Optimización de las condiciones de cultivo de las cepas Pichia Stipitis CBS 5770, 5773 y 6054 para la producción de bioetanol a partir del hidrolizado de aserrín de Curuapú como residuo lignocelulósico.

Abstract

El presente estudio forma parte del proyecto "Bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos" del programa ASDI/SAREC-UMSA con la cooperación del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Lund, Suecia; misma que se involucra con las líneas de investigación en energía renovable como es el caso del alcohol carburante. Esta investigación consiste en un campo de estudio mediante el establecimiento de reactores bajo distintas condiciones físicas (aireación) y químicas (sustrato) de cultivo y sustrato. Donde se tiene como objetivo encontrar altos rendimientos de producción de bioetanol mediante el aprovechamiento de residuos lignocelulósicos (aserrín de Curupaú); biomasa que se produce de manera considerable en diferentes zonas geográficas de Bolivia. El futuro agotamiento del petróleo plantea la necesidad de producir combustibles a partir de materiales renovables. Los hidrolizados de residuos lignocelulósicos proporcionan grandes cantidades de azúcares que pueden ser convertidos en etanol por cepas de Pichia stipitis. Después de la glucosa, la xilosa es el azúcar más abundante en dichos hidrolizados, por tal razón el estudio se realizó en sustrato sintético, concentración de azúcares 20 g/L donde la relación (xilosa: glucosa) basado en tres experimentos es; 10:10, 5:15 y 1:19 (g/L). Las cepas CBS 5770, 5773 y 6054 de P. stipitis han sido empleadas para la fermentación de carbohidratos. La proporción de xilosa: glucosa (1:19) mostró mayor concentración de biomasa 8,01 g/L con la cepa CBS 5773. La influencia del oxígeno también fue estudiada en dos sistemas (aireación y micro-aireación). En condiciones aeróbicas la biomasa se incrementó hasta 8,8 g/L con una velocidad de crecimiento de 0,25 h-1 alcanzada a las 10 horas. Seguidamente se procedió con el escalamiento en condiciones óptimas dando como concentración máxima de 9,412 g/L de biomasa. Se realizaron cultivos con sustrato sintético y sustrato hidrolizado en condiciones (aeróbicas y fermentativas). En condiciones fermentativas empleando sustrato sintético el rendimiento máximo de producción de etanol fue Yea 0,40 (g/g). Mientras la fermentación con sustrato hidrolizado el rendimiento de producción de etanol fue Yea 0,26 (g/g) después de las 72 horas. Sin embargo en condiciones aeróbias se produce más biomasa que etanol el rendimiento de producción de etanol con sustrato sintético fue Yea 0,08 (g/g) después de las 24 h. que expresa una baja producción de etanol y el rendimiento de biomasa fue Yxa 0,30 (g/g) después de las 72 h. En sustrato hidrolizado la producción de etanol fue Yea 0,06 (g/g) después de las 24 h. y el rendimiento de biomasa fue Yxa 0,27 (g/g) después de las 72 horas.