Diapositiva 1

1
UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICA
AMBIENTAL
Determinación del perfil de azúcares en
materiales lignocelulósicos en residuos agrícolas
y forestales para la obtención de Bioetanol
Stephanié Oyaneder Parra Memorista para la
carrera de Química Ambiental Diciembre, 2009
2
INTRODUCCIÓN

• Actualmente la energía utilizada en el mundo
  proviene de combustibles fósiles (no renovables y
  contaminantes).
• Búsqueda de nueva matriz energética energía
  nuclear (mediante fisión y fusión),
  hidroeléctrica, solar, eólica, geotérmica y
  biomasa entre otras.
• Biomasa materia orgánica originada de un proceso
  biológico, espontaneo o provocado, utilizable
  como fuente de energía.

3
Clasificación de la Biomasa

• Biomasa natural se produce sin intervención
  humana.
• Biomasa residual subproducto o residuos de
  actividades como agrícolas, ganaderas entre
  otras.
• Cultivos energéticos aquellos destinados a los
  biocombustibles, se obtienen de la industria
  alimentaria y la industria forestal.

4
Muestras Forestales

• Lenga (Nothofagus pumilio).
• Crece desde Talca hasta el Cabo de Hornos (VII a
  XII región).
• Habita áreas con bajas temperaturas y suelos
  pobres.
• Eucalipto (Eucalyptus globulus).
• Crece principalmente, en la zona Centro-Sur de la
  VIII Región.
• Prefiere suelos ligeramente ácidos y frescos.

5
Muestras Agrícolas

• Trigo (Triticum aestivum).
• Cultivo anual más importante en Chile.
• Insumo para la producción de harina (utilizada
  ampliamente en la dieta nacional).
• Suelos de pH neutros o ligeramente alcalinos.
• Maíz (Zea mais).
• Se puede sembrar en cualquier tipo de suelos (pH
  entre 6 a 7 son a los que mejor se adaptan).
• También requieren suelos profundos y ricos en
  materia orgánica.
• Buena circulación del drenaje.

6
Hipótesis

• Los materiales lignocelulósicos de los
  residuos agrícolas y forestales tienen en su
  estructura diferentes tipos de azúcares, por lo
  tanto puedo obtener bioetanol.

7
OBJETIVO GENERAL

• Determinar el perfil de azúcares en materiales
  lignocelulósicos de residuos agrícolas y
  forestales pretratados con hongos de pudrición y
  sacarificados con enzimas para la obtención de
  Bioetanol.
•  

8
Objetivos Específicos

• Determinar el perfil de azúcares de las
  siguientes muestras
• - Maíz
• - Trigo
• - Lenga
• - Eucalipto

9
Objetivos Específicos

• Determinar las condiciones experimentales para
  el análisis del perfil de azúcares por HPLC.
• Establecer el perfil de azúcares en los residuos
  agrícolas y forestales en tres etapas de los
  tratamientos seleccionados para la obtención de
  Bioetanol, las cuales son
• Inicio (sin ningún tratamiento)
• Pre tratadas con hongos de pudrición blanca
• Después de la sacarificación enzimática.
• Analizar los resultados de azúcares determinadas
  y relacionarlo con la cantidad de etanol que se
  obtendrá.

10
METODOLOGíA

• Preparación de las muestras.
• Las muestras a utilizar deben encontrarse en un
  tamaño pequeño siendo necesario pasarlos por el
  molino a través de un tamiz (polvo).
• 2. Preparación de las muestras para la
  hidrólisis.
• Se masó 0.3 gramos de muestra y se coloca en un
• matraz erlenmeyer. Luego se agregó 3 mL de H2SO4
  al 72 a temperatura ambiente por 30 minutos. A
  continuación se realizó una segunda hidrólisis al
  4 a 120 C durante una hora, usando el autoclave.

11

• 3. Determinación de lignina insoluble.
• Se preparó una serie de crisoles y se flumean
  por cuatro horas. Luego se filtran las muestras
  después de la hidrólisis al 4, cuando estas se
  encuentren frías. Se recoge el filtrado en una
  matraz erlenmeyer, quedando en los crisoles la
  lignina insoluble.
• 4. Análisis del perfil de Azúcares.
• 4.1 Preparación de estándares de Azúcares.
• Se preparó un estándar de glucosa de 60 mg/mL, a
  partir de esta solución se realizó una curva de
  calibración de zona baja en un rango de 6 mg/mL a
  0.4 mg/mL.

12

• Además se preparó un estándar de xilosa de 60
  mg/mL, a partir de esta solución se realizó una
  curva de calibración del mismo rango que la
  glucosa.
• 4.1.2 Preparación de estándares de Azúcares para
  Hidrólisis.
• Se preparó los mismos estándares nombrados en el
  punto 4.1 (matraces de 25 mL) y a estos se les
  realizó una hidrólisis agregando 870 µL de H2SO4
  al 72 a una temperatura de 120C.

13

• A continuación a los estándares preparados son
  neutralizados con carbonato hasta un pH neutro.
• 5. Análisis Químico.
• Las muestras congeladas son analizadas mediante
  un equipo de HPLC, Columna Aminex HPX-87P, Fase
  Móvil Acetonitrilo/agua 7525, grado HPLC,
  Velocidad de flujo 1,0 mL/min, horno a 25C, se
  utiliza un detector de índice de refracción y
  para el procesamiento de datos se utiliza el
  software Empower.

14

• 6. Análisis de las muestras en HPLC.
• Las muestras después de realizar la hidrólisis
  se deben neutralizar el filtrado obtenido en el
  punto 3, utilizando carbonato de sodio.
• Posteriormente las muestras se pasan por filtros
  Millex de 0,45 µm para evitar tapar la columna.

15
BIBLIOGRAFÍA

• M. Ballesteros, J.M Oliva, M.J Negro, P.
  Manzanares, I. Ballesteros, Ethanol from
  lignocellulosic materials by a simultaneous
  saccharification and fermentation process (SFS)
  with Kluyveromyces marxianus CECT 10875,
  September 2003.
• José Miguel Oliva Domínguez, Efecto de los
  productos de degradación originados en la
  explosión por vapor de biomasa de chopo sobre
  Kluyveromyces Marxianus, Universidad Complutense
  de Madrid, 2003.
• I. Ballesteros, J.M. Oliva, M.J. Negro, P.
  Manzanares y M. Ballesteros, Proceso de
  sacarificación y fermentación simultaneas para
  la conversión de la fracción celulósica del
  residuo de la extracción del aceite de oliva en
  etanol, Grasas y Aceites, Facs.3, 2002, 282-288.