Producción de bioetanol mediante fermentación de subproductos cítricos pretratados con steam explosion

Abstract

[SPA] La producción mundial de zumo de naranja durante la campaña de 2007/2008 en los países productores más importantes fue de unos 2,3 millones de toneladas (65 ºBrix), por lo que los residuos industriales de pieles de cítricos en todo el mundo podían estimarse en más de 15.106 t. Parte de los subproductos cítricos se han utilizado tradicionalmente en alimentación del ganado, ya sea en estado fresco o como ensilado, o como producto deshidratado, pero normalmente una considerable cantidad de estos subproductos cítricos frescos se pierden como consecuencia de la dificultad de consumir o tratar rápidamente una gran cantidad de estos residuos en un período relativamente corto de tiempo, durante la campaña. De esta manera, una gran cantidad de estos subproductos todavía son vertidos incontroladamente a la naturaleza, causando verdaderos problemas medioambientales. Es así como la eliminación de estos residuos cítricos representa un serio problema para la industria de cítricos de todo el mundo. De hecho, y debido a la concentración territorial de la producción de estos subproductos, es especialmente importante en EEUU (que generó unos 3,2 millones de toneladas de residuos del procesado de cítricos, en la campaña 2005-2006, y principalmente en el Estado de Florida), Brasil (principalmente en la región de Sao Paulo, que genera más del doble de la cantidad de Florida), y los países mediterráneos (con una producción de más de 1,5 millones de toneladas entre España, Italia, Grecia, Egipto, Turquía y Marruecos). En España, la producción media de subproductos cítricos por año es de cerca de 600.000 t, y se tiene una gran concentración en la Región de Murcia, siendo aproximadamente el 30% debido a la producción de zumos de mandarina. En esta tesis se ha estudiado la hidrólisis enzimática de los CPW pretratados con steam explosion para la producción de bioetanol, dedicando especial atención a la recuperación de los CEOs, y a la influencia de este tratamiento previo sobre los cambios de composición en los CPW, y sobre el rendimiento en etanol en la fermentación posterior de los hidrolizados. Se han estudiado los subproductos cítricos de mandarina (Citrus reticulata L.) (MCPW), limón (Citrus limon L.) (LCPW), pomelo (Citrus paradisi L.) (GCPW) y naranja (Citrus sinensis L.) (OCPW) para la producción de bioetanol, obteniendo también como co-productos: D-limoneno, ácido galacturónico, y pellets de pulpa de cítricos (CPP). [ENG] World orange juice production during marketing year 2007/2008 in selected majorproducing countries is estimated at 2.3 million metric tons (65 degrees Brix), so the worldwide industrial citrus peel wastes may be estimated in more than 15.106 t. Citrus peel wastes are partly used for cattle feed either fresh or after ensilage or dehydration, but considerable quantity of citrus pulp in the fresh state is lost as a result of the difficulty of rapidly disposing a large quantity of the wastes in a fairly short period of time, then a huge amount of it is still discarded to nature, causing several environmental problems. So, the disposal of these citrus wastes poses a serious problem for citrus industries around the world, but due to territorial production concentration, it is especially important in USA (generating 3.2 million metric tons of citrus processing waste in the 2005–2006 growing season, mainly in the State of Florida), Brazil (mainly in the Region of Sao Paulo, generating more than twice the amount of Florida), and Mediterranean countries (with more than 1.5 million metric tons between Spain, Italy, Greece, Egypt, Turkey and Morocco). In Spain, the average production of citrus peel wastes per year is near 600,000 t, being approximately the 30% from mandarin citrus juice squeezing. The citrus juice from mandarin is produced mainly in Spain and China (with an estimate worldwide mandarin citrus juice production of 1.5 million tonnes). In this Thesis the enzymatic hydrolysis of CPW pretreated with steam explosion for bioethanol production is studied, paying special attention to CEOs recovery by means this pretreatment and its influence on composition changes in the CPW, and ethanol yield by posterior fermentation of hydrolysates.