Optimización de la hidrólisis enzimática en cascarilla de arroz (oryza sativa) para la obtención de bioetanol

Abstract

Los materiales lignocelulósicos son considerados aptos para la producción de etanol de segunda generación. En el Perú en el año 2020, en el período enero-mayo, el MINAGRI reportó una producción de 1011 mil toneladas de arroz, lo que equivale a una producción de 269 mil toneladas de cascarilla de arroz (correspondiente al 20% del grano entero), siendo estos mayormente considerados como residuos. En la presente tesis se realizó un estudio experimental que permite obtener etanol a partir de la cascarilla de arroz. La secuencia de los procesos utilizados para la obtención de etanol a nivel de laboratorio es el siguiente: pretratamiento oxidativo, hidrólisis enzimática y fermentación. Para la adecuación del sustrato (cascarilla de arroz) se realizó un pretratamiento mecánico que consiste de un secado, molienda y tamizado; luego este material fue sometido a un pretratamiento con peróxido de hidrógeno (30ºC, 12h, 6.5% peróxido de hidrogeno, pH 11.5), en esta etapa se logró liberar 62.92 mg de azúcares totales por gramo de cascarilla de arroz. Posteriormente, en la etapa de la hidrólisis enzimática que se realizó con enzimas celulasas (Celluclast 1.5 L), se evaluó las variables significativas de tiempo (24h, 48h, 72 h) y concentración enzimática (relación enzima/sustrato E/S 30% p/p, 40% p/p y 50% p/p) manteniendo la temperatura a 50ºC, agitación de 200 rpm, pH 5.0 y masa de sustrato 5 g base seca. Las condiciones óptimas del proceso (72 h, 50% p/p), permitieron la obtención 24.03 g de azúcares reductores por litro de solución hidrolizada, equivalente a un 85.08% de sacarificación. Los azúcares hidrolizados obtenidos se someten a fermentación (48h, 30ºC y pH 5.0) para la obtención bioetanol.