PRODUCTOS DE VALOR AGREGADO A PARTIR DE FIBRA Y RAQUIS DE PALMA DE ACEITE Grupo Bioprocesos Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Contenido Introducción Objetivos Metodología Resultados Conclusiones

Introducción Anuncio del agotamiento de las fuentes de combustibles fósiles Búsqueda de nuevas alternativas energéticas

Introducción 10.000 kg RFF Extracción 2.100 kg aceite de aceite de palma 10.000 kg RFF Residuos 2.100 kg aceite 2.200 kg raquis 1.925 kg fibra 520 kg cuesco Gutiérrez, Sánchez & Cardona (2009)

Introducción Pretratamientos Biológicos Químicos Físicos

Objetivos OBJ. GENERAL Desarrollar una plataforma tecnológica que permita la obtención de productos de valor agregado que potencien la cadena productiva de la palma de aceite. OBJ. ESPECÍFICOS Pretratamiento: Remoción de lignina y obtención de azúcares fermentables Recuperación de lignina.

Metodología

Metodología Adecuación de materia prima PALMACEITE

Metodología Caracterización de materia prima Composición (NREL) Lignina Celulosa Hemicelulosa %Sólidos %Humedad Microscopia de Barrido (SEM-EDX)

Metodología Pretratamiento alcalino Factores Unid. Bajo Alto NaOH %p/v 0,5 1,5 Tiempo min 20 60 S:L g:ml 10 Lignina Removida (%p/p) Digestibilidad (gGlucosa/L)

Metodología Extracción de Lignina Precipitación y separación de lignina Licor negro Deslignificación alcalina Secado

Metodología Diseño experimental para carga enzimática Temperatura Factores Unid. Bajo Alto Variable de respuesta (g/L) CTec2 µL 65 195 Glucosa HTec2 12 36 Temperatura Relación S:L Tiempo 50ºC 1:15 60 horas

Resultados

González et al. 2008

Resultados Microscopía de barrido (SEM-EDX) Fibra cruda Raquis crudo

Resultados Microscopía de barrido (SEM-EDX) Fibra pretratado Raquis pretratado

Resultados Análisis estadístico para Raquis r-cuadrado : 96,5423% Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:NaOH 637,295 1 190,19 0,0000 B:Tiempo 0,984024 0,29 0,6010 C:S_L 153,43 45,79 0,0001 AA 0,402318 0,12 0,7369 AB 3,55111 1,06 0,3301 AC 1,99001 0,59 0,4607 BB 5,34232 1,59 0,2384 BC 17,97 5,36 0,0458 CC 17,8626 5,33 0,0463 r-cuadrado : 96,5423%

Resultados Análisis estadístico para hidrólisis enzimática en raquis Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:NaOH 309,942 1 55,24 0,0000 B:Tiempo 0,716737 0,13 0,7290 C:S_L 86,5571 15,43 0,0035 AA 10,7773 1,92 0,1991 AB 1,06215 0,19 0,6737 AC 25,8301 4,60 0,0605 BB 0,0881008 0,02 0,9030 BC 3,00738 0,54 0,4827 CC 8,19297 1,46 0,2577 r-cuadrado: 89,8979%

Resultados Análisis estadístico para fibra r-cuadrado : 85,7184% Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:NaOH 288,596 1 22,69 0,001 B:Tiempo 21,2969 1,67 0,2279 C:S_L 109,636 8,62 0,0166 AA 154,464 12,14 0,0069 AB 0,221113 0,02 0,898 AC 22,9503 1,8 0,2121 BB 64,0019 5,03 0,0516 BC 0,546013 0,04 0,8405 CC 91,9147 7,23 0,0249 r-cuadrado : 85,7184%

Resultados Análisis estadístico para hidrólisis enzimática en fibra Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:NaOH 48,4389 1 63,87 0,0000 B:Tiempo 2,90006 3,82 0,0742 C:S_L 10,1148 13,34 0,0033 AA 0,262067 0,35 0,5675 AC 0,261726 0,5678 CC 1,4781 1,95 0,1880 r-cuadrado: 87,4345%

Validación Raquis Fibra Factor Condiciones óptimas % remoción óptima predicha por el software Digestibilidad (g/L) NaOH (%) 1,82 23,55 22,186 Tiempo (min) 35,29 % remoción óptima experimental experimental S:L 1 : 19,20 23,14 ± 2,04 20,984 ± 0,019 Raquis Factor Condiciones óptimas % remoción óptima predicha por el software Digestibilidad (g/L) NaOH (%) 1,30 20,06 7,080 Tiempo (min) 46 % remoción óptima experimental experimental S:L 1 : 16,67 15,15 ± 0,06 6,709 ± 0,015 Fibra

Recuperación del lignina Raquis Crudo PCB: 4250 cal/g pH 2 5664 cal/g %Removido: 13,98 pH 5 5671 cal/g 11,60 (Basado en ISO 9831)

Recuperación del lignina Fibra Crudo PCB: 4442 cal/g pH 2 5650 cal/g %Removido: 11,45 pH 5 5041 cal/g 11,00 (Basado en ISO 9831)

Análisis estadístico Raquis Fibra r-cuadrado : 56,569% Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:CTec 43,1313 1 5,69 0,0627 B:HTec 0,000260017 0,00 0,9956 AA 3,58126 0,47 0,5224 AB 0,309136 0,04 0,8479 BB 4,05227 0,53 0,4974 Raquis r-cuadrado : 56,569% Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-p A:CTec 27,8162 1 23,87 0,0045 B:HTec 2,53796 2,18 0,2000 AA 0,740351 0,64 0,4616 AB 1,33981 1,15 0,3326 BB 0,476009 0,41 0,5509 Fibra r-cuadrado : 84,854%

Hidrólisis enzimática para CTec2 y HTec2 por separado MUESTRA V0LUMEN CARGA GLUCOSA µL FPU/g g/L 1R-C 65 12 19,511 ± 0,411 2R-C 130 24 27,727 0,256 3R-C 195 35 31,758 0,627 1R-H 89 8,369 0,598 2R-H 179 14,924 0,400 3R-H 268 20,092 0,750   1F-C 9,837 0,621 2F-C 15,229 0,398 3F-C 20,061 0,519 1F-H 6,269 0,267 2F-H 13,129 0,393 3F-H 13,272 0,345 R-C= Raquis con CTec2, R-H= Raquis con HTec2, F-C= Fibra con CTec2 y F-H=Fibra con HTec2

Cinética de hidrólisis

Conclusiones Tanto la fibra como el raquis procedente de la extracción de aceite de palma, técnicamente pueden emplearse como fuentes renovables para la obtención de lignina El raquis además es buena fuente de azúcares fermentables para la producción de etanol La evaluación técnica permitió establecer un pH de 5 para la recuperación de lignina, lo que minimiza los consumos de ácido

Bibliografía Abdullah, N. F. (2011). Characterisation of Oil Palm Empty Fruit Bunches for Application. Journal of Physical Science, 22 (1), 1-24 Ballesteros I. (2000). Obtención de etanol a partir de biomasa lignocelulósica mediante un proceso de sacarificación y fermentación simultánea (SFS). Tesis doctoral. Universidad de Alcalá de Henares Gómez, Natalia. (2013). Obtención de bioetanol a partir de residuos lignocelulósicos procedentes de la extracción de aceite de palma. Universidad de Antioquia. Gutiérrez, L.; Sánchez, O. and Cardona, C. (2009). Process integration possibilities for biodiesel production from palm oil using ethanol obtained from lignocellulosic residues of oil palm industry. Bioresource Technology, 100 (3).1227-1237. Moniruzzaman M. (1996). Saccarification and alcohol fermentation of steam exploded rice Straw Bioresource Technol 55. 111-117. NREL (National Renewable Energy Laboratory). Technical report: Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass

GRACIAS!!!!!