Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Biorrefinería de cultivos energéticos Cardo (Cynara cardunculus l.) - Producción de xilosa hidrolítica como punto de entrada al esquema de fraccionamiento complejo

Anatoly A. Shatalov y Helena Pereira

Se empleó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para el modelado estadístico y la optimización de la hidrólisis de hemicelulosa con ácido sulfúrico diluido a baja temperatura fracción de energía del agrocultivo cardo (Cynara cardunculus L.), como punto de entrada a un complejo esquema de biorrefinería. Se utilizó el diseño giratorio compuesto central 23 (CCRD) para evaluar el efecto de las principales variables independientes del proceso (tiempo de reacción, temperatura y concentración de ácido) sobre la eficiencia y la selectividad de la conversión de heteroxilano en xilosa. El modelo polinomial de segundo orden se ajustó a los datos experimentales para encontrar las condiciones de reacción óptimas de la hidrólisis de xilano a xilosa mediante análisis de regresión múltiple. El efecto de la concentración de ácido (lineal y cuadrático) resultó ser más significativo (p=0,001-0,007) para la recuperación de xilosa monomérica en solución. El rendimiento máximo de xilosa de aprox. Se logró un 86 % (18,08 g/100 g de biomasa) después de la hidrólisis del cardo a 138,5 °C en una solución de ácido sulfúrico al 1,28 % durante 52 min, frente al 87 % previsto por el modelo. El sustrato enriquecido con xilosa resultante reveló una baja concentración de sustancias tóxicas (1,04 % de furfural, 0,33 % de 5-hidroximetilfurfural, 2,03 % de glucosa), proporcionando la calidad necesaria para la posterior (bio)conversión de xilosa en productos finales (por ejemplo, en xilitol). La sacarificación/digestibilidad enzimática del residuo insoluble después de la eliminación de la hemicelulosa se mejoró cuatro veces, lo que dio como resultado una conversión de celulosa en glucosa fermentable en un 76 % frente al 19 % del cardo no hidrolizado.