Producción de etanol a partir de bagazo de caña panelera mediante un sistema híbrido de fermentación y pervaporación = Ethanol production from panelera cane bagasse using a hybrid fermentation and pervaporation system

Abstract

Este trabajo se enfoca en estudiar experimental y teóricamente el sistema híbrido de fermentación y pervaporación para la producción de etanol empleando membranas poliméricas de PDMS. Las membranas preparadas en el laboratorio se utilizaron para la evaluación de flux y la selectividad en dos sistemas de pervaporación, con y sin integración con fermentación. A partir del modelo de transporte desarrollado para la membrana y la cinética de fermentación, ambos ajustados usando información experimental, se realiza la simulación del sistema hibrido, el cual predice los resultados experimentales con errores menores al 10%. Se encuentra experimental y teóricamente que el sistema hibrido produce 1,1 g/L*h de etanol con una concentración en el permeato de 170 g/L. Permitiendo así mantener la concentración de etanol en el mosto aproximadamente constante y por debajo de niveles inhibitorios. Se utilizaron mostos procedentes de la hidrólisis ácida del bagazo de caña panelera, encontrando que con la membrana de PDMS es posible retirar también pequeñas cantidades de otros productos inhibidores en el mosto como el acido acético, el furfural y el HMF con lo que se espera que la cantidad de productos tóxicos para las células se vean reducidos en el mosto, favoreciendo la fermentación / Abstract: This work focuses on an experimental and theoretical study of a hybrid fermentation and pervaporation system for ethanol production, using polymeric membranes of PDMS. Flux and selectivity of the home made membranes were evaluated in two pervaporation systems, with and without integration with fermentation. From the transport model developed for the membrane and the fermentation kinetics, both adjusted from experimental data, a simulation of the hybrid system is performed. This simulation predicts the experimental data with a deviation of 10%. It was found experimentally and theoretically that the hybrid systemproduces1,1g/L*h of ethanol with a concentration in the permeate of 170g/L. Keeping the ethanol concentration constantand below the inhibitory levels. Also hybrid fermentations were performed with broths obtained from acid hydrolysis of sugar cane bagasse. With the PDMS membranes was also possible to remove small amounts of other inhibitors in the broth as acetic acid, furfural and HMF. Reducing the amount of toxic compounds in the broth, enhancing fermentation process.