UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICA AMBIENTAL
Determinación del perfil de azúcares
en materiales lignocelulósicos en
residuos agrícolas y forestales
para la obtención de Bioetanol
Stephanié Oyaneder Parra
Memorista para la carrera de Química Ambiental
Diciembre, 2009
INTRODUCCIÓN
• Actualmente la energía utilizada en el mundo proviene
de combustibles
contaminantes).
fósiles
(no
renovables
y
• Búsqueda de nueva matriz energética: energía
nuclear (mediante fisión y fusión), hidroeléctrica, solar,
eólica, geotérmica y biomasa entre otras.
• Biomasa: materia orgánica originada de un proceso
biológico, espontaneo o provocado, utilizable como
fuente de energía.
Clasificación de la Biomasa
• Biomasa natural: se produce sin intervención
humana.
• Biomasa residual: subproducto o residuos de
actividades como agrícolas, ganaderas entre otras.
• Cultivos energéticos: aquellos destinados a los
biocombustibles, se obtienen de la industria
alimentaria y la industria forestal.
Muestras Forestales
• Lenga (Nothofagus pumilio).
 Crece desde Talca hasta el Cabo de Hornos (VII a
XII región).
 Habita áreas con bajas temperaturas y suelos
pobres.
• Eucalipto (Eucalyptus globulus).
 Crece principalmente, en la zona Centro-Sur de
la VIII Región.
 Prefiere suelos ligeramente ácidos y frescos.
Muestras Agrícolas
• Trigo (Triticum aestivum).
 Cultivo anual más importante en Chile.
 Insumo para la producción de harina (utilizada
ampliamente en la dieta nacional).
 Suelos de pH neutros o ligeramente alcalinos.
• Maíz (Zea mais).
 Se puede sembrar en cualquier tipo de suelos (pH


entre 6 a 7 son a los que mejor se adaptan).
También requieren suelos profundos y ricos en
materia orgánica.
Buena circulación del drenaje.
Hipótesis
Los materiales lignocelulósicos de los residuos
agrícolas y forestales tienen en su estructura
diferentes tipos de azúcares, por lo tanto puedo
obtener bioetanol.
OBJETIVO GENERAL
• Determinar el perfil de azúcares en materiales
lignocelulósicos de residuos agrícolas y forestales
pretratados con hongos de pudrición y
sacarificados con enzimas para la obtención de
Bioetanol.
Objetivos Específicos
• Determinar el perfil de azúcares de las siguientes
muestras:
- Maíz
- Trigo
- Lenga
- Eucalipto
Objetivos Específicos
 Determinar las condiciones experimentales para el análisis
del perfil de azúcares por HPLC.
 Establecer el perfil de azúcares en los residuos agrícolas y
forestales en tres etapas de los tratamientos seleccionados
para la obtención de Bioetanol, las cuales son:
 Inicio (sin ningún tratamiento)
 Pre tratadas con hongos de pudrición blanca
 Después de la sacarificación enzimática.
 Analizar los resultados de azúcares determinadas y
relacionarlo con la cantidad de etanol que se obtendrá.
METODOLOGíA
1. Preparación de las muestras.
Las muestras a utilizar deben encontrarse en un
tamaño pequeño siendo necesario pasarlos por el
molino a través de un tamiz (polvo).
2. Preparación de las muestras para la hidrólisis.
Se masó 0.3 gramos de muestra y se coloca en un
matraz erlenmeyer. Luego se agregó 3 mL de H2SO4 al
72% a temperatura ambiente por 30 minutos. A
continuación se realizó una segunda hidrólisis al 4% a
120 °C durante una hora, usando el autoclave.
3. Determinación de lignina insoluble.
Se preparó una serie de crisoles y se flumean por
cuatro horas. Luego se filtran las muestras después de
la hidrólisis al 4%, cuando estas se encuentren frías. Se
recoge el filtrado en una matraz erlenmeyer, quedando
en los crisoles la lignina insoluble.
4. Análisis del perfil de Azúcares.
4.1 Preparación de estándares de Azúcares.
Se preparó un estándar de glucosa de 60 mg/mL, a
partir de esta solución se realizó una curva de
calibración de zona baja en un rango de 6 mg/mL a 0.4
mg/mL.
Además se preparó un estándar de xilosa de 60
mg/mL, a partir de esta solución se realizó una
curva de calibración del mismo rango que la glucosa.
4.1.2 Preparación de estándares de Azúcares para
Hidrólisis.
Se preparó los mismos estándares nombrados en el
punto 4.1 (matraces de 25 mL) y a estos se les
realizó una hidrólisis agregando 870 µL de H2SO4 al
72% a una temperatura de 120°C.
A continuación a los estándares preparados son
neutralizados con carbonato hasta un pH neutro.
5. Análisis Químico.
Las muestras congeladas son analizadas mediante un
equipo de HPLC, Columna Aminex HPX-87P, Fase
Móvil: Acetonitrilo/agua 75:25, grado HPLC,
Velocidad de flujo: 1,0 mL/min, horno a 25°C, se
utiliza un detector de índice de refracción y para el
procesamiento de datos se utiliza el software
Empower.
6. Análisis de las muestras
en HPLC.
Las muestras después
de realizar la hidrólisis
se deben neutralizar el
filtrado obtenido en el
punto 3, utilizando
carbonato de sodio.
Posteriormente
las
muestras se pasan por
filtros Millex de 0,45 µm
para evitar tapar la
columna.
BIBLIOGRAFÍA
• M. Ballesteros, J.M Oliva, M.J Negro, P. Manzanares, I.
Ballesteros, “Ethanol from lignocellulosic materials by a
simultaneous saccharification and fermentation process (SFS)
with Kluyveromyces marxianus CECT 10875”, September
2003.
• José Miguel Oliva Domínguez, “Efecto de los productos de
degradación originados en la explosión por vapor de biomasa
de chopo sobre Kluyveromyces Marxianus, Universidad
Complutense de Madrid, 2003.
• I. Ballesteros, J.M. Oliva, M.J. Negro, P. Manzanares y M.
Ballesteros, “Proceso de sacarificación y fermentación
simultaneas para la conversión de la fracción celulósica del
residuo de la extracción del aceite de oliva en etanol”, Grasas
y Aceites, Facs.3, 2002, 282-288.
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