Diseño de un proceso de conversión de residuos lignocelulósicos del maíz amarillo duro basado en líquidos iónicos próticos para la producción de bioetanol avanzado sostenible con la realidad peruana

Abstract

El estudio de esta investigación tiene como finalidad diseñar un proceso sostenible con la realidad peruana empleando el simulador SuperPro v14, que permita la conversión de los residuos lignocelulósicos del maíz amarillo duro basado en líquidos iónicos próticos en bioetanol avanzado. Se realizó una investigación del tipo cuasi-experimental, de nivel aplicativo con enfoque cuantitativo. Para lograr tal fin, se recabó información mediante búsqueda bibliográfica y pruebas experimentales que abarcaron la síntesis del líquido iónico prótico y el tratamiento de la biomasa residual lignocelulósica del maíz duro amarillo con el propósito de brindar robustez a la simulación correspondiente. Se sintetizó un líquido iónico prótico, hidrogenosulfato de trietanolamonio, evidenciando estabilidad química, en la cual el tratamiento de la biomasa con este fue óptimo, logrando una recuperación del 96.19 % de la biomasa residual y una deslignificación del 99.99 %, lo que se reflejó en el aumento del índice de cristalinidad de la muestra de 74.2 % a 81.4 %. La simulación mostró una conversión de la glucosa y xilosa a etanol en un 99.8 % y 91.5 % respectivamente. Altos rendimientos que permitieron obtener etanol anhidro desnaturalizado del 98.87 % v/v de pureza, agua en un 0.15 % p/p y metanol en 0.31 % v/v. Asimismo, el análisis económico del proceso diseñado determinó que los precios de venta óptimos para el bioetanol (producto principal) e hidrogenosulfato de trietanolamonio (subproducto), son de 0.85 $/Kg y 0.64 $/Kg, respectivamente, lo que representa una reducción significativa en comparación con los precios estándar de 1.13 $/Kg y 1.25 $/Kg. Esto llevó a la conclusión de que se ha desarrollado un proceso eficiente para la conversión de residuos lignocelulósicos del maíz amarillo duro basado en hidrogenosulfato de trietanolamonio permitiendo la obtención de un bioetanol avanzado sostenible en la realidad peruana, cumpliendo con las especificaciones de la NTP 321.126-201, siendo económicamente viable y empleando alternativas verdes en su producción.