Producción de Bioetanol en base a cáscara de arroz y olote

Universidad Autónoma de Nuevo León[pic 1][pic 2]

                   Facultad de Ciencias Biológicas

Licenciado en Biotecnología Genómica

Producción de Bioetanol en base a cáscara de arroz y olote

Mayra Edith Tamez Nuñez

Leilany Rosas Quiroga

Priscila Judith Luna González

Claudia Susana Villa Espinoza

Kevin Aarón Ontiveros Zapata

Grupo 482

Docente: Dra. Guadalupe Rojas

San Nicolás de los Garza, Nuevo León.                         Lunes 17 de agosto de 2015

Índice

Resumen……………………………………………………………………………...

Introducción……………... ………………………………………………………….

Objetivos generales………………………………………………………………….

Objetivos particulares……………………………………………………………….

Antecedentes………………………………………………………………………...

Metodología…………………………………………………………………………..

    Pretratamiento mecánico

    Prehidrolisis

    Aislamiento de P. ostreatus

    Hidrólisis

    Aislamiento de Trichoderma ressei

   Fermentación

  Aislamiento de Saccharomyces cerevisiae

  Aislamiento de P.stipitis

Resultados Esperados ……………………………………………………………….

Discusión…………………………………………………………………………….

Perspectivas………………………………………………………………………….

Conclusión…………………………………………………………………………..

Referencias…………………………………………………………………………..

Producción de etanol en base a cáscara de arroz y olote.

Resumen

En la actualidad la cantidad de combustibles fósiles alrededor del mundo están disminuyendo considerablemente; en parte como solución a este problema se han estado implementando distintas técnicas para la producción de biocombustibles utilizando como materia prima biomasa lignocelulósica considerada como subproducto agroindustrial y que anteriormente se trataba como desecho; Estos residuos agrícolas están constituidos de 3 polímeros: Lignina (15-20%), Celulosa (40-50%)y Hemicelulosa (25-35%) que es de estructura heterogénea; pocos organismos en la naturaleza son capaces de degradar la lignocelulosa, entre ellos los hongos, que producen enzimas capaces de degradar los tres polímeros de la madera. En este estudio se evalúa el efecto de Pleurotus ostreatus (basidiomiceto) y Trichoderma reesei (ascomiceto) para degradación de lignina en el proceso de producción de bioetanol extraído de cáscara de arroz y  olote, además se describen las características de las materias primas en cuestión, las etapas (pretratamiento, hidrólisis, detoxificación y fermentación con en fermentación con Sacharomyces cerevisiae y Pichia stipitis) y los métodos utilizados.

Introducción

Los biocombustibles,  a diferencia de  los combustibles fósiles,  emiten  menor cantidad de dióxido de carbono  en el ciclo de vida  completo,  ya  que éstos  producen  la misma cantidad  de  CO²  que fijan  las plantas en el proceso de la fotosíntesis. Con esto,  los biocombustibles cierran un  ciclo energético,  contaminando  considerablemente  menos  que  el  petróleo.  

La producción de etanol como biocombustible está tomando auge en la actualidad debido a la fácil obtención de materia prima para generarlo, en este caso trabajaremos con cáscara de arroz y olote para evaluar su producción a nivel industrial.

La cáscara de arroz está compuesta de celulosa en un 25.89% a 35.5%, Hemicelulosa  de un 18.1% a 21.35% y Lignina de 18.20% a 24.6% y de esta se pueden obtener etanol en una proporción de 2,87g/100g de cascarilla. En cambio el olote está compuesto por celulosa en un 45 %, hemicelulosa en un 35 % y lignina en un 15%.

Para degradar los compuestos de esta biomasa lignocelulósica utilizaremos el hongo celulolítico Trichoderma reesei, y él basidiomiceto de pudrición blanca Pleurotus ostreatus que pertenece a la subclase de los microorganismos que producen ligninolíticos lacasas , entre otros.

[pic 3]

Después de esto se llevará a cabo la etapa de fermentación líquida con Sacharomyces cerevisiae y Pichia stipitis debido al aumento de sus propiedades al utilizarlas en cocultivo.

Llevar  a  cabo  un  estudio  exploratorio  de  energías  renovables  y  sustentables,  es  hoy  en  día  un tema de suma importancia. Ésto es debido a que la mayor fuente de energía existente, el petróleo, posee  dos problemas  fundamentales:  se estaría agotando en el  mediano plazo  y  su  uso es  muy nocivo  para el planeta.  Ésto  está generando graves problemas  al medio ambiente, lo cual necesita una  pronta  solución.  Por  ésto  es  necesario  realizar  estudios  para  ver  la  factibilidad  técnica  y económica de tener nuevos tipos de energías, las cuales sean rentables  y a su vez no sean nocivos con  el  medio  ambiente.  Estas  nuevas  fuentes  energéticas  serían  las  energías  renovables  no convencionales,  tales  como  la  energía  solar,  la  energía  proveniente  del  hidrógeno  y  los biocombustibles, las cuales permitirían suplir los combustibles fósiles.

Hipótesis

El bioetanol proveniente de la cáscara de arroz y olote a partir del aislamiento de Trichoderma reesei, Saccharomyces cerevisiae y P.stipitis por el método biológico.  

Objetivos generales

Evaluar y comprobar la producción de bioetanol a partir de la cáscara de arroz y olote por el método biológico a partir del aislamiento y tratamiento de Trichoderma reesei, Saccharomyces cerevisiae y P.stipitis.

Objetivos Particulares

Elaborar el pretratamiento mecánico para reducir el tamaño de la partícula.

Realizar la prehidrolisis para la degradación de la lignina.

Aislar y tratar los microorganismos Trichoderma reesei, Saccharomyces cerevisiae y P.stipitis.

Realizar el cultivo en biorreactores de tipo:

Antecedentes

El arroz es un cereal con alto contenido alimenticio, sus usos varían del arroz blanco y pulido que generalmente es usado para consumo humano, mientras que el salvado o harina se utiliza para fabricar alimentos para ganado. En las regiones de Noroeste y Noreste de la república se siembra de forma directa en la tierra,bajo condiciones de riego.

Hasta 2008 México ocupó el 4° lugar en superficie cosechada de maíz con el 5% mundial. El maíz requiere una temperatura cálida de entre 25 y 30°C y mucho sol para desarrollarse,necesita mucha agua 5mm de riego diario,además la temperatura mínima que llega a soportar es de aprox. 8°C.

Tabla 1. Volumen de Producción de granos en México 2003 a 2008 (Miles de Toneladas).

Tabla 2. Volumen de Producción de granos en México durante 2015(hasta 31  de julio)

Gráfica 1. Producción de arroz en México

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Gráfica 2. Producción de Maíz en México

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En el 2009 el Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería propusieron que el olote de maíz, por ser un subproducto lignocelulósico de desecho de la cosecha de maíz ha sido propuesto como una alternativa para emplear a su hidrolizado como medio de cultivo para la producción de xilitol. Los hidrolizados de materiales lignocelulósicos presentan la desventaja de producir compuestos tóxicos (furfural, ácido acético y 5-hidroximetilfurfural (5-HMF)) al crecimiento celular derivados de la misma hidrólisis por lo que, hay que evitar al máximo su producción durante el proceso de hidrólisis.

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