El procesamiento de desechos de papa en bioetanol (alternativas más eficientes para su producción)

El procesamiento de desechos de papa en bioetanol (alternativas más eficientes para su producción)

septiembre 11, 2017 0 Por Patricio Cuasapaz
Existen más de dos docenas de empresas en la fabricación de patatas fritas de Pennsylvania, no es de extrañar que los investigadores en el Colegio de Ciencias Agropecuarias de Penn State hayan desarrollado un nuevo enfoque para convertir de forma más eficiente los residuos de papa en etanol reduciendo de esta manera los costos de producción de biocombustible y añadir valor adicional para los fabricantes de chips.
Usando el puré de papa hecho de los peelings y de los residuos de la patata, los investigadores activaron de forma simultanea la sacarificación (el proceso de descomponer el almidón en azúcares simples) y la fermentación (el proceso en el cual los azúcares se convierten al etanol por levaduras u otros microorganismos en biorreactores). La naturaleza simultánea del proceso fue innovadora, según el investigador Ali Demirci, profesor de ingeniería agrícola y biológica. La adición al biorreactor de Aspergillus niger y Saccharomyces cerevisiae, respectivamente catalizó la conversión de residuos de patata en bioetanol.

“Esta investigación es de gran interés para Keystone Potato Products, una subsidiaria de Sterman Masser Inc.”, dijo Demirci. “La empresa está prestando atención a este proyecto, con la esperanza de que este enfoque novedoso puede ayudar a agregar más valor a su puré de patatas de desecho. Los residuos de alimentos industriales son potencialmente un gran sustrato en la producción de productos de valor añadido para reducir el costo, económicamente y ambientalmente “.

Para ello el biorreactor tenía soportes compuestos de plástico para estimular y mejorar la formación de biofilm y aumentar la población microbiana. Los biofilms son una forma natural de inmovilizar las células microbianas sobre un material de soporte sólido. En un entorno de biofilm, las células microbianas son abundantes y más resistentes a los estreses ambientales y en consecuencia más productivas, situación especialmente importante porque la actividad enzimática del molde requería una temperatura más alta que la levadura tenía que tolerar.

Los investigadores evaluaron los efectos de la temperatura, el pH y las tasas de aireación en los reactores de biopelícula, y las condiciones óptimas se encontraron a 95 grados Fahrenheit y un pH de 5,8 sin aireación. Después de 72 horas, los investigadores alcanzaron la concentración máxima de etanol de 37,93 gramos por litro. El rendimiento fue 0,41 gramos o etanol por gramo de almidón.

“Estos resultados son prometedores, ya que el reactor de biopelícula de co-cultivo proporcionó una producción similar de etanol -37,93 gramos por litro- en comparación con la producción convencional de etanol-37,05 gramos por litro- que requirió un pretratamiento con enzimas comerciales añadidas a una velocidad temperatura más alta “, explicó Demirci. “Por lo tanto, la eliminación de los agregados externamente enzima y los costos de la energía sin duda reducirá el costo de la producción de bioetanol”.
Los investigadores también evaluaron la formación de biofilm de co-cultivo en los soportes de plástico, utilizando un microscopio electrónico de barrido, dijo el investigador Gulten Izmirlioglu. “Las imágenes de microscopio electrónico de barrido revelaron que cuando se permite que el molde y la levadura formen un biofilm, las hifas (filamentos) del molde proporcionan área de superficie para el apego de las levaduras”, dijo. “Eso es bueno.”
Los resultados de la investigación demostraron que los soportes compuestos de plástico pueden utilizarse para procesos simultáneos de sacarificación y fermentación en reactores de biopelícula con co-cultivos al producir etanol.
“En general, la producción de bioetanol de los residuos industriales amiláceos se puede mejorar con la aplicación de los reactores de biopelícula, mientras que el costo de producción se reduce con las integraciones de la sacarificación simultánea y proceso de fermentación y co-cultivo”, dijo.
Demirci señaló que se necesita una producción de bioetanol más eficiente para satisfacer la demanda de energía renovable y reducir los impactos ambientales negativos del petróleo. Para que la producción de etanol sea rentable, económica y fácilmente disponible, se necesitan materias primas tales como el puré de patatas, así como mejores tecnologías de procesamiento con mayor productividad.

Fuente: 
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170817135956.htm