Proceso de termo hidrólisis para la liberación de azúcares monoméricos en residuos agroindustriales

Abstract

"La hidrolisis es la ruptura de las moléculas en medio acuoso, tiene como finalidad la transformación de los polímeros de la glucosa (almidón y celulosa) en azucares sencillos. La hidrolisis térmica o termohidrólisis aplica altas temperaturas y presiones para romper la barrera de lignina descomponiendo las cadenas de celulosa. Gran parte de las industrias agroalimentarias, tanto grandes como pequeñas, generan considerables cantidades de "desechos" de origen vegetal (biomasa) derivados de diferentes procesos, y que por lo general son desperdiciados. Este material orgánico lignocelulósico contiene un alto potencial energético, por su gran contenido de polisacáridos complejos, que mediante los procesos adecuados, pueden ser aprovechados para la producción de gran cantidad de productos de interés económico y social. Esta investigación consta de dos etapas diferentes, en la primera se realizó un pretratamiento de secado y tamizado separando por tamaño de partícula (2.38, 2.0 y 1.68mm) a la materia prima (bagazo de uva y granada) y se realizaron determinaciones de azucares totales, reductores y capacidad antioxidante. En bagazo de uva la mayor concentración de azucares totales fue con un tamaño de partícula de 2mm con una concentración de 21mg/ml, en azucares reductores en el tamaño de partícula de 1.68mm con una concentración de 11mg/ml y la capacidad antioxidante en el tamaño de partícula de 2.38mm con 2.43mg/ml. En cuanto al bagazo de granada la mayor concentración de azucares totales fue con un tamaño de partícula de 2mm con una concentración de 42mg/ml, en azucares reductores en el tamaño de partícula de 1.68mm con una concentración de 17mg/ml y la capacidad antioxidante en el tamaño de partícula de 1.68mm con una concentración de 4.94mg/ml. En la segunda etapa se realizó la termohidrólisis para incrementar la concentración de azucares monoméricos en las muestras de los residuos de uva y granada, con el objetivo de determinar mediante un sistema Taguchi L-9, las condiciones más óptimas para la extracción de estos azucares, rompiendo las cadenas de lignina considerando diferentes variantes: presión (10, 15 y 20Psi), tiempo de exposición (5, 10 y 15min) y tamaño de partícula (1.68, 2 y 2.38mm), este sistema determinó las mejores combinaciones en 9 tratamientos, posteriormente se realizaron determinaciones de azucares totales, reductores y capacidad antioxidante en el caldo del hidrolizado y en el Slurry . Tras analizar los resultados, se determina que el tiempo de exposición y el tamaño de partícula de la materia prima son factores que afectan la liberación de glucosas y fructosas principalmente, rompiendo las fibras de lignina. En donde la mayor concentración de azucares totales en el bagazo de uva llego a 28.581mg/ml en el tratamiento 6 del caldo hidrolizado (10min, 20Psi y tamaño de partícula de 2.38mm), mientras que en la cascara de granada la máxima liberación llego a 33.511mg/ml en el tratamiento 2 del slurry hidrolizado (5min, 15Psi y tamaño de partícula 2.0mm)"