La fruta de Jack (jackfruit) es una fruta tropical de bajo valor que crece extensivamente en la India y el Sureste Asiático, y es una fuente de alimento valiosa en estas regiones. El procesamiento de la fruta de Jack en la industria de alimentos de estas áreas puede generar una cantidad significativa de material de desperdicio alto en carbohidratos; tal material puede ser adecuado para fermentaciones alcohólicas. El etanol es una alternativa crecientemente atractiva con respecto a los combustibles fósiles como una fuente de energía renovable. Una fuente muy prometedora poco estudiada para obtener etanol es a partir de la fermentación de frutas tropicales tales como la fruta de Jack. Esta tesis analiza el potencial de la fruta de Jack como fuente de etanol. Los rendimientos de azúcar fermentable anuales por hectárea de fruta de Jack son comparables con los de caña de azúcar. Los ensayos de fermentación fueron llevados a cabo usando Saccharomyces cerevisiae en un caldo de fruta de Jack de 500g/L para producir 3.2% de etanol. Los resultados obtenidos incluyen perfiles de azúcar de la fruta de Jack (sacarosa, glucosa, fructosa, maltosa) y rendimientos de etanol. Los rendimientos de etanol fueron del orden del 70% del rendimiento máximo teórico para estos estudios. Globalmente, este proyecto establece un fundamento sólido para el uso de la fruta de Jack como substrato de fermentación. Los análisis de la fruta de Jack y las fermentaciones han sido completados exitosamente con resultados aparentemente consistentes; los métodos desarrollados son muy útiles para estudios posteriores.

Este trabajo se centra en la investigación del uso de residuos de una despepitadora de algodón como materia prima para producir un producto de valor agregado alcohol carburante. Los residuos de despepitadora de algodón consisten en piezas de motas, tallos (semillas inmaduras) y fibra de algodón, y se consideran como un material lignocelulósico. Los tres constituyentes químicos principales son celulosa, hemicelulosa y lignina. La celulosa y la hemicelulosa son polisacáridos de azúcares fermentables, glucosa y xilosa respectivamente. La hemicelulosa también incluye pequeñas fracciones de arabinosa, galactosa y manosa, todos estos fermentables a su vez.La cuestión principal de convertir residuos de una despepitadora de algodón en alcohol carburante es la accesibilidad de los polisacáridos por medio de ruptura enzimática en monosacáridos. Este estudio se enfoca en el uso de explosión de vapor como método de pretratamiento. El tratamiento de biomasa por explosión de vapor ha sido previamente descrito para aumentar la accesibilidad de la celulosa. Los factores gobernantes para la efectividad de la explosión de vapor son la temperatura del vapor y los tiempos de retención. Los dos factores son combinados en un solo término riguroso: log (Ro). Siguiendo el pretratamiento de la explosión de vapor, los desperdicios de despepitadora de algodón fueron sometidos a hidrólisis enzimática empleando celulasa básica Primalco. Los azúcares liberados por la hidrólisis enzimática fueron fermentados por medio de Escherichia coli (Escherichia coli KO11) genéticamente diseñada. Se estudió el efecto del pretratamiento de la explosión de vapor sobre la producción de etanol a partir de residuos de despepitadora de algodón usando un diseño de experimentos estadístico.Los resultados obtenidos de este estudio muestran que los residuos de despepitadora de algodón tratados son un material heterogéneo. El secado y la molienda de estos residuos fueron necesarios para reducir la variabilidad en el análisis composicional. Se encontró que el residuo sin tratar contenía 52.3% de azúcares fermentables. La pérdida de fibras durante el tratamiento de explosión de vapor fue alto, cerca del 24.1%. Las pérdidas de xilano y glucano durante el pretratamiento fueron lineales con respecto a la severidad de la explosiónd e vapor. El tratamiento de la explosión de vapor sobre los residuos incrementó la hidrólisis de la celulosa por medio de hidrólisis enzimática. Luego de 24 horas de hidrólisis enzimática, se obtuvo una conversión máxima de celulosa de 66.9% a una severidad de 4.68. Similarmente, se mejoraron las conversiones de azúcar a etanol por explosión de vapor. Se observó una conversión máxima de azúcar a etanol de 83.1%, a una severidad de 3.56.Las conclusiones sacadas de este estudio fueron: la explosión de vapor fue capaz de mejorar tanto los rendimientos de glucosa a partir de hidrólisis enzimática como los rendimientos de etanol a partir de la fermentación. Sin embargo, cuando se analizaba la biomasa completa, o el material de partida inicial, se encontró que la pérdida de fibras incurrida durante el tratamiento de explosión de vapor anulaba la ganancia en el rendimiento de etanol.

El alcohol etílico obtenido por métodos biotecnológicos se constituye en una importante alternativa frente a los combustibles fósiles. En este trabajo se trata la producción biotecnológica de alcohol carburante, incluyendo el análisis de la necesidad de utilizar oxigenantes para la gasolina, el etanol como aditivo oxigenante, los diversos métodos de producción de bioetanol a partir de diferentes materias primas, y las nuevas tendencias para mejorar los procesos de su obtención.

En este trabajo se presentan los principales métodos de separación de mezclas etanol-agua. Se discuten los aspectos ambientales de la producción de bioetanol. Se analizan las principales tendencias en la integración del proceso productivo de obtención de alcohol carburante, destacándose la importancia de la intensificación de procesos reacción-reacción, reacción-separación y separación-separación.

En este studio, se produjo etanol con el microorganismo Saccharomyces cerevisiae usando sacarosa como sustrato. Se probaron procesos discontinuos (batch) usando el mismo sustrato, microorganismo y composición del medio. Saccharomyces cerevisiae, usada en forma libre en el primer grupo de experimentos, fue inmovilizada por distintos métodos. En el segundo grupo de experimentos, se usaron agar, esponja y un material natural llamado fibra luffa cilíndrica, como materiales de soporte. Se compararon los procesos discontinuos con los microorganismos libres e inmovilizados, con respecto a la eficiencia y el rendimiento.

Se realizó un estudio sobre el efecto del complejo enzimático Rhizozyme en la producción de alcohol mediante la fermentación de melazas con Saccharomyces cerevisiae. Se construyó un dispositivo a escala piloto de 220 L, que cercanamente representa las características dinámicas, térmicas, químicas y biológicas de un fermentador industrial de 240000 L.Se preparó un diseño experimental para estudiar el efecto de la adición del complejo Figura 17. Influencia del número de etapas teóricas y la etapa de alimento en la columna de destilación extractiva con glicerol sobre la composición del destilado.. Documento No 38, pág. 47 enzimático en la evolución del grado alcohólico, los azúcares reductores totales y la demanda química de oxígeno resultantes de la fermentación alcohólica. Se observaron incrementos en el grado alcohólico hasta de un 8%, a una concentración de enzima de 35 ppm, sin aumento significativo de la demanda química de oxígeno en la vinaza resultante. La utilización de este complejo enzimático constituye una manera sencilla de aumentar el rendimiento de la producción de alcohol etílico en fermentación de melazas.

Este trabajo tiene por objeto conceptualizar la noción de la biomásica, entendida como la creación sostenible de valor mediante etapas sucesivas de procesamiento de desechos lignocelulósicos que, por constituir materiales de composición compleja, rica y variada, ameritan el intento de recuperar los productos de mayor valor agregado antes de quemar los residuos finales.Los autores han implementado esta concepción de manera práctica mediante el desarrollo de procesos biológicos para la producción de fenoles y fenoles modificados a partir de la fracción de lignina que integra la biomasa (materia prima para elaboración de polímeros biodegradables), para luego emplear los restantes componentes básicos (celulosas y hemicelulosas) en la elaboración de bioetanol, un vector energético compatible con los carburantes líquidos derivados del petróleo, pero con obvias ventajas desde el punto de vista del ciclo del carbono.

Se estudiaron los efectos magnéticos inducidos en la fermentación alcohólica con la cepa Saccharomyces cerevisiae DAUFPE-1012 durante un tiempo de exposición de 24 h a 220 mT campos magnéticos estáticos a 23 ± 1ºC, producido por magnetos rod NdFeB. Los magnetos fueron sujetados de forma diametralmente opuesta (N a S) a un reactor de tubo cilíndrico. El crecimiento de biomasa en el medio de cultivo del reactor (extracto de levadura y glucosa al 2%) durante 24 h fue monitoreada por mediciones de densidad óptica, la cual estaba correlacionada con el peso de células en seco. La concentración de etanol y el nivel de glucosa se midieron cada 2 h.

La alternativa de diseño propuesta plantea la producción de 1.000.000 L/día de gasohol a partir de 1000 toneladas/día de jugo de caña, el cual es fermentado con la levadura Sacharomices cerevisae, la cual transforma los azúcares reductores (sacarosa, glucosa y fructosa) presentes en el jugo a etanol; posteriormente se recupera el etanol en una etapa de destilación multiefecto (con reutilización del vapor) que contiene dos columnas para obtener un alcohol azeotrópico el cual se deshidrata con el uso de membranas en la preevaporación. Este alcohol anhidro se utiliza para la producción de gasohol, el cual tiene una composición final de 10% de etanol anhidro.

La viabilidad económica de la producción de etanol anhidro en México, depende de varios aspectos a considerar: Costo de la materia prima a emplear, autosuficiencia energética, a partir del bagazo de la caña (cero petróleo), economía de escala (mayor tamaño de las destilerías), entre otros. En este artículo se presentan diversos aspectos relacionados con las experiencias locales (en México) de investigación y expectativas a futuro, basadas en prácticas internacionales con el etanol anhidro.