Producción de azúcares fermentables por hidrólisis enzimática de cascarilla de arroz pretratada mediante explosión con vapor

Production of fermentables sugars by enzymatic hydrolysis of steam-exploded rice husks

Dentro de las alternativas propuestas para el aprovechamiento de materiales lignocelulósicos se incluye su transformación en azúcares, que luego se usan como materia prima en la producción de etanol. Según Fedearroz, el sector arrocero colombiano genera alrededor de 400000 t/año de cascarilla de arroz, compuesta por lignina, celulosa y hemicelulosa, por lo que se considera un sustrato adecuado para la producción de azúcares dada su disponibilidad y su relativo bajo costo. Sin embargo, para un adecuado proceso de producción de azúcares fermentables es necesaria la aplicación de pretratamientos que modifiquen la estructura compleja de este material. Uno de los tratamientos utilizados es el de explosión con vapor, en el cual el material lignocelulósico se pone en contacto con vapor saturado a temperaturas entre 190-230ºC, durante tiempos definidos, luego de los cuales se realiza una descompresión súbita, ocasionando desagregación y destrucción parcial de los enlaces lignina-carbohidrato, obteniendo como resultado un material cuya celulosa es más accesible a la hidrólisis enzimática. Este tratamiento también se ha estudiado utilizando catalizadores ácidos (sulfúrico), el cual es promisorio pues se logran mayores valores en la hidrólisis enzimática. Sin embargo ésta última tecnología no ha sido evaluada con cascarilla de arroz, por lo que en este trabajo se estudió la explosión con vapor a 190°C (10 y 25 min) de cascarilla impregnada con agua y una solución de ácido sulfúrico 0,5% v. Como resultado, se logró solubilizar parcialmente la hemicelulosa y afectar la estructura del material, con lo que se aumentó la producción de azúcares a partir de cascarilla, obteniéndose una máxima recuperación global de glucosa (tratamiento e hidrólisis enzimática) de 14,98% p (0,5% v H₂SO₄, 25 min, 190°C); este valor es muy superior al 0,7% p logrado con material sin tratar.

Introducción

Los residuos lignocelulósicos generados en el procesamiento del arroz como la cascarilla y el tamo (desecho abandonado en el sitio de recolección), son materiales considerados de poco valor y en algunos casos son un residuo. El poco valor dado especialmente a la cascarilla, se debe principalmente a las pocas tecnologías implementadas en el país para su procesamiento y posterior valorización, ya que su uso se limita como combustible sólido, material para abonos y como cama para animales.