Un proyecto del Clúster Cemie-Bio produjo bioetanol a partir del bagazo de agave.

¿Podría la industria tequilera aportar algo a las energías renovables de México? La respuesta es sí. Investigadores de la Universidad Autónoma de Coahuila (UAdeC) desarrollaron el proyecto “Estrategias operativas y estudio técnico-económico en la producción de bioetanol utilizando bagazo de agave”, un estudio que fue parte de las actividades del Clúster de Bioalcoholes del Centro Mexicano de Innovación en Bioenergía (Cemie-Bio).

El proyecto nació de la necesidad de aprovechar los residuos que genera la industria tequilera en México. En el experimento, se usó el bagazo de agave extraído directamente de los fabricantes de tequila de la región del mismo nombre, en el estado de Jalisco, lugar donde se produce cerca del 85% del agave tequilana.

¿Qué tiene de especial, en términos energéticos, el bagazo de agave? “El bagazo de agave está compuesto por materiales lignocelulósicos, principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina. Estos biopolímeros están presentes en la mayoría de las plantas y, al ser despolimerizados en azúcares simples, pueden utilizarse para ser fermentados y obtener bioetanol”, explicó en entrevista la maestra en Ciencias Daniela Lidieth Aguilar Pérez, colaboradora del proyecto y del Clúster de Bioalcoholes.

Además de bioetanol, el equipo obtuvo un subproducto del bagazo de agave llamado xilooligosacáridos, elementos que pueden ser usados como prebióticos en la industria alimentaria.

Para producir bioetanol, es necesario, primero, separar la celulosa, lignina y hemicelulosa mediante una etapa de pretratamiento. En este caso, el equipo se ha especializado en tratamientos hidrotérmicos. Esto es posible colocando la materia prima en un reactor de altas presiones (en este caso, el bagazo del tipo Agave tequilana Weber var. azul), la cual se mezcla con agua y se lleva a altas temperaturas para poder separar los compuestos, principalmente la hemicelulosa.

“Casi todo lo que suministramos al sistema simulador para el desarrollo de la planta se convirtió en bioetanol”

Después, pasa por una etapa de pre-sacarificación y fermentación, es decir, primero se hidroliza la celulosa en glucosa mediante un proceso con enzimas (enzimas celulasas) durante cierto tiempo (entre 8 y 24 horas); luego, una vez que pasa un tiempo de residencia de hidrólisis enzimática, se inocula un microorganismo (Saccharomyces cerevisiae) para poder fermentar los azúcares, pero la enzima nunca es retirada del proceso, lo cual ayuda a que se realice una sacarificación y fermentación simultánea. Ello significa que la enzima seguirá hidrolizando (cortando) los enlaces de la celulosa para poder obtener los azúcares, por lo que está en continua obtención de azúcares y de fermentación.

Después de la fase de experimentación, los investigadores pasaron a la etapa de simulacro, que se elaboró mediante un software comercial. En este ensayo, se diseñó una biorrefinería de segunda generación para la producción de bioetanol de diferentes capacidades, desde las 100 toneladas de bagazo de agave hasta las 1,000 toneladas por día.

“La eficiencia del proceso en la producción de bioetanol se mide con base en su rendimiento. Nosotros usamos cargas de sólidos pretratados de 10% y 15% (esto es importante para obtener una mayor cantidad de azúcares y, subsecuentemente, etanol). Para el primer caso, obtuvimos rendimientos superiores al 90%; y, para el segundo, obtuvimos rendimientos por encima del 80%, de azúcares a etanol, respectivamente. Casi todo lo que suministramos al sistema simulador para el desarrollo de la planta se convirtió en bioetanol”, comentó la investigadora, quien es egresada de la Facultad de Ciencias Químicas por la UAdeC. La zona en donde se diseñó y evaluó la planta para su instalación fue el Bajío, en México.

Los resultados obtenidos se utilizarán como base para el escalamiento de un reactor piloto que suministrará los substratos a las diferentes instituciones que conforman el clúster, en este caso al CIATEJ, en Guadalajara, y el Ipicyt, en San Luis Potosí. “Este proyecto tiene muchos beneficios: se fomenta la disminución de combustibles fósiles, se aprovechan recursos no valorados en México, como es el caso del bagazo de agave; e, indirectamente, se impulsa la industria tequilera en el país, la cual tiene presencia en México y el mundo”, dijo la maestra Aguilar, quien es originaria de Monclova, Coahuila, e hizo su maestría en Ciencia y Tecnología de los Alimentos en la UAdeC.

Una parte del estudio consistió en la realización de un análisis económico del biocombustible, en cuyos resultados se observó el impacto que tiene el concepto de una biorrefinería de segunda generación. Los xilooligosacáridos como subproducto disminuyeron, de manera significativa, los costos de producción de bioetanol. También se evaluaron diferentes escenarios, como tamaños de planta, costos de materia prima y cómo fluctuarían los precios de bioetanol. Uno de los resultados del análisis económico arrojó que, aun con los precios más altos, los costos de bioetanol son muy competitivos en comparación con el precio actual de la gasolina.

El proyecto fue dirigido por el doctor Héctor A. Ruiz, profesor investigador del Grupo de Biorrefinería del Departamento de Alimentos (Dia) de la Facultad de Ciencias Químicas de la UAdeC.

El Clúster de Bioalcoholes es un centro que reúne 11 organizaciones nacionales y extranjeras, está coordinado por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional, unidad Guadalajara, y es liderado por el doctor Arturo Sánchez.

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