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MÉTODOS SECUENCIALES DE PRETRATAMIENTO QUÍMICO Y ENZIMÁTICO
DE RESIDUOS AGRÍCOLAS PARA LA PRODUCCIÓN DE METANO.
Francisco Gómez-Tovar, Lourdes B. Celis-García, Elías Razo-Flores
y Felipe Alatriste-Mondragon
Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT). Camino a la Presa San
José 2055. Col. Lomas 4a Sección CP. 78216. San Luís Potosí S.L.P.
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Palabras clave: metano, residuos agrícolas, reactor anaerobio, sacarificación química y enzimática
La hidrólisis química (ácida) y enzimática son pretratamientos comunes para convertir la
fracción lignocelulósica en azucares solubles (sacarificación). La sacarificación ácida es un
proceso simple y directo que requiere energía (calor) para llevarse acabo. En contraste la
sacarificación enzimática requiere menos energía. El objetivo del trabajo es implementar un
proceso de sacarificación química y enzimática secuencial de paja de avena para maximizar
la producción de metano.
La sacarificación química se llevó acabo de acuerdo al método optimizado por Curreli
(2002). La sacarificación enzimática fue optimizada mediante un modelo de superficie de
respuesta, utilizando celulosa microcristalina como sustrato modelo. Los hidrolizados ácido
(HAc) y enzimático (HEnz) se alimentaron a dos reactores UASB metanogénicos (reactor HA
y HE respectivamente). El reactor HA se alimentó solo con HAc (4 gDQO/L-d). El reactor HE
esta en su fase de arranque y esta siendo alimentado con una mezcla de
glucosa/xilosa/HEnz (0.5:0.5:1) con una carga orgánica de 1.5 gDQO/L-d.
Las condiciones optimas de sacarificación obtenidas con el modelo fueron: concentración de
enzima 0.9 mg/ml, temperatura 45°C, pH 4.5 y concentración de sustrato 80 g/L. La
caracterización química del HAc mostró una concentración total de 11-12 gDQO/L, pH de 1 y
mediante análisis por electroforesis capilar se determinaron 3 azucares mayoritarios: glucosa
(2.83 g/L), xilosa (2.05 g/L) y arabinosa (1.30 g/L). El pH del HEnz, fue de 4.5, una
concentración total de 25-30 gDQO/L y se determinó que los azucares mayoritarios
presentes fueron: glucosa (18.02 g/L), xilosa (2.3 g/L) y sacarosa (1.98 g/L).
Se ha demostrado que la producción de metano a partir de hidrolizados químicos y
enzimáticos de paja de avena es posible. Hasta el momento se han logrado tasas de
producción de 2.1 LCH4/d y 0.58 LCH4/d (STP), rendimientos de 0.38 LCH4/gDQO y 0.28 L
CH4/gDQO (STP), en el reactor HA y HE respectivamente.