Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 4, Num 8 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v4i8.0031  
PRODUCCIÓN DE ETANOL CELULÓSICO A PARTIR DE LA  
CONVERSIÓN DE RESIDUOS AGRÍCOLAS  
CELLULOSIC ETHANOL PRODUCTION FROM THE  
CONVERSION OF AGRICULTURAL WASTE  
1
1
1
Monroy-Intriago Luigi *; Zambrano-Zambrano María ; Latorre-Castro Gisela ; Rosero-  
Delgado Ernesto1  
1Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y  
Químicas, Universidad Técnica de Manabí, UTM. Portoviejo, Ecuador.  
*
Correo: lmonroy5575@utm.edu.ec  
Resumen  
Los residuos agrícolas constituyen una fuente abundante de material lignocelulósico. Según su  
conversión física, química o biológica, el material lignocelulósico permite la obtención de etanol.  
Ésta es una solución al problema de la eliminación final de residuos celulósicos. El objetivo de  
este trabajo radicó en la determinación de condiciones adecuadas de pretratamiento (% de  
humedad y tamaño de partícula) para residuos agrícolas (maní, fréjol y arroz). Además, se evaluó  
el efecto de las condiciones básicas de hidrólisis a 2, 3 y 4% de NaOH a 25, 73 y 121 ºC durante  
1
hora, en relación a la cantidad de azúcares reductores. Como resultado, la temperatura influye  
significativamente en la extracción de azúcares reductores. La fermentación alcohólica de  
cáscara de maní con S. cerevisiae produjo 4.579 mg de etanol/100 mg de azúcares reductores,  
en condiciones adecuadas de temperatura alta y concentraciones bajas de NaOH. Este resultado  
fue comparable al obtenido por otros autores.  
Palabras clave: residuos agrícolas, conversión, etanol celulósico, azúcares fermentables.  
Abstract  
Agricultural residues constitute an abundant source of lignocellulosic material. According to its  
physical, chemical or biological conversion, lignocellulosic material allows the obtaining of  
ethanol. This is a solution to the problem of final disposal of cellulosic wastes. The objective of  
this work was the determination of suitable pretreatment conditions (% moisture and particle size)  
for agricultural residues (peanuts, beans, and rice). In addition, the effect of the basic hydrolysis  
conditions was also evaluated at 2, 3, and 4% of NaOH at of 25, 73 and 121 ºC for 1 hour, in  
relation to the amount of reducing sugars. As a result, the temperature significantly influences the  
extraction of reducing sugars. The alcoholic fermentation of peanut shell with S. cerevisiae yielded  
4,579 mg of ethanol / 100 mg of reducing sugars, under suitable conditions of high temperature  
and low concentrations of NaOH. This result was comparable to that obtained by other authors.  
Keywords: agricultural residues, conversion, cellulosic ethanol, fermentable sugars.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 23 de diciembre de 2020  
Fecha de aceptación: 25 de enero de 2021  
Fecha de publicación: 09 de julio de 2021  
1
28  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
1
. Introducción  
combustibles fósiles aportan el 9,5%,  
el carbono el 1,3% y el gas natural el  
Se estima un incremento en la  
demanda de energías primarias en  
todo el mundo de aproximadamente  
4
,9% (Moya et al., 2019; Román-  
Collado & Morales-Carrión, 2018).  
1
1,8  
millones  
de  
toneladas  
La producción agrícola en Ecuador  
ha aumentado en los últimos tres  
años; se registra un incremento del  
equivalentes de petróleo (Mtep) para  
el año 2030 (Alam et al., 2013). Se  
espera que alcance los 18.000 Mtep  
en el año 2050 (Frei et al., 2013). Los  
recursos energéticos de mayor  
demanda son los combustibles  
fósiles, el carbono y el gas natural,  
puesto que estos recursos son  
utilizados para satisfacer el 81,1% de  
la demanda energética mundial  
1
8% en la caña de azúcar, y se  
estima que el arroz se incrementará  
en un 25 % de toneladas producidas  
por año, en un período de 3 años  
(INER, 2016). Ese incremento de  
producción va relacionado con la  
acumulación de residuos agrícolas.  
Por otra parte, Saval (2012)  
menciona que en la industria  
cervecera se utiliza apenas el 8% de  
los componentes del grano, en la del  
aceite de palma el 9%, y en la del  
café el 9,5%, las cantidades  
restantes son residuos. En Manabí,  
la producción agrícola anual del  
maní (25% cáscara) es 586 tn, de  
arroz en cáscara (20% cáscara)  
(Alam et al., 2013). En Ecuador, el  
consumo de combustibles fósiles  
representa el 80% de la demanda  
energética total (INER, 2016),  
mientras el 20% proviene de fuentes  
de energía renovable como la  
biomasa, eólica, etc., (Álvarez et al.,  
2
012). Sin embargo, el consumo de  
los recursos energéticos de origen  
fósil se considera la principal causa  
del calentamiento global (Griffiths et  
al., 2019), debido a la liberación de  
gases contaminantes como el  
dióxido de carbono, metano, óxido  
4
8.411 tn y de fréjol tierno en vaina  
30% cáscara) 802 tn (INEC, 2018).  
Los residuos agrícolas  
(
y
agroindustriales se generan en las  
diferentes etapas del proceso  
nitroso,  
particulado, etc., (Amestoy Alonzo,  
010). En América Latina, el total de  
hidrocarburos,  
material  
productivo,  
y
representan una  
problemática a nivel mundial debido  
a que su inadecuada disposición  
2
emisiones de gases contaminantes  
es del 15,7%, del cual los  
contribuye  
a
la degeneración  
1
29  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 4, Num 8 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
ambiental  
(Chávez  
Porras  
&
sobreproducción  
de  
productos  
Rodríguez González, 2016), y al no  
ser aprovechados se pierde material  
vegetal potencialmente valioso por  
sus componentes lignocelulósicos,  
los cuales podrían ser transformados  
en productos de elevado valor  
añadido como los biocombustibles,  
ya que representan una fuente  
alternativa de energía renovable  
agrícolas (Balat & Balat, 2009); se  
utiliza como combustible E85 (una  
mezcla de combustible de 85%  
bioetanol  
y
15% gasolina) en  
vehículos diseñados para su uso,  
aunque E85 representa sólo el 1%  
del  
(Yacobucci & Schnepf, 2007). En  
Ecuador, se comercializa el  
consumo  
de  
bioetanol  
(
Guerrero et al., 2015).  
combustible “Ecopaís”, siendo el  
único que contiene derivados de  
caña de azúcar, está compuesto por  
un 5% de bioetanol y un 95% de  
gasolina extra con un octanaje de 87;  
sin embargo, la norma INEN-935,  
relacionada con derivados de  
petróleo, dispone incorporar hasta  
un 15% de etanol (El Comercio,  
Los biocombustibles, se obtienen de  
muchas fuentes orgánicas, entre  
ellas se encuentra el material  
lignocelulósico (Sierra et al., 2010).  
Los  
residuos  
agrícolas  
son  
los  
materiales  
lignocelulósicos,  
cuales poseen una estructura  
compleja compuesta de lignina (32-  
2
019). Por otra, el uso de la caña de  
azúcar como materia prima para la  
producción de bioetanol, ha  
5
5%), hemicelulosa (10-34%) y  
celulosa (25-67%) (Rodríguez et al.,  
012), son de bajo costo, tienen alto  
2
generado preocupación por un  
posible incremento del coste de la  
caña de azúcar y sus derivados;  
debido a esto, productos como maíz,  
piñón, sorbo, entre otros, también  
podrían ser útiles en este plan (El  
Comercio, 2018). Según Balat  
contenido de material fermentable,  
con un ciclo de combustión de cero  
emisiones de gases  
y
alta  
disponibilidad, lo que permite su uso  
en la producción de biocombustibles  
como el bioetanol, biodiesel y  
butanol (Balat, 2011). En Estados  
Unidos se fomenta la producción y  
uso del bioetanol producido a partir  
de maíz, para reactivar el sector  
(2007)  
el  
bioetanol  
es  
el  
biocombustible más utilizado para el  
transporte a nivel mundial. El  
bioetanol obtenido a partir de la  
agrícola  
cuando  
existe  
conversión  
del  
material  
1
30  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
lignocelulósico permite reducir el  
consumo de combustibles fósiles y la  
degeneración ambiental (Balat &  
Balat, 2009). En base a la necesidad  
de plantear nuevas alternativas  
energéticas que mejoren la calidad  
del medio ambiente y a la vez, la  
calidad de vida de las personas y sin  
los residuos agrícolas por molienda,  
para  
posteriormente  
ser  
almacenados  
en  
recipientes  
plásticos herméticos a temperatura  
ambiente. La humedad fue  
determinada con una termo balanza  
(Boenco) a 100°C, el resultado se  
expresó como % humedad por  
gramo de residuo (Torres Robles et  
al., 2018).  
afectar al sector alimenticio  
y
productivo, esta investigación tiene  
como objetivo establecer las  
condiciones más adecuadas para la  
hidrólisis de residuos agrícolas que  
2
.3. Pretratamiento básico  
El pretratamiento básico tuvo el  
objetivo de disociar la celulosa y  
permitan  
conversión de azúcares reductores  
AzR), en función de la producción  
de bioetanol o etanol celulósico.  
alcanzar  
la  
mayor  
hemicelulosa  
fermentables  
en  
azúcares  
consistió en  
y
(
incorporar en matraces de 50 mL, 5  
gramos del residuo agrícola con  
NaOH diluido (2, 3 y 4%) en relación  
1:8 (m/v). Estos fueron sometidos a  
2
2
. Metodología  
.1. Residuos agrícolas  
3
1
niveles de temperatura (25, 73 y  
21 ºC), por una hora. Una vez  
Se utilizaron los residuos de los  
productos agrícolas más producidos  
en la provincia de Manabí. Las  
cáscaras de Maní, Fréjol y la  
cascarilla de Arroz, se obtuvieron de  
cultivos temporales del cantón  
Rocafuerte, Manabí, Ecuador.  
finalizado el pretratamiento, se filtró  
el hidrolizado con papel filtro  
(ø=20µm), recuperando la fase  
líquida de interés, y posteriormente  
se determinó la concentración de  
AzR (Rodríguez et al., 2017).  
2
.2. Acondicionamiento de los  
2
.4. Contenido de azúcares  
residuos agrícolas  
reductores  
El  
acondicionamiento  
inicial,  
La determinación de los AzR se  
realizó con la metodología descrita  
por Miller (1959); la cual consiste en  
consistió en determinar el porcentaje  
de humedad, así como estandarizar  
el tamaño de partícula (ø=1 mm) de  
1
31  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 4, Num 8 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
la conversión del ácido 3,5  
dinitrosalicílico a ácido 3-amino-5-  
2.6. Fermentación líquida  
Se realizó la hidrólisis del residuo por  
triplicado, utilizando la concentración  
dinitrosalicílico  
(reactivo  
que  
absorbe energía ultravioleta a 540  
nm) en presencia de AzR.  
de NaOH  
y
temperatura más  
adecuada, establecidas conforme al  
literal “C” de esta sección, con el  
objetivo de obtener AzR. Se  
hidrolizaron 20 gramos de cáscara  
de Maní en relación 1:8 con NaOH al  
2
.5. Técnica del DNS  
Se mezclaron 0,5 mL de residuo y  
,5 mL del reactivo DNS (3,5-  
Dinitrosalicylic acid) en tubos falcón  
Nest) de 15 mL, con la finalidad de  
0
2
%. Previo a la fermentación se  
(
ajustó el pH de los hidrolizados a un  
valor entre 5 a 6; posteriormente, se  
llevó a un biorreactor de 500 mL y se  
adicionaron 2,5 % m/v de levadura S.  
cerevisiae liofilizada. Una vez  
iniciado el proceso fermentativo, se  
tomaron lecturas del consumo inicial  
de sustrato (AzR).  
detectar los AzR presentes. La  
reacción se realizó en baño María,  
con la ayuda de una placa  
calefactora (Thermo, USA), a 90 ºC  
durante 5 minutos. Luego, se enfrió  
hasta temperatura ambiente y se  
añadieron 5 mL de agua destilada a  
cada muestra. Los tubos se llevaron  
a agitación (Pulsing Vortex Mixer,  
Fisher Scientific) y se realizó la  
lectura de la absorbancia a 540 nm  
2.7.  
Destilación  
del  
etanol  
celulósico  
La destilación consistió en separar el  
etanol del mosto fermentado, para  
esto se tomaron 100 mL de muestra  
y utilizando un equipo de destilación  
y una placa calefactora se llevó a  
temperatura de ebullición del etanol  
(
Thermo Scientific GENESYS 10S-  
Spectrophotometers) (Bello Gil et al.,  
006). La muestra del hidrolizado  
2
debe tener un pH (Accumet ®, Fisher  
Scientific) no menor a 4 para realizar  
la medición correcta de AzR en el  
espectrofotómetro, de acuerdo con  
la técnica citada por Loboguerrero  
(78,5 °C), se tomaron muestras del  
volumen destilado para determinar el  
contenido en % alcohol (Nzelibe &  
Okafoagu, 2007).  
(2007).  
1
32  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
2
.8.  
Contenido  
del  
etanol  
Se calcularon los rendimientos  
máximos estequiométricos,  
celulósico  
velocidad de consumo de sustrato y  
generación de producto. Así como  
cada uno de los coeficientes de la  
ecuación.  
La concentración de etanol (%V/V)  
en las muestras del destilado, se  
cuantificó mediante un refractómetro  
de alcohol modelo RHV-80ATC  
(Gradindex, USA). Para calcular el  
2.10. Análisis estadístico  
bioetanol producido, se multiplica el  
volumen de etanol destilado por el %  
Las variables estudiadas fueron la  
concentración de NaOH  
y
la  
de  
alcohol  
medido  
con  
el  
temperatura de hidrólisis en relación  
a la cantidad de AzR producidos  
durante el pretratamiento básico,  
refractómetro, y se obtiene el etanol  
producido en mL, luego se multiplica  
el volumen de etanol por la densidad  
utilizando  
3
niveles para la  
(0,8033 g/mL) y se obtiene el etanol  
concentración de NaOH (2, 3, 4 %  
NaOH) y la temperatura (25, 73, 121  
ºC), mediante un diseño factorial 32.  
producido en g. (Bakare et al., 2019).  
2
.9.  
Rendimientos  
estequiométricos  
Los valores obtenidos de AzR del  
proceso de hidrólisis básica, fueron  
comparados mediante la prueba de  
múltiples rangos con la ayuda del  
paquete estadístico Statgraphics  
Centurion XV.I.  
Para el cálculo de los rendimientos  
teóricos  
del  
proceso  
utilizó  
de  
la  
fermentación,  
se  
metodología descrita por Doran  
1998), en la que se utiliza la  
ecuación estequiométrica del  
(
3
. Resultados y discusión  
proceso de fermentación de células  
heterótrofas (Ec.1).  
Los  
procesos  
de  
de  
los  
conversión  
residuos  
energética  
퐶 퐻 푂 푁 + 푏푁퐻 → 푐퐶퐻 푂 푁 + 푑퐶푂 +  
푤
푥
푦
푧
푖
훼
훽
훿
2
lignocelulósicos son afectados por la  
humedad (Barakat et al., 2015). Para  
la mayoría de estos procesos, es  
indispensable que la biomasa tenga  
un contenido de humedad inferior al  
푒퐻 푂 + 푓퐶 퐻 푂 푁 (Ec.1)  
2
푗
푘
푙
푚
C H O N = Sustrato  
w
x y z  
bNH = Fuente de Nitrógeno  
i
cCH O N = Biomasa  
α
β δ  
eH O = Agua  
2
3
2
0% (Escalante Hernández et al.,  
010; McKendry, 2002). Por otra  
fC H O N = Etanol  
j
k l m  
1
33  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 4, Num 8 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
parte, el tamaño de partícula por  
medio del proceso de molienda  
permite aumentar el área de la  
superficie de hidrólisis (Galbe &  
Zacchi, 2007). Por lo tanto, en el  
presente trabajo, los residuos fueron  
acondicionados para reducir el  
contenido de humedad y su tamaño;  
luego, se realizaron análisis de  
humedad de los residuos agrícolas  
(Fig. 1).  
Figura 1. Residuos Agrícolas: (A) Cáscara de Maní, (B) Cáscara de Fréjol, (C)  
Cascarilla de Arroz  
Para la interpretación de los  
resultados, se realizó la prueba de  
múltiples rangos y análisis de  
varianza de los datos en base a los  
AzR como variable de respuesta en  
función de la temperatura  
y
concentración de NaOH durante el  
proceso de hidrólisis. Los resultados  
se muestran a continuación en la  
Tabla 1.  
Tabla 1.  
Contenido de humedad de los residuos agrícolas  
Material  
% H  
10,09  
13,81  
9,31  
Cascarilla de Arroz  
Cáscara Fréjol  
Cáscara de Maní  
%
H: %Humedad por gramo de residuo  
Se  
observaron  
diferencias  
hemicelulosa, lignina) es diferente  
significativas con respecto a cada  
para cada planta y sus diferentes  
tipos de pared celular vegetal. La  
conversión de los materiales  
lignocelulósicos depende no solo de  
la composición bioquímica de las  
parámetro.  
necesario  
Sin  
embargo,  
que,  
es  
la  
mencionar  
composición de los compuestos  
principales (es decir, celulosa,  
1
34  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
plantas, sino también de la  
organización de los tejidos y de  
cómo está constituida su pared  
celular (Barakat et al., 2007). Por lo  
tanto, los residuos analizados no  
presentan el mismo comportamiento  
debido a las diferencias de sus  
características propias (Fig.1).  
g/L). Esto fue demostrado por  
Bastidas (2014), quien menciona  
que a mayores temperaturas y  
menores tiempos de residencia se  
favorece la dilución total de  
hemicelulosa y parcial de lignina  
para la formación de AzR. Por otra  
parte, Barrios Caballero (2014),  
utilizó los residuos de Maguey  
peruano, para producción de  
bioetanol, y pudo demostrar que al  
La temperatura influye en el  
pretratamiento de material vegetal  
porque,  
permite  
degradar  
la  
aumentar  
la  
temperatura  
estructura donde se encuentran  
gradualmente, durante la hidrólisis,  
se alcanzó una conversión máxima  
de 7,31 ±0,05 g AzR/100 g de  
muestra a 110ºC durante 10 horas  
en autoclave. Sin embargo, Cabrera  
et al. (2014) describen que los  
pretratamientos alcalinos y con  
peróxido alcalino a temperatura  
suave han demostrado ser métodos  
factibles en términos de obtención de  
AzR a partir de paja y cáscara de  
arroz, aunque se ha demostrado que  
existe pérdida de sólidos de hasta  
almacenadas  
hemicelulosa.  
la  
celulosa  
y
En la tabla 2 se muestra la cantidad  
de AzR producida en función de la  
temperatura; y se observa que las  
dos variables son directamente  
proporcionales, es decir, que el  
aumento de temperatura incrementa  
la producción de los AzR presentes  
en los residuos. Este resultado,  
demuestra que en el tratamiento  
realizado a temperatura de 121°C se  
produjo una mayor cantidad de AzR  
en comparación con el tratamiento  
realizado a 25 y 73°C, siendo las  
Cáscaras de Maní (6,12 ±0,8 g/L) y  
las Cáscara de Fréjol (4,19 ± 1,5 g/L)  
los dos residuos agroindustriales de  
los cuales se puede obtener la mayor  
cantidad de AzR en comparación  
con la Cascarilla de Arroz (1,77 ±0,4  
3
5,4% y 39,3% para paja y cascarilla  
de arroz, respectivamente; por lo  
cual no mejoran los rendimientos de  
hidrólisis. Las conversiones más  
altas de azúcares reductores para  
paja de arroz, se obtuvieron con  
pretratamientos alcalinos a bajas  
concentraciones.  
1
35  
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Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
Tabla 2.  
Pruebas de múltiples rangos para AzR- residuo en función de la temperatura de  
hidrólisis  
Azúcares Reductores (g/L)  
T
Cascarilla de Cáscara  
Arroz de Fréjol  
Cáscara de  
Maní  
(
°C)  
2
5
3
1,07 ± 0,3a 2,69 ± 0,4a  
1,09 ± 0,2a 3,49 ± 0,4a  
1,77 ± 0,4b 4,19 ± 1,5b  
T: Temperatura  
3,49 ± 0,7a  
3,56 ± 1,5a  
6,12 ± 0,8b  
7
121  
a-b: Los valores de AzR con diferente simbología presentan diferencias significativas (LSD).  
En la tabla  
3
se indica la  
resulta conveniente el tratamiento  
con baja concentración de NaOH.  
Por otra parte, para la Cáscara de  
Maní (4,79 ± 1,4 g/L) y la Cáscara de  
Fréjol (3,85 ± 0,7 g/L), resulta ser  
más conveniente el pretratamiento  
realizado con NaOH al 3 %, ya que  
se produce una cantidad de AzR  
concentración de AzR producida en  
relación a la concentración de NaOH  
durante el pretratamiento hidrolítico;  
se observa que al aumentar la  
concentración de NaOH, los AzR  
producidos tienen un incremento  
poco significativo en los residuos  
tratados. La Cascarilla de Arroz  
pretratada con NaOH al 2% (1,15 ±  
significativamente mayor las  
producidas con NaOH al 2%, y a la  
vez, no presenta elevadas  
diferencias significativas en  
a
0
4
,1 g/L), al 3% (1,33 ± 0,3 g/L) y al  
% (1,4 ± 0,6 g/L) indica que hay un  
ligero incremento de concentración  
de AzR en relación la  
concentración de NaOH, por lo que  
comparación con los AzR producidos  
con NaOH al 4%.  
a
Tabla 3.  
Pruebas de múltiples rangos para AzR- residuo en función de la concentración de hidrólisis  
Azúcares Reductores (g/L)  
C
Cascarilla  
de Arroz  
Cáscara de  
Fréjol  
Cáscara de  
Maní  
(
v/v)  
2
1,15 ± 0,1a  
2,62 ± 1,1a 3,58 ± 1,6a  
1
36  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
3
4
1,33 ± 0,3ab  
1,4 ± 0,6b  
3,85 ± 0,7b  
3,89 ± 1,0b  
4,79 ± 1,4b  
4,88 ± 1,7b  
C: Concentración de NaOH  
a-b: Los valores de AzR con diferente simbología presentan diferencias significativas (LSD).  
Sobre esto Michelena et al. (2009),  
mencionan en su estudio que la  
concentración de NaOH durante la  
hidrólisis del bagazo de caña de  
azúcar, tiene una influencia poco  
significativa en relación al porcentaje  
de celulosa extraída como sustrato  
para la producción de etanol. Por  
otra parte Kim & Han (2012), a partir  
de análisis estadísticos pudieron  
determinar que la concentración de  
NaOH, temperatura de reacción y  
tiempo de pretratamiento, tienen una  
influencia significativa sobre el  
rendimiento de glucosa en la paja de  
arroz; su rendimiento máximo de  
glucosa fue de 252,62 g/kg de paja  
de arroz, obtenido en condiciones de  
NaOH de 2,96%, a 81,8ºC durante  
3.1. Fermentación de la Cáscara  
de Maní  
Las etapas de fermentación y  
destilación  
fueron  
realizadas  
únicamente a la Cáscara de Maní, ya  
que es el residuo lignocelulósico,  
que permitió alcanzar una mayor  
producción de AzR.  
La hidrólisis fue realizada en  
condiciones de NaOH al 3% y 121ºC  
por una hora, las cuales se  
determinaron adecuadas según el  
análisis comparativo antes realizado.  
Posteriormente, se evaluó la  
producción de etanol en relación al  
tiempo, para esto se tomaron  
muestras del mosto fermentado y se  
midieron en el espectrofotómetro  
cada 30 minutos. El etanol producido  
se observa en la Fig. 2.  
5
6,7 minutos.  
7
6
5
4
3
2
1
0
3
2
,83  
6
,18  
2,76  
2,79  
4,51  
2
2
1
1
0
0
,5  
,5  
,5  
2
,45  
5
,04  
4,45  
4,56  
0
0
6
12  
18  
24  
Tiempo (h)  
AzR  
Etanol  
Figura 2. Cinética de Fermentación de la Cáscara de Maní, consumo de AzR y  
producción de etanol a partir de la cascará de maní.  
1
37  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol 4, Num 8 (jul-dic) ISSN: 2737-6249  
Producción de etanol celulósico a partir de la conversión de residuos agrícolas  
3
.2. Cálculos de los coeficientes  
El rendimiento obtenido a partir de la  
fermentación de la cáscara de maní  
fue de 4,579 mg de etanol /100 mg  
de AzR, mostrando valores similares  
al trabajo realizado por Piñeros &  
Otálvaro (2010), el cual obtuvo un  
rendimiento de 2,87 mg de etanol  
estequiométricos para la  
fermentación de la Cáscara de  
Maní  
En esta investigación se calcularon  
los coeficientes estequiométricos en  
gramos, a partir del rendimiento de  
/
100 mg de cascarilla de Arroz, a  
etanol  
producido  
tomando  
partir de un tratamiento alcalino-  
enzimático. Por otra parte, Cacua et  
experimentalmente,  
y
como referencia la composición  
porcentual de sacarosa, glucosa,  
xilosa, arabinosa, producidas a partir  
de la hidrólisis de cascarilla de arroz  
con NaOH al 2% descrita por  
al.  
(2018)  
realizaron  
el  
pretratamiento básico de la cascarilla  
de arroz obteniendo un rendimiento  
de 7,778 g/L de AzR en 24 horas, y  
luego de la fermentación con S.  
(Camacho Villanueva et al., 2015).  
cerevisiae,  
obtuvieron  
cuatro  
•
Glucosa:  
muestras de bioetanol, que al  
mezclarse produjo una muestra de  
C H O + 0.0873 NH  
6
12  
6
ꢀ
→
5.ꢁ37ꢁC H1,ꢂꢀOꢃ,ꢄ6Nꢃ,ꢃ1ꢅ + 0.85ꢁ8CO2 (2)  
1
+
ꢁ.4ꢁ39 H O + 0.0055C H O  
2 6 1  
2
9
5
ml de solución con una  
concentración de alcohol al 27% v/v  
4,70 g/100g).  
•
•
Xilosa:  
(
C H O + 0.07ꢆ7NH  
ꢄ
1ꢃ  
ꢄ
ꢀ
→
+
+
4.ꢆ779 C H1,ꢂꢀOꢃ,ꢄ6Nꢃ,ꢃ1ꢅ  
(3)  
(4)  
1
0.7ꢁ05 CO2 + ꢁ.ꢁ774H O  
0.0057 C H O  
6 1  
Los rendimientos estequiométricos  
de AzR y etanol celulósico fueron  
calculados a partir de los datos  
obtenidos experimentalmente y se  
muestran en la siguiente tabla.  
2
2
Arabinosa  
C H O + 0.07ꢆꢁ NH  
ꢄ
1ꢃ  
ꢄ
ꢀ
→
4.ꢆ4ꢆꢁ C H1,ꢂꢀOꢃ,ꢄ6Nꢃ,ꢃ1ꢅ  
1
+
+
0.7ꢁ85 CO + ꢁ.ꢁꢇ7ꢇ H O  
0.0ꢁ9ꢇH O  
2
2
6
1
•
Sacarosa  
C12H22O11 + 0.ꢁ744 NHꢀ  
→
+
+
ꢁ0.ꢆꢇ43 C H1,ꢂꢀOꢃ,ꢄ6Nꢃ,ꢃ1ꢅ  
1
ꢁ.7059 CO2 + ꢁ.8ꢆ5ꢆ H O  
2
(5)  
0.0ꢁ48 C H O  
6 1  
2
1
38  
Monroy-Intriago et al., (2021)  
Tabla 4.  
Rendimiento estequiométrico de la cáscara de maní  
Yp/s  
exp.  
Yx/s  
exp.  
CO  
2
calculado  
AzR  
1
Etanol dest.  
6
,1767  
0,2828  
g/20 g de  
Cáscara de Maní  
0
,0458 g/g 3,87 g/g  
AzR AzR  
0,64 g/g  
AzR  
g/20 g de Cáscara  
de Maní  
AzR1: azúcares reductores iniciales, Yp/s: rendimiento de producto respecto al sustrato, Yx/s:  
rendimiento de biomasa respecto al sustrato.  
4
. Conclusión  
rendimiento de AzR producido, los  
rendimientos máximos de AzR se  
obtuvieron a la temperatura más alta.  
Los procesos de acondicionamiento  
pretratamiento para residuos  
y
estudiados resultaron ser además de  
sencillos, esenciales al momento de  
realizar la hidrólisis, ya que las  
condiciones normales de los  
Los cálculos de los coeficientes  
estequiométricos se realizaron a  
partir del rendimiento experimental,  
el cual fue 0,0458 gramos de etanol  
por gramo de AzR producido, a partir  
de la Cáscara de Maní; lo cual indica  
que el presente trabajo se encuentra  
dentro de los límites establecidos  
para la obtención de bioetanol, en  
comparación con los resultados  
obtenidos en las investigaciones  
antes mencionadas. Esto sin tener  
en cuenta que no se utilizaron  
residuos,  
dificultaban  
el  
procesamiento y el almacenamiento  
de los mismos, por su porcentaje de  
humedad y tamaño de partícula; por  
otra parte la reducción del tamaño de  
partícula, facilitó la disolución del  
residuo en el medio básico durante la  
hidrólisis.  
Las pruebas de múltiples rangos  
demostraron que las diferentes  
concentraciones de NaOH aplicadas  
en el pretratamiento hidrolítico  
básico no tuvieron una influencia  
estadística significativa en el  
rendimiento de AzR producido,  
mientras que la temperatura fue  
clave en el proceso de hidrólisis; esto  
métodos  
fermentación. Teniendo en cuenta  
esto utilizando el residuo  
para  
optimizar  
la  
y
adecuado, la presente investigación  
propone un método de producción  
de bioetanol a partir de la hidrólisis la  
cascarilla de Maní.  
influyó  
significativamente  
al  
1
39  
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