Ingeniería y Arquitectura
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Item Aprovechamiento de residuos de palma para la producción de etanol de segunda generación por hidrólisis enzimática(2019) Charpentier Alfaro, Camila; Méndez Arias, JohannaEn Costa Rica la industria productora de aceite de palma genera alrededor de 100 toneladas de residuo de fibra de pinzote por día. El alto contenido de humedad del material restringe su uso como combustible, por lo que este se deja en plantación y ocupa grandes volúmenes de almacena- miento (Chinchilla, 2017). La fibra de pinzote es una biomasa lignocelulósica que puede ser aprovechada para la producción de bioetanol para su uso como combustible. El residuo de pinzote fue pretratado con H2SO4 al 1,09 % (v/v) a 121 °C en una relación sólido:líquido de 1:2,8 (m/v) por 27 min. El pretratamiendo ácido fue seguido por uno alcalino con NaOH al 4 % (m/v) a 121 °C y una relación sólido:líquido de 1:20 (m/v) por 30 min. El primer pretrata- miento redujo el porcentaje de hemicelulosa del material de 14,79 % a 8,55 %. Por otro lado, el pretratamiento alcalino no consiguió reducir el porcentaje de lignina en el material, que se mantuvo alrededor de un 16 %. Sin embargo, la fracción de lignina sufrió una reducción del 76,2 % en masa al final de ambos pretratamientos y la fracción de celulosa pasó de ser de un 24,53 % a un 43,16 %. El análisis de la superficie del material antes y después de los pretratamientos, por microscopía electrónica de barrido, permitió corroborar que estos favorecieron la desorganización de las fibras y la reducción del tamaño de partícula. Se ejecutó un diseño experimental de tipo central compuesto rotacional para optimizar las condiciones de carga de sólidos y carga de proteína en la hidrólisis enzimática realizada con enzima comercial Cellic CTec2. Esto con el objetivo de aumentar la liberación de glucosa y la eficiencia de hidrólisis. La condición óptima encontrada corresponde a una carga de sólidos de 243,4 g/L y una carga de proteína de 22 mg/g celulosa. La concentración de glucosa luego de transcurridas 48 h de hidrólisis bajo estas condiciones...Item Diseño de un protocolo para el control del proceso de una planta piloto de fermentación con jugo de pulpa de café(2016) Llobet Blandino, Maria Àngels; Garro Mena, LeonardoSe realizó un protocolo de control del proceso de fermentación alcohólica de jugo de pulpa de café con Saccharomyces cerevisiae en la planta piloto del beneficio Central de Coopetarrazú R.L ubicado en San Marcos de Tarrazú en San José, Costa Rica. El presente trabajo se llevó a cabo con el objetivo de optimizar y normalizar el proceso de producción de etanol en una planta piloto y, por consiguiente, se realizaron experimentaciones en la planta piloto las cuales permitieron redactar e implementar el protocolo de control que se anexa a este trabajo. Primeramente, se caracterizó el sustrato utilizado en el proyecto, el cual corresponde al jugo de pulpa de café de Coopetarrazú R.L. La composición del subproducto del beneficio al momento de recolección fue de 11,92 ºBrix con s=1,86; y la acidez fue de pH 4,47 con s=0,15. Lo cual muestra que la pulpa de café es un sustrato ideal para realizar fermentaciones alcohólicas, ya que no se requiere ácido sulfúrico para acidificar el mosto y la materia prima es un residuo del procesamiento del café, por lo cual no tiene costos. Se calculó la levadura requerida en el proceso y a partir de la composición de la materia prima se determinaron las deficiencias nutricionales del mosto para el crecimiento de la levadura, con lo cual se adicionó 0,75 g/L de urea 0,5 g/L de fosfato monoamónico y 0,15 g/L de sulfato de magnesio. Mediante un factorial 2 3 se demostró que el mosto fermentado contiene una fracción volumétrica del 3,87 % de etanol, al 99 % de confianza para los niveles: concentración inicial de levadura 1,5 g/L, crema de levadura 25 ml/L y un flujo tipo 2 descrito en el documento. El rendimiento del producto respecto al teórico fue de 66 % y la productividad 1,79 g/(L·h), aún en condiciones adversas como lo es: la falta de un sistema de regulación de temperatura y tanques abiertos. Finalmente se aplicó el protocolo durante una semana con lo cual se desmotró que el protocolo permite...Item Hidrólisis térmica del bagazo de la caña de azúcar para la producción de etanol vía fermentación(2005) Herrera Montoya, Marjorie; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo general de esta investigación fue el producir etanol como combustible utilizando Sacharomyces cerevisiae, a partir del bagazo de caña de azúcar hidrolizado térmicamente. El bagazo de caña utilizado para el desarrollo de la etapa experimental se adquirió en la Cooperativa Victoria R.L., en Grecia. La composición de dicha materia prima es 48,5% de sólidos, 51,5% de humedad y un 2,99% de cenizas. En un principio el fin del estudio de la hidrólisis térmica fue determinar las mejores condiciones para la producción de etanol; sin embargo esta perspectiva cambió, al encontrarse que las concentraciones de glucosa obtenidas al hidrolizarse térmicamente el bagazo fueron inferiores a 2 g/L en todos los casos. Con estos valores de glucosa, la fermentación anaeróbica se lleva a cabo con dificultad. Al presentarse este inconveniente, se tomó la decisión de replantearse el fin de este proceso de hidrólisis térmica. El estudio se concentró en producir etanol tanto en recipientes pequeños como en erlenmeyers, así como en un reactor de 5 L y encontrar algún comportamiento o tendencia del bagazo de caña al hidrolizarse térmicamente. Entre las variables estudiadas para determinar el comportamiento ante la hidrólisis térmica, se tienen el tiempo y la temperatura de hidrólisis. De estudios previos se fijaron variables como la concentración de sustrato, la concentración y tipo de ácido, además basándose en estos trabajos se le dio un pretratamiento al bagazo de caña, al prehidrolizarlo antes de hidrolizarlo térmicamente, para facilitar el rompimiento de las cadenas de celulosa a glucosa y eliminar sustancias inhibitorias de la fermentación. En un reactor de 2 L se efectuaron las prehidrólisis térmicas a una temperatura de 153,2 °C, así mismo las hidrólisis térmicas, cuyos niveles de temperatura escogidos fueron 170, 180 y 190 °C, con tiempos de hidrólisis entre 5 y 40 minutos. En general las mayores...Item Diseño conceptual de la producción de etanol utilizando sorgo (Sorghum bicolor)(2005) Cubero Alpízar, Margarita; Flores Zamora, AlvaroEn este proyecto se pretende identificar la capacidad del sorgo para producir etanol, para lo cual se plantearon como objetivos de esta investigación, el establecer la variedad de sorgo que mejor se ajuste a las condiciones y necesidades en el proceso de obtención del etanol y establecer un intervalo de operación a partir del cual se obtengan los mejores rendimientos en el proceso de fabricación del etanol. Se contó con seis variedades de sorgo identificadas como Ámbar, Acero, H82G55, H8016, Acero y la Eskameca. A las mismas se les realizó una caracterización de su composición. En la primera etapa experimental se buscó identificar cual variedad produce el mayor contenido de azúcares reductores. Con este fin, se realizó la hidrólisis enzimática de las seis variedades simultáneamente. Se utilizó una concentración de sorgo del 25% m/m y las enzimas α-amilasa y la glucoamilasa a una concentración de 0,6mL/kg y 0,8 mL/kg respectivamente. Las enzimas se trabajaron a las condiciones óptimas indicadas por el fabricante. La variable de diseño empleada fue la variedad de sorgo y se realizaron cinco repeticiones. A los datos se les realizó un análisis de varianzas. En esta etapa no se encontró que exista diferencia significativa entre los azúcares reductores producidos por las variedades estudiadas. En una segunda etapa experimental se buscó contar con parámetros de clasificación de las seis variedades de sorgo e identificar la presencia de algún inhibidor que afecte el proceso de fermentación. Para lo cual se realizó el análisis de la hidrólisis enzimática. Las muestras hidrolizadas se fermentaron y posteriormente se destilaron para determinar la cantidad de etanol producido. En esta etapa se utilizó una concentración de sorgo de 20% m/m y las mismas condiciones para las enzimas establecidas en la etapa anterior. Del análisis de varianza, seguido por una prueba...