceso de fermentación utilizando la levadura Pichia stipitis llevando a cabo ensayos que informen de su crecimiento y de su capacidad de utilización conjunta de los hexa y penta sacáridos para la generación de etanol. Se analiza la influencia de los inhibidores generados durante los pretratamientos en el proceso de fermentación en cuanto al rendimiento y productividad de bioetanol. Además, se analiza la influencia del aporte de aireación limitada en el proceso, con objeto de reducir el tiempo de fermentación y aumentar los rendimientos de etanol.