Ejercicio de engranaje

3.4.4. ácido diluido

El pretratamiento con ácido se considera uno de los más importante cuando se desea obtener un alto rendimiento de azúcares a partir de materiales lignocelulósicos. Este pretratamiento se suele realizar con ácidos minerales diluidos con concentraciones que oscilan entre el 0,2 y el 2,5% (m / m) a temperaturas que oscilan entre los 130 y los 210 ° C (SARKAR et al., 2012).

El ácido sulfúrico es el más utilizado en este tipo de pretratamientos hidrolizar polisacáridos en monosacáridos, aumentando la accesibilidad de la celulosa para la hidrólisis enzimática (HAGHIGHI MOOD et al., 2013).

El tiempo de reacción puede variar de minutos a horas, tiempo durante el cual el ácido actúa indiscriminadamente sobre las cadenas de carbohidratos poliméricos. El resultado es una mezcla compleja de varios compuestos, incluidos algunos que son tóxicos para los microorganismos fermentadores (GALBE; ZACCHI, 2012).

En la aplicación del pretratamiento con ácido diluido, un factor importante a considerar es el factor de severidad combinado (FCS). Este valor que combina los datos de temperatura, tiempo y concentración de ácido utilizados en un proceso.

Suponiendo que la reacción de degradación de los materiales lignocelulósicos es de primer orden, el factor de severidad fue definido por Overend y Chornet, (1987), de acuerdo con la siguiente ecuación:

[pic 1]

Las desventajas del pretratamiento con ácido son: gasto en reactores resistentes a la corrosión; necesidad de neutralizar el hidrolizado antes de la fermentación; formación de inhibidores del proceso de fermentación; necesidad de una correcta eliminación de las sales formadas en la neutralización; etapa de reducción del tamaño de las partículas de biomasa antes del pretratamiento a aplicar (BALAT, 2011).

Las cargas de sólidos utilizadas en este experimento fueron menores al 10%, pues pruebas preliminares revelaron que debido a las características higroscópicas y la densidad del material empleado, la carga de sólidos por encima de este valor dificultaba la extracción del licor del medio de reacción.

Timung et al., 2015 también encontraron este efecto negativo de la carga de sólidos para valores superiores al 10% utilizando pretratamiento con ácido sulfúrico diluido en caña de azúcar y bagazo de bambú, aunque estos autores han utilizado azúcares reductores totales con respuesta al experimento a Esta comparación sigue siendo válida, ya que la glucosa representa la mayor parte de este tipo de azúcar en el hidrolizado. La causa de esto se puede atribuir al exceso de sustrato disponible en el medio de reacción, el catalizador (ácido sulfúrico) pierde su efectividad con el aumento de carga de sólidos, afectando negativamente el rendimiento. Esta información fue confirmada por Kootstra et al., 2009 quienes también notaron una reducción en la efectividad del pretratamiento de paja de trigo cuando la carga de sólidos se incrementó de 10% a 20% y 30%.

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