Title: | Obtención de bioetanol de segunda generación a partir de vainas de fréjol (Phaseolus vulgaris L.) |
Authors: | Parapi Plaza, Maritza Dayanna Pintado Garate, Ariana Angelica |
metadata.dc.contributor.advisor: | Delgado Noboa, Jorge Washington |
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: | dayannaparapi@gmail.com arianapintadog@gmail.com |
metadata.dc.subject.other: | Procesos químicos |
Keywords: | Ingeniería Química Fermentación Combustible |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: | 23 Química |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: | 3303.03 Procesos Químicos |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: | 3303 Ingeniería y Tecnología Químicas |
Issue Date: | 19-Jul-2022 |
metadata.dc.format.extent: | 97 páginas |
Publisher: | Universidad de Cuenca |
metadata.dc.description.city: | Cuenca |
Series/Report no.: | TQ;553 |
metadata.dc.type: | bachelorThesis |
Abstract: | With the development of renewable energies, agro-industrial waste has been considered as a
rich source of cellulose to be used as raw material, in order to obtain second-generation
biofuels as an alternative to reduce the consumption of petroleum-derived fuels. This work
aims to obtain bioethanol using bean pods (Phaseolus vulgaris L.). First, bean pods were
characterized where the main chemical composition was 36.47% cellulose, 28,25%
hemicellulose, 6.69% lignin, moisture 6,66%, and ash 6,86%. To obtain bioethanol, a
conditioning of the sample was carried out through a process of drying, grinding and sieving,
which is subjected to an alkaline pretreatment of 121 °C, for 60 min and 0,5% sodium
hydroxide, then hydrolysis was performed. acid to achieve the conversion of cellulose to
simple sugars. By using a complete factorial design with two levels and three variables and
with the Minitab 19 program, a standard matrix was generated where the effect of time,
temperature and concentration of sulfuric acid on the response variable was evaluated. In this
stage of decomposition to total sugars, the best results were obtained with the conditions of
120 °C, for 60 min and 3% sulfuric acid, resulting in 29,836 g/L of total sugars. The
hydrolyzed liquid was subjected to a fermentation process (6 h, 35 °C, pH 3,5 and 150 rpm)
in a stirred tank bioreactor, simultaneously the ethanol concentration was determined by the
Winnick method, the highest concentration of ethanol that was obtained was 7 g/L, the data
obtained fitted the modified Gompertz kinetic model satisfactorily with a high coefficient of
determination R2 >0.98. Finally, the liquid obtained after separating the yeast was distilled
to obtain 7,89 g/L of ethanol. Keywords: Bean pods, total sugars, fermentation, modified
Gompertz model. |
Description: | Con el desarrollo de energías renovables se ha considerado a los desechos agroindustriales
como fuente rica en celulosa para usarla como materia prima, para así obtener
biocombustibles de segunda generación como alternativa para reducir el consumo de
combustibles derivados del petróleo. Este trabajo tiene como objetivo la obtención de
bioetanol utilizando vainas de fréjol (Phaseolus vulgaris L.). Primero se caracterizó a las
vainas de fréjol donde la principal composición química fue de 36,47% celulosa, 28,25%
hemicelulosa, 6,69% lignina, humedad 6,66% y cenizas 6,86%. Para la obtención de
bioetanol se realizó un acondicionamiento de la muestra mediante un proceso de secado,
molienda y tamizado, la cual es sometida a un pretratamiento alcalino de 121 °C, durante 60
min y 0.5% hidróxido de sodio, posterior se realizó la hidrolisis ácida para lograr la
conversión de la celulosa a azúcares simples. Mediante el empleo de un diseño factorial
completo con dos niveles y tres variables y con el programa Minitab 19 se generó una matriz
estándar donde se evaluó el efecto del tiempo, temperatura y concentración del ácido
sulfúrico sobre la variable respuesta. En esta etapa de descomposición a azúcares totales los
mejores resultados se obtuvieron con las condiciones de 120 °C, durante 60 min y 3% de
ácido sulfúrico dando como resultado 29,836 g/L de azúcares totales. El líquido hidrolizado
se sometió a un proceso fermentativo (6 h, 35 °C, pH 3.5 y 150 rpm) en un biorreactor de
tanque agitado, simultáneamente se determinó la concentración de etanol mediante el método
de Winnick, la mayor concentración de etanol que se obtuvo fue de 7 g/L, los datos obtenidos
se ajustaron al modelo cinético de Gompertz modificado de manera satisfactoria con un
coeficiente de determinación alto R2 >0,98. Finalmente, el líquido obtenido después del
proceso de fermentación se destiló y se obtuvo 7,89 g/L de etanol. |
metadata.dc.description.degree: | Ingeniero Químico |
URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/39407 |
Appears in Collections: | Tesis de Pregrado
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