Produccion de etanol apartir de la yuca

1. Introducción

La yuca es ampliamente cultivada en áreas tropicales y se usa como alimento tanto humano como de animales. En Tailandia, aproximadamente 10 millones de toneladas de tubérculos de yuca fresca se consumen anualmente como almidón de primera necesidad. Cuando se extrae el almidón de los tubérculos de yuca durante la manufactura, los tubérculos de yuca rallados son separados engránulos de almidón y materiales fibrosos residuales por extracción de agua y posterior centrifugación. El material fibroso residual, llamado pulpa de yuca, contiene aproximadamente de 10-30% en peso material de los tubérculos originales. Es por esto que se estima que la industria de almidón de tapioca genera al menos un millón de toneladas de pulpa de yuca anualmente a partir de 10 millones detoneladas de tubérculos frescos. De acuerdo a los reportes y prácticas de procesamiento en Tailandia, una gran cantidad de almidón (hasta el 60% en peso seco) y fibra celulósica está contenida en la pulpa de yuca.
El etanol está siendo usado cada vez más como combustible alternativo en el sector de transporte. En general, el combustible etanol se produce principalmente a partir de la caña de azúcar, delmaíz y, en Tailandia, de la yuca. Sin embargo, un aumento dramático en la producción de etanol empleando los cultivos mencionados anteriormente puede no ser práctico debido a que estos mismos cultivos son fuente importante de alimento y pastoreo, y una expansión en la producción de etanol como combustible a partir de estos cultivos podría derivar en escasez y aumento de precios en la comida y elpastoreo. El uso de desperdicios de la agricultura como fuente para la producción de etanol constituye una alternativa efectiva. En este contexto, la pulpa de yuca posee un gran potencial como materia prima para la producción de etanol debido a que contiene grandes cantidades de almidón y sustancias celulósicas que pueden ser hidrolizadas y fermentadas para producir etanol.
La producción deetanol a partir de material almidónico por medio de fermentación convencional requiere sacarificación con enzimas amilolíticas y subsiguiente fermentación usando levadura de Saccharomyces cerevisiae, debido a que esta levadura no puede utilizar material almidónico. El proceso de dos pasos resulta en altos costos de producción y baja productividad de etanol. Han sido publicados muchos reportes sobre eldesarrollo de cepas de S.cerevisiae capaces de secretar enzimas aminolíticas. A pesar de que se han desarrollado cepas de levadura capaces de utilizar almidón, su habilidad para la producción de etanol sigue siendo insatisfactoria. Recientemente se han desarrollado cepas de levadura que contienen varias proteínas en su superficie celular usando ingeniería genética. Las cepas de levadura delaboratorio que contienen glucoamilasa Rhizopus oryzae, las cuales se adhieren a la glucosa por medio de enlaces α-1,4 y α-1,6 con polisacáridos, han producido etanol directamente a partir de fécula de maíz soluble cocida. Sin embargo, estas cepas de levadura diseñadas superficialmente, debido a la naturaleza de la cepa de laboratorio, no pueden producir y acumular grandes concentraciones de etanol a unritmo acelerado. Debido a esto es necesario aplicar la tecnología de diseño superficial a una cepa industrial con gran capacidad de producción y tolerancia de etanol para producir una cepa de levadura de producción de etanol útil en la práctica.
Este reporte describe el desarrollo de una de cepa de levadura de diseño superficial con contenido de glucoamilasa R. oryzae, usando una cepa industrialde producción de etanol (S. cerevisiae Kyokai no. 7) y sus propiedades fermentativas en la pulpa de yuca.

2. Diagrama del proceso


3. Descripción de las etapas del proceso

• Hidrólisis
Se denomina hidrólisis a las reacciones de la química orgánica e inorgánica, en donde el agua efectúa una doble descomposición con otro compuesto. (El H+ va en un componente y el OH" va en el otro)....