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https://hdl.handle.net/20.500.12104/79802Registro completo de metadatos
| Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Meza Contreras, Juan Carlos | - |
| dc.contributor.advisor | González García, Yolanda | - |
| dc.contributor.advisor | Manríquez González, Ricardo | - |
| dc.contributor.author | Palacios Hinestroza, Hasbleidy | - |
| dc.date.accessioned | 2019-11-29T18:40:10Z | - |
| dc.date.available | 2019-11-29T18:40:10Z | - |
| dc.date.issued | 2014 | - |
| dc.identifier.uri | https://wdg.biblio.udg.mx | - |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12104/79802 | - |
| dc.description.abstract | La inmovilización celular presenta aplicaciones potenciales en la producción de biocombustibles, haciendo posible la reutilización de la biomasa celular. La modificación química de materiales aumentó la interacción entre un microorganismo y el soporte utilizado obteniéndose un mayor porcentaje de inmovilización. El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidad de producción de etanol de un sistema soporte-levadura, empleando como fuente de carbono residuos de bagazo de agave. Se realizaron dos modificaciones químicas: 1) incremento de hidrofobicidad del bagazo de agave (Bag) y la fibra de vidrio (Fv) mediante fosilación y tosilación respectivamente y 2) aumento de la presencia de cargas positivas (hidrofilicidad) a pH ácidos en Fv aminopropilada. Por medio de espectroscopia de infrarrojo con transformadas de Fourier se confirmaron la presencia de grupos (R-SO2-OR, C=C y C-F) en los materiales modificados. Igualmente, las pruebas de ángulo de contacto (8) realizadas a los materiales fosilados y tosilados indicaron mayor hidrofobicidad respecto a los no modificados; obteniéndose (8) = 54.8o y 58.6o respectivamente. Mediante el método de ninhidrina se evidenció la presencia de los grupos amino en la Fv aminopropilada. | - |
| dc.description.tableofcontents | ÍNDICE RESUMEN ............................................................................................................................ vii DEDICATORIA .................................................................................................................... ix AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... X ABREVIA TURAS .................... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ....... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ........ xiii ÍNDICE ............................. .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ....... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ...... .. ........ xvi LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... xix LISTA DE TABLAS ............................................................................................................ xxi l. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1 2. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 4 2.1. Biocombustibles .................. ......... ........ ........ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ........... 4 2.1.1. Biocombustibles líquidos ............................. ......... ........ ........ ........ ........ ........ ........... 6 2.2. Uso de bioetanol como combustible ......................................................................... 7 2.2.1. Bioetanol de primera generación (BlG) .................................................................. 7 2.2.2. Bioetanol de segunda generación (B2G) ................................................................. 9 2. 2. 2.1. Empresas productoras de B2G ...................................................................... 11 2.2.3. Producción mundial de bioetanol .......................................................................... 12 2. 3. Materiales lignocelulósicos empleados para la producción de B2G ............. 13 2.4. Composición química de la biomasa lignocelulósica .................................... 14 2. 4.1. Bagazo de agave (Bag) como materia prima para la producción de B2G .... 19 2.5. Residuos orgánicos domiciliarios (Rod) como materia prima para la producción deB2G ........................................................................................................................ 21 2. 6. Pre tratamiento de la biomasa lignocelulósica para obtención de azúcares fermentables empleados en la producción de etanol 2G .................................................. 22 2. 7. Hidrólisis ácida de la biomasa lignocelulósica ..................................................... 24 2.8. Compuestos inhibidores generados de la hidrólisis ácida de biomasa lignocelulósica .................................................................................................................. 25 2.8.1. Toxicidad de compuestos inhibitorios sobre los microorganismos ...... ........ ......... 28 2. 8.1.1. Fulfural e hidroximetilfulfural (HMF) .......................................... ........ ......... 28 2.8.1.2. Ácidos alifáticos ............................................................................................. 28 2. 8.1. 3. Compuestos fenólicos ..................................................................................... 29 2. 8.1. 4. Combinación de varios compuestos tóxicos ................................................... 29 2.9. Fermentación ......................................................................................................... 30 2.9.1 Fermentación alcohólica .................... ......... ......... ........ ........ ........ ........ ........ ......... 30 2.9.2. Producción de etanol en lote (bach) ...................................................................... 36 2.9.3. Producción de etanol en continuo (SFS) ................................................................ 37 2. 1 O. Microorganismos empleados en la producción de etanol ...................................... 38 2. 10.1.Saccharomyces cerevisiae: levadura empleada para la generación de etanol ..... 38 2.10.2.Kluyveromyces sp: levadura empleada para la generación de etanol .................. 39 2.11. Requerimientos nutricionales de las levaduras para la producción de etanol ...... 41 2.12. Toxicidad del etanol sobre los microorganismos fermentadores .......................... 42 2.13. Inmovilización de microorganismos ...................................................................... 43 2.13.1. Técnicas de inmovilización de microorganismos ........................................... 44 2.13.2. Inmovilización celular por enlace químico .................................................... 45 2.13. 2.1. Inmovilización por enlace covalente ..................................... ........ ........ ......... 45 2. 13.2. 2. Método de inmovilización celular por retención flsica ......... ........ ........ ......... 46 2.13. 2. 2.1. Inmovilización por atrapamiento ................................................................... 46 2.13. 2. 2. 2. Inmovilización por adsorción ........................................................................ 46 2.14. Ventajas de la inmovilización celular ............................................................ 4 7 2. 15. Soportes utilizados para la inmovilización .................................................... 48 2.15.1. Fibradevidrio ...................................................... ........ ........ ........ ........ ......... 50 XVI 2.15.2. Resina de intercambio aniónico "Amberlite IR400" ............ ........ ........ ......... 51 2.15.3. Bagazo de agave ............................................................................................ 53 3. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ 55 4. HIPÓTESIS .................................................................................................................. 56 5. OBJETIVOS ................................................................................................................. 57 5.1. Objetivo General .................. ........ ........ ........ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ......... 57 5.2. Objetivos específicos: .......... ........ ........ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... 57 6. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 58 6.1. Pretratamiento, modificación y caracterización de soportes requeridos para la inmovilización de levaduras .............................................................................................. 58 6.1.1. Bagazo de agave ............................................................................................ 58 6.1.1.1. Pretratamiento del Bag ........................ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ......... 58 6.1.1.2. Modificación química del Bag ....................................................................... 59 6.1.2. Fibra de vidrio (Fv) ....................................................................................... 60 6.1.2.1. Pretratamiento de la Fv ................................................................................. 60 6.1.2.2. Modificación química de la Fv ...................................................................... 60 6.1. 3. Resina de intercambio aniónico Amberlite IR400 ( 0: O. 70mm) ................... 61 6.1.3.1. Pretratamiento de la Resina amberlite (Ra) ......................................... ......... 61 6.2. Microorganismo y crecimiento .............................................................................. 62 6.2.2. Caracterización hidrofóbica de la superficie de las células de levaduras ............ 62 6.2.2.1. Distribución celular de levaduras en solventes hidrofóbicos ........................ 62 6.2.2.2. Adhesión de levaduras en materiales hidrofóbicos e hidrofllicos ................. 63 6.2.2.2.1. Adhesión de levaduras en poliestireno ........................................................... 63 6. 3. Obtención de azúcares fermentables a partir de Bag y Ro ........... ........ ........ ......... 66 6.3.1. Obtención del hidro/izado de Bag .......................................................................... 66 6.3.2. Obtención del hidro/izado de Ro ............................................................................ 67 6. 4. Producción de etanol empleando levaduras inmovilizadas en los soportes modificados a partir de los hidro/izados obtenidos .......................................................... 67 6. 5. Técnicas analíticas ................................................................................................. 68 6.5.1. Evaluación de la modificación química de los soportes ............... ........ ......... 68 6.5.1.1. Caracterización química por espectroscopia de infrarrojo ........................... 68 6.5.2. Determinación del crecimiento microbiano ................................................... 69 6.5.2.1. Conteo celular en cámara de Neubauer ........................................................ 69 6.5.2.2. Determinación del crecimiento de las levaduras en medio de cultivo líquido71 6.5.2.2.1. Determinación de crecimiento microbiano por densidad óptica a 600 nm (D0600 nm) ........................................................................................................................ 71 6. 5. 2. 2.1.1. Fundamento de la DO 600 nm ........................................................................... 71 6.5.2.2.1.2. Determinación de la D0600 nm ....................................................................... 72 6.5.2.2.2. Determinación de crecimiento por peso seco ................................................ 72 6.5.2.2.3. Determinación de la inmovilización celular .................................................. 72 6.5.3. Determinación de azúcares ............................................................................ 73 6.5.3.1. Determinación de azúcares reductores por el método del ácido 3,5 dinitrosalicílico (DNS) ...................................................................................................... 73 6.5.3.2. Determinación de azúcares totales presentes en los hidro/izados ................. 74 6.5.3.3. Determinación de la concentración de compuestos fenólicos totales (CFT) presentes en los hidro/izados ............................................................................................ 74 6. 5. 3. 4. Cuantificación de azúcares por cromatografla líquida de alta resolución (HPLC) ........................................................................................................................ 75 6. 5. 4. Determinación de la conductividad eléctrica de los hidro/izados de Bag y Ro ...... 75 6.5.5. Determinación de la producción de etanol por Resonancia Magnética Nuclear (RMN) ........................................................................................................................ 76 6.5.6. Evaluación microscópicas de la estructura de los materiales y de la inmovilización celular sobre éstos ............................................................................................................. 76 7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 77 XVll 7.1. Modificación química de los diferentes soportes empleados para la inmovilización de levaduras ...................................................................................................................... 77 7.1.1. Caracterización de los materiales modificados (Bag y Fv) por FTIR .................... 78 7.1.2. Caracterización de los materiales modificados (Bag y Fv) por pruebas de ángulo de contacto ........................................................................................................................ 81 7.1. 3. Caracterización de la Fv aminopropilada por la prueba de ninhidrina ........ ......... 83 7. 2. Reactivación y caracterización de levaduras ................................................ ......... 84 7.2.1. Determinación del crecimiento celular de levaduras ............................................ 85 7.2.2. Evaluación de la capacidad de fermentación de azúcares por las levaduras ....... 86 7.2.3. Caracterización de la naturaleza hidrofllica de las levaduras .............................. 91 7.2.3.1. Análisis de la hidrofobicidad de levaduras mediante pruebas de distribución celular en medios orgánicos ............................................................................................. 91 7.2.3.2. Evaluación de la hidrofobicidad de levaduras mediante pruebas de adhesión celular en placas de poliestireno y en materiales sin modificación química .................... 93 7. 2. 3. 2.1. Adhesión de células en placas de poliestireno ............................................... 93 7.2.3.3. Análisis de la hidrofobicidad de levaduras mediante la adhesión a la superficie de diferentes materiales .................................................................................... 95 7.2.4. Selección de levaduras empleadas para su inmovilización en soportes modificados químicamente .................................................................................................................... 98 7. 3. Caracterización química de los hidro/izados ácidos de Bag y Ro ........................... 100 7.4. Pruebas de inmovilización de levaduras en soportes modificados químicamente ... 102 7. 5. Evaluación de la capacidad fermentativa de las levaduras seleccionadas por los hidro/izados de Bag y Rod .............................................................................................. 105 7. 6. Evaluación de la inmovilización celular sobre los soportes modificados químicamente por SEM ................................................................................................... 117 8. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 122 9. PERSPECTIVAS ....................................................................................................... 124 10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 125 ANEXO l. Determinación de DNS, AT, CFTy de azúcares (glucosa y xi losa) por HPLC 149 ANEXO 2. Curvas de calibración ....................................................................................... 152 ANEXO 3. Determinación de etanol por RMN ................................................................... 154 ANEXO 4. Consumo de azúcares en hidro/izados de residuos orgánicos ......................... 160 ANEXO 5. Publicaciones de tesis ....................................................................................... 163 | - |
| dc.format | application/PDF | - |
| dc.language.iso | spa | - |
| dc.publisher | Biblioteca Digital wdg.biblio | - |
| dc.publisher | Universidad de Guadalajara | - |
| dc.rights.uri | https://wdg.biblio.udg.mx/politicasdepublicacion.php | - |
| dc.title | PRODUCCIÓN DE ETANOL EMPLEANDO LEVADURAS INMOVILIZADAS SOBRE DIFERENTES SOPORTES | - |
| dc.type | Tesis de Maestria | - |
| dc.rights.holder | Universidad de Guadalajara | - |
| dc.rights.holder | Palacios Hinestroza, Hasbleidy | - |
| dc.type.conacyt | masterThesis | - |
| dc.degree.name | MAESTRIA EN CIENCIA DE PRODUCTOS FORESTALES | - |
| dc.degree.department | CUCEI | - |
| dc.degree.grantor | Universidad de Guadalajara | - |
| dc.degree.creator | MAESTRO EN CIENCIA DE PRODUCTOS FORESTALES | - |
| Aparece en las colecciones: | CUCEI | |
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