Modelamiento de la producción de bioetanol a partir de la holocelulosa obtenida mediante refinamiento catalítico de cáscara de cacao y su posterior hidrólisis enzimática y fermentación alcohólica
| dc.contributor.advisor | Delgado Noboa, Jorge Washington | |
| dc.contributor.author | García Pesantez, Claudia Belén | |
| dc.contributor.author | Iturralde Vela, Samanta Katherine | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-04T22:47:44Z | |
| dc.date.available | 2025-09-04T22:47:44Z | |
| dc.date.issued | 2025-09-04 | |
| dc.description | En esta investigación se desarrolló un proceso para la producción de bioetanol a partir de la holocelulosa extraída de la cáscara de cacao (Theobroma cacao L.), utilizando un pretratamiento catalítico basado en el enfoque Lignin-First, seguido de hidrólisis enzimática y fermentación alcohólica. El objetivo fue evaluar la eficiencia del refinamiento catalítico en la conversión de azúcares y optimizar las condiciones de hidrólisis enzimática. Se realizaron tres corridas experimentales con diferentes concentraciones de celulasas proveniente de Trichoderma reesei (Celluclast) (0.1, 0.2 y 0.3 ml/g) y hemicelulasas de Aspergillus niger H2125 (0.1 y 0.3 g/g). La mayor liberación de azúcares se obtuvo con las concentraciones más altas, alcanzando 489.967 mg/g, mientras que la eficiencia fermentativa fue del 88.62 %, con una producción de bioetanol de 3.36 g/L, equivalente a 112 g/kg de biomasa seca. Aunque no se observaron diferencias significativas en la liberación de azúcares frente a muestras no catalizadas en la fase de hidrólisis, el tratamiento catalítico mejoró notablemente la fermentabilidad del sustrato. Además, se modeló el comportamiento cinético del proceso fermentativo mediante la ecuación de Gompertz modificada, obteniendo un coeficiente de determinación R2 = 0.97, lo que valida la consistencia entre los datos experimentales y la simulación realizada en MATLAB. Los resultados confirman que el pretratamiento catalítico es una estrategia viable para aumentar la eficiencia del proceso de producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica, aunque se recomienda continuar optimizando las condiciones para reducir pérdidas y minimizar la formación de compuestos inhibidores. | |
| dc.description.abstract | In this study, a process was developed for the production of bioethanol from holocellulose extracted from cacao husk (Theobroma cacao L.), employing a catalytic pretreatment based on the Lignin-First approach, followed by enzymatic hydrolysis and alcoholic fermentation. The main objective was to evaluate the efficiency of catalytic refinement in sugar conversion and to optimize the enzymatic hydrolysis conditions. Three experimental runs were carried out using different concentrations of cellulases from Trichoderma reesei (Celluclast) (0.1, 0.2, and 0.3 mL/g) and hemicellulases from Aspergillus niger H2125 (0.1 and 0.3 g/g). The highest sugar release was achieved at the highest enzyme concentrations, reaching 489.967 mg/g, while the fermentation efficiency was 88.62%, resulting in a bioethanol yield of 3.36 g/L, equivalent to 112 g/kg of dry biomass. Although no significant differences in sugar release were observed compared to non-catalyzed samples during the hydrolysis stage, the catalytic treatment significantly enhanced the fermentability of the substrate. Furthermore, the kinetic behavior of the fermentation process was modeled using the modified Gompertz equation, yielding a determination coefficient (R2) of 0.97, thus validating the consistency between the experimental data and the simulation performed in MATLAB. The results confirm that catalytic pretreatment is a viable strategy to increase the efficiency of bioethanol production from lignocellulosic biomass; however, further optimization is recommended to reduce losses and minimize the formation of inhibitory compounds. | |
| dc.description.uri | 0000-0002-4765-8868 | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format.extent | 92 páginas | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/47254 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad de Cuenca | |
| dc.relation.ispartof | TQ; 662 | |
| dc.rights.accessRights | openAccess | |
| dc.subject | Ingeniería Química | |
| dc.subject | Cáscara de cacao | |
| dc.subject | Tratamiento catalítico | |
| dc.subject | Hidrólisis enzimática | |
| dc.subject.other | Química | |
| dc.title | Modelamiento de la producción de bioetanol a partir de la holocelulosa obtenida mediante refinamiento catalítico de cáscara de cacao y su posterior hidrólisis enzimática y fermentación alcohólica | |
| dc.type | bachelorThesis | |
| dcterms.description | Ingeniero Químico | |
| dcterms.spatial | Cuenca, Ecuador |
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