Producción de bioetanol utilizando biomasa de un cultivo mixto de microalgas como materia prima

El potencial biotecnológico de las microalgas en la producción de biocombustibles continúa siendo una alternativa prometedora para enfrentar la crisis energética actual. El presente proyecto tuvo como objetivo utilizar la biomasa de un cultivo mixto de microalgas para producir bioetanol, para lo cual se evaluó la generación de biomasa empleando subproductos industriales como fuentes adicionales de carbono, y se determinaron las condiciones óptimas para la hidrólisis ácida de los carbohidratos derivados de la biomasa. Los cultivos mixotróficos, que consistieron en dióxido de carbono y lactosuero o etilenglicol como fuentes de carbono, permitieron generar una mayor cantidad de biomasa (1.38 y 0.60 miligramos por mililitro) en comparación con el cultivo autotrófico empleando únicamente dióxido de carbono (0.50 miligramos por mililitro). Respecto a la hidrólisis de carbohidratos, se obtuvo una mayor liberación de azúcares reductores por biomasa seca (0.27 miligramos por miligramo) utilizando ácido sulfúrico al 2.0 por ciento volumen-volumen. Adicionalmente, se determinó que es posible obtener una mayor cantidad de azúcares reductores (0.30 miligramos por miligramo) a partir de la biomasa derivada del medio de cultivo suplementado con etilenglicol. Finalmente, se obtuvieron 0.35 miligramos de etanol por miligramo de biomasa seca a partir de la fermentación de los azúcares presentes en el hidrolizado de la biomasa generada en el medio con etilenglicol, utilizando levadura Saccharomyces cerevisiae como microorganismo fermentador, con un rendimiento del 82 por ciento. Los resultados respaldan la utilización de la biomasa del consorcio de microalgas como una alternativa eficiente para la producción de bioetanol de tercera generación.

The biotechnological potential of microalgae in biofuels production continues to be a promising alternative to face the current energy crisis. This research project aimed to use the biomass of a mixed microalgae culture to produce bioethanol, for which the biomass production using industrial by-products as additional sources of carbon in the culture media was evaluated, and the optimal conditions for the acid hydrolysis of the carbohydrates contained in the microalgal biomass were determined. The mixotrophic cultures, composed of carbon dioxide and cheese whey or ethylene glycol as carbon sources, allowed the generation of higher biomass yields (1.38 and 0.60 milligrams per milliliter) in comparison with the autotrophic culture using carbon dioxide solely (0.50 milligrams per milliliter). Regarding the acid hydrolysis of carbohydrates, the higher release of reducing sugars per dry biomass (0.27 milligrams per milligram) was obtained using 2.0 percent volume-volume sulfuric acid. Additionally, it was determined that it is possible to obtain a higher amount of reducing sugars from the biomass obtained in the culture medium supplemented with ethylene glycol (0.30 milligrams per milligram). Finally, ethanol was produced by Saccharomyces cerevisiae at a concentration per dry biomass of 0.35 milligrams per milligram with a process yield of 82 percent from the fermentation of the sugars present in the biomass hydrolysate obtained from the culture with ethylene glycol. The results support the use of the biomass of the microalgae consortium as an efficient alternative to produce third-generation bioethanol.