Evaluación del Desempeño de Pretratamientos Químicos sobre Bagazo de Caña de Azúcar para la Producción de Bioetanol

La biomasa lignocelulósica por su gran contenido de azúcares fermentables es una fuente importante para la obtención de etanol y otros subproductos de valor agregado, sin embargo, tiene una estructura molecular compleja que impide la obtención de dichos azúcares. Debido a este inconveniente, se han utilizado diferentes métodos de pretratamiento que se categorizan como físicos, químicos, biológicos, fisicoquímicos y combinados. En este proyecto se estudió el proceso de producción de bioetanol a partir de bagazo de caña de azúcar; para lo cual, se establecieron tres fases: primero se realizó un análisis cienciométrico que permitió identificar cuatro de los principales métodos de pretratamiento para el bagazo de caña: ácido fosfórico, peróxido de hidrógeno, líquidos iónicos y ultrasonido. En la segunda fase se cuantificaron los consumos de agua, masa, energía y rendimientos en los procesos de producción de bioetanol usando el software de simulación ASPEN PLUS (R). Las referencias bibliográficas obtenidas del análisis cienciometrico permitieron definir las variables de diseño en los reactores de pretratamiento, hidrólisis y fermentación. Finalmente, se realizó un análisis de ciclo de vida de los pretratamientos con mayor potencial utilizando los métodos de evaluación de impacto IMPAC 2002, Cumulative Energy Demand V1.11 y IPCC 2021 GWP20 V1.00.

Lignocellulosic biomass, due to its high content of fermentable sugars, is an important source for obtaining ethanol and other value-added by-products; however, it has a complex molecular structure that prevents obtaining these sugars. Due to this drawback, different pretreatment methods have been used, categorized as physical, chemical, biological, physicochemical, and combined. In this project, the bioethanol production process from sugarcane bagasse was studied in three phases: first, a scientometric analysis was carried out to identify four of the main pretreatment methods for sugarcane bagasse: phosphoric acid, hydrogen peroxide, ionic liquids and ultrasound. In the second phase, the consumption of water, mass, energy and yields in the bioethanol production processes were quantified using ASPEN PLUS (R) simulation software. The bibliographic references obtained from the scientometric analysis allowed defining the optimum design variables in the pretreatment, hydrolysis and fermentation reactors. Finally, a life cycle analysis of the pretreatments with the greatest potential was carried out using the IMPAC 2002, Cumulative Energy Demand V1.11 and IPCC 2021 GWP20 V1.00 impact assessment methods.

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