Optimización de la producción de bioetanol en procesos fermentativos del mucílago de Cacao CCN – 51 en un biorreactor tipo batch

Abstract

La biomasa residual no ha sido totalmente valorada y aprovechada en Ecuador desde el punto de vista energético. Ejemplo de ello es el mucílago de cacao que en la actualidad es un residuo sin aprovechamiento útil y rentable. Sin embargo, representa un alto potencial energético en la producción de bioetanol para uso como aditivo en gasolinas.
 El objetivo de este estudio fue optimizar la producción de bioetanol generado en la fermentación de mucilago de Cacao CCN – 51 con levadura Saccharomyces cerevisiae mediante el proceso experimental y la aplicación de los modelos: Logístico y Gompertz modificado [1], y la simulación con el modelo de Andrew y Levenspiel [2].
 La fermentación discontinua se desarrolló en un biorreactor de tipo batch bajo diferentes condiciones de pH, temperatura y concentración de levadura. Durante la reacción se evaluó, la cantidad de biomasa, etanol y sustrato consumido mediante los métodos de peso seco, microdifusión y FTIR respectivamente.
 El resultado de la concentración final de bioetanol fue de 22,06 g/L a una temperatura de 35 ºC, pH de 4 y concentración de levadura de 3 g/L y los modelos ajustaron los datos experimentales con coeficientes de determinación superiores a 0,9.

Degradación de azúcares reductores del mucílago de cacao para la producción de bioetanol

“…0% obtained a value of 4.20, these results are close to the pH (4.5-5.5) in the publication on the production of ethanol from cassava starch using the strategy of a simultaneous process of saccharification-fermentation [23], but they are lower than the data reported in the investigation of the antioxidant activity of clones of delicate and aromatic cocoa (Theobroma cacao l.) grown in the state of Chiapas-Mexico developed by with values of 5.52-5.90 [24]. Regarding the work on optimising bioethanol production in fermentative processes of CCN51 cocoa mucilage in a batch-type bioreactor by Delgado et, al. (2018) [25], it is similar with a pH value of 4.0.…”

Valorization of cocoa's mucilage waste to ethanol and subsequent direct catalytic conversion into ethylene

“…Other studies report far lower values. For instance, MJ from CCN‐51 was reported to concentrate 22.06 g L −1 ethanol at 35 °C and pH 4 12 . With Pichia kudriavzevii , 13 g L −1 ethanol was obtained from MJ from a non‐specified cocoa variety 1,35…”

“…For instance, MJ from CCN-51 was reported to concentrate 22.06 g L −1 ethanol at 35 °C and pH 4. 12 With Pichia kudriavzevii, 13 g L −1 ethanol was obtained from MJ from a non-specified cocoa variety. 1,35 In terms of ethanol production, MJ fermentation can compete with other substrates such as sugar cane syrup (41 g L −1 ) 36 or molasses (67 g L −1 ).…”

“…The values range between 13 and 75 g L −1 , while neither the cultivated variety of cocoa is given, nor the microorganism strains, nor the isolated yield. Only Delgado et al 12 . specify their variety as CCN‐51 (Colección Castro Naranjal variety) in their experiments, in which a final concentration of 22.06 g L −1 ethanol was obtained at 35 °C, but again without giving the yield.…”

Optimización del proceso de producción de etanol de segunda generación utilizando sacarificación y fermentación simultánea a partir de mezclas de residuos lignocelulósicos

“…De manera opuesta, Loayza (2020) identificó la mayor producción de etanol a partir de la cáscara de cacao a una temperatura 25ºC por un tiempo de tres días, reportando que transcurridos los tres días la producción de etanol baja significativamente. Por otro lado, Delgado et al (2018) reportan que a una temperatura de 35ºC y en un tiempo menor de 3 días (34.5 h) la concentración de etanol alcanza su máximo valor 22,06 g/L para el mucílago del cacao. El rendimiento máximo y la cinética de producción de etanol observada en este estudio refleja resultados que difieren a lo reportado por otros autores.…”