Hidrólisis de bagazo de cerveza para la producción de etanol de segunda generación

Abstract

El grano gastado de cerveza (BSG) es un residuo abundante generado por la industria cervecera. El uso más común es como alimento para ganado, pero posee un gran potencial para su valorización a bioetanol de segunda generación (2G). Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo principal estudiar y simular un proceso que permita la obtención de azucares fermentables presentes en el BSG de una industria artesanal local, para su posterior valorización por conversión a bioetanol 2G. El proceso propuesto de valorización consta de 3 etapas principales. La primera, tiene como objetivo la obtención de una corriente rica en azucares y consiste en dos hidrolisis consecutivas (hidrolisis acida y posterior hidrolisis enzimática), la segunda es la etapa de fermentación que convierte los azucares en etanol y la última etapa consiste en una separación y purificación del etanol. Para simular este proceso es necesario, en primer lugar, realizar una caracterización fisicoquímica del BSG; que permita definir las condiciones de la corriente de entrada al proceso de valorización. También ha sido necesario la realización de un estudio cinético de la etapa de hidrolisis acida, para determinar la temperatura y las conversiones de los polisacáridos a monosacáridos en esta etapa. Los demás datos necesarios para la simulación del proceso de valorización del BSG a bioetanol 2G se han obtenido de la bibliografía.

Spent brewery grain (BSG) is an abundant waste generated by the brewing industry. Its most common use is as animal feed, but it has great potential for valorization into second-generation (2G) bioethanol. This end-of-degree project aims to study and simulate a process that allows the extraction of fermentable sugars present in BSG from a local craft industry for its subsequent valorization by conversion into 2G bioethanol. The proposed valorization process consists of three main stages. The first stage aims to obtain a stream rich in sugars and involves two consecutive hydrolysis processes (acid hydrolysis followed by enzymatic hydrolysis). The second stage is fermentation, which converts the sugars into ethanol, and the last stage involves the separation and purification of the ethanol. To simulate this process, it is first necessary to carry out a physicochemical characterization of the BSG to define the conditions of the input stream to the valorization process. It was also necessary to conduct a kinetic study of the acid hydrolysis stage to determine the temperature and conversions of polysaccharides to monosaccharides at this stage. The remaining data required for the simulation of the BSG valorization process to 2G bioethanol were obtained from the literature