Evaluación y selección de microorganismos para la producción de etanol a nivel industrial

Evaluation and selection of microorganisms for ethanol production at industrial level

Este trabajo presenta un estudio de la fermentación etanólica empleando melaza de caña de azúcar como sustrato y una cepa aislada de Saccharomyces cerevisiae. Se analizan aspectos teóricos sobre fermentaciones y se presentan algunas técnicas de mejoramiento de microorganismos para su uso en procesos fermentativos.

El efecto de la concentración de azúcares totales en el sustrato, la temperatura de fermentación y el pH inicial del medio sobre la productividad de etanol y la viabilidad celular fue evaluado simultáneamente mediante la implementación de un diseño factorial. Los resultados permitieron establecer que las variables más influyentes sobre la productividad de bioetanol son la concentración de azúcares del medio y la temperatura de fermentación. La cepa aislada presentó un mejor comportamiento que la cepa alcohólica ATCC 9763, utilizada en este trabajo como levadura de referencia, y en el rango de valores experimentales se alcanzaron porcentajes de eficiencia de bioetanol entre 61,87% y 95,87%. Las mejores condiciones fueron 22°Bx y 32°C de acuerdo con la metodología de superficies de respuesta (MSR).

Expresiones matemáticas para la predicción de la productividad de etanol, la generación de biomasa y la eficiencia del proceso fueron calculadas y la correlación indicó que el modelo representa adecuadamente las variables seleccionadas. Dos condiciones de operación fueron evaluadas experimentalmente a nivel piloto (i.e., 1 L y 300 L) y mediante simulación de procesos. Los resultados permitieron establecer la viabilidad energética y económica de procesos realizados a temperaturas elevadas y la adaptación de la cepa aislada a estas condiciones. Este comportamiento permite catalogar esta cepa como una levadura termotolerante.