REDBIO México 2010

Folio: 87
Tipo de presentación: Cartel
Tema: Biocombustibles

Caracterización química de pulpas bio-organosolv de P. radiata por espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR)

Mariel Monrroy 1*, Jennifer Ibáñez 3, Rosario Castillo 1, Regis Mendonça 1,2, Jaime Baeza 1,3, Juanita Freer 1,3
1 Laboratorio de Recursos Renovables, Centro de Biotecnología, 2 Facultad de Ciencias Forestales, 3 Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Concepción - Chile

RESUMEN (ABSTRACT)
"La biomasa lignocelulósica puede ser convertida a etanol por hidrólisis enzimática y fermentación. Una característica común antes de la etapa de hidrólisis enzimática es el pretratamiento del material para mejorar la digestibilidad de la biomasa. En los procesos de producción de bioetanol es necesario conocer el potencial de carbohidratos disponibles en los materiales pretratados para el proceso de fermentación, así como los compuestos inhibidores en dicho proceso, en especial lignina. La técnica de infrarrojo cercano con transformada de Fourier (FT-NIR) en combinación con el método de mínimos cuadrados parciales (PLS) fue utilizada para determinar el contenido de glucosa y lignina en pulpas biorganosolv de P. radiata. En primera etapa las astillas fueron biotratadas con Gloephylum trabeum por 21 días, seguido por un proceso organosolv etanol- agua. Se emplearon las muestras de pulpas biotratadas y sin biotratar obtenidas bajo diferentes condiciones del proceso organosolv para obtener un intervalo amplio de concentraciones de los compuestos (76-98 % de glucosa y 9-21 de lignina). Tanto el contenido de glucosa como el de lignina fueron caracterizados por los métodos analíticos convencionales de química húmeda y también por FT-NIR, para establecer los modelos de predicción para las características de la pulpa. Distintos modelos fueron aplicados para correlacionar la composición química de 60 muestras con la base de datos espectrales del NIR. Los modelos fueron construidos usando todos los datos espectrales de 1000 a 2500 nm, transformados a segunda derivada, centrado a la media (CM) y por medio del algoritmo de PLS. Los modelos de calibración obtenidos fueron validados internamente a través de validación cruzada (CV), presentando altos coeficientes de determinación de la calibración (rc2) de 0,94 y 0,89, errores de calibración (RMSEC) de 1,5 y 1,1 y validación (RMSECV) de 2,3 y 1,3 similares a los errores obtenidos por los métodos convencionales, para glucosa y lignina respectivamente. La habilidad de predicción de los modelos de calibración desarrollados también fue evaluada en la predicción de 15 muestras externas. La concentración de glucosa y lignina fueron predichas con bastante precisión (error estándar de predicción, RMSEP 1,9 % para glucosa y 0,9 para lignina). Estos resultados sugieren que el contenido de glucosa y lignina en las pulpas bioorganosolv y organosolv de P. radiata pueden ser estimados simultáneamente y adecuadamente por espectroscopía NIR. Las predicciones por NIR proveen herramientas útiles y rentables para un rápido screening de un gran número de muestras, con lo cual se puede predecir el máximo rendimiento teórico de etanol a partir de la cantidad de glucosa disponible en el material pretratado, como también la eficiencia del pretratamiento. Agradecimiento: Los autores agradecen el apoyo de FONDECYT (Proyecto 3100043)."