BIOetanol

1. PROYECTO BIOTECNOLÓGICO Obtención de bioetanol a base de cáscaras de plátano INTEGRANTES: -Diaz Zamudio, Iker Mathias -Segura Arias Renato Dylan -Champi Ccallo, Jorge -Condori Casas, Alexander

2. INTRODUCCIÓN El bioetanol se obtiene, entre otros métodos, a partir de la fermentación alcohólica de diversos materiales orgánicos procedentes de la biomasa, en los cuales la actividad de ciertos microorganismos degradan moléculas complejas y las convierten en moléculas más simples, la materia prima que se tiene en cuenta para su producción debe cumplir con ciertas características además que debe ser transformada con facilidad en azúcar fermentable también se tienen en cuenta otras variables, como su rendimiento en la producción, costos y el tipo de microorganismo que requiera para su fermentación.

3. OBJETIVOS ❖ El objetivo principal del proyecto consiste en realizar un estudio experimental acerca de la obtención de bioetanol a partir de la cáscara de plátano. Demostrar que la cáscara de plátano puede ser empleada como materia prima en la producción de etanol. Proporcionar resultados que puedan ser utilizados para futuras líneas de investigación, a fin de utilizar el bioetanol de cáscara de plátano como biocombustible. ❖ ❖

4. MARCO TEÓRICO ¿QUE ES EL BIOETANOL ? El bioetanol o alcohol carburante, es un compuesto orgánico líquido, con un origen distinto a los hidrocarburos derivados del petróleo, gas natural o carbón. Se produce al realizar la fermentación de una biomasa por acción de microorganismos. La NTC 5308:2019, lo define como etanol anhidro, con un contenido de agua inferior a 0,1% en volumen. El bioetanol, y en general los biocombustibles, pueden ser obtenidos de diferentes materias primas, y en esto radica la clasificación que tendrán, es decir, puede ser de primera, segunda o tercera generación

5. MARCO TEÓRICO ❖Pretratamiento: Es un proceso de conversión de la biomasa en una materia prima apta para la fermentación. Las materias primas con alto contenido de azúcares fermentables requieren, poco o ningún pretratamiento, mientras que las materias primas amiláceas y celulósicas deben someterse a un proceso de hidrólisis para que los microorganismos actúan sobre ellas con efectividad. ❖Hidrólisis: Su finalidad es convertir las moléculas de gran tamaño en moléculas que puedan ser degradables fácilmente, rompiendo enlaces en un medio acuoso. ❖Fermentación: Consiste en una secuencia de reacciones exotérmicas, donde se obtiene etanol y dióxido de carbono a partir de azúcares por medio de la acción de un biocatalizador (levaduras y bacterias).

6. Plátano y su cultivo en Perú En el Perú existen 160 mil hectáreas de producción de plátano y banano, concentrándose más del 70% en la región amazónica. Desde el año 2,000 nuestro país se ha convertido en uno de los principales exportadores de este cultivo permitiendo una mejor calidad de vida de los productores. Tabla 3. Composición cáscara de plátano. El Fusarium Oxysporium raza 4 tropical es una nueva raza de hongo que, por sus características, ocasiona síntomas de marchitez y muerte de la planta de banano orgánico y permanece por décadas en el suelo, haciendo difícil su manejo. Cáscara de plátano Parámetro Composició n (%) Lignina 60 La cáscara de plátano aporta muchos beneficios para la salud, ya que es rica en fibras y baja en calorías, por lo que ayuda a mejorar el funcionamiento del intestino, disminuir el colesterol y favorece la pérdida de peso. Celulosa 25 Además de eso, la cáscara de plátano contiene buenas cantidades de antioxidantes y minerales, como el potasio y el calcio, los cuales fortalecen los huesos y previenen los calambres musculares Hemicelulosa 15 .

7. METODOLOGÍA Para la metodología se usó el siguiente trabajo “ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA OBTENCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE LA CÁSCARA DE PLÁTANO EN PIURA” el cual nos permitió desarrollar en base a un sustento el presente proyecto. Materiales: - 02 bidones o galoneras - 2 kg de plátano - levadura - azúcar - licuadora - calentadora o cocina - termómetro - cuchillo - tabla de picar - gasa - 01 manguera - silicona - balde - bicarbonato de sodio

8. ● En primer lugar, se dio la compra del plátano palillo para realizar su pesaje en una balanza analítica y de esta forma determinar el porcentaje de la fruta y la cáscara. ● En segundo lugar, procedimos a retirar la cáscara del plátano y pesarla para determinar la proporción de masa de la cáscara a diferencia del fruto.

9. ● Una vez determinado el peso se procede a realizar los cálculos para determinar el porcentaje en masa de la cáscara a comparación del peso total de la fruta. Los datos son los siguientes de acuerdo al peso de los plátanos: 5 kg de plátano palillo -> 1,08 kg de cascara de platano palillo ● Una vez pelados los 5kg de plátanos se procederá a picar la cáscara y pesarlo, lo cual después de realizar varias muestras de peso nos resultó 1083 gramos de cáscara. Los cálculos se dan mediante una regla de 3 simple: 5090 gr —---- 100% 1083 gr —---- x X=(1083x100)/5090 = 21.277% porcentaje de cáscara

10. ● Una vez terminada esta parte continuamos con hervir el plátano, en este caso se usó el calentador magnético el cual estuvo alrededor de dos horas hasta que empezó a hervir, lo dejamos 20 minutos más y dejamos enfriar. Una vez enfriada la muestra se procede a licuar hasta que se forme una masa

11. A continuación, proseguimos con la hidrólisis en la cual se usó en promedio 500mL de agua, 385 mL de H2SO4 con concentración 0.5M, 700 gramos de cascara de plátano, durante un tiempo promedio de 25 minutos y manteniendo una temperatura constante de 60° C.

12. De acuerdo con el estudio del cual nos guiamos nos indica que la prueba con neutralización es mas efectiva por lo que neutralizamos 8 gramos de bicarbonato de sodio disuelto en 100 mL de agua destilada. Así también es necesario activar la levadura para garantizar el funcionamiento correcto de la levadura durante el proceso de fermentación para el cual se emplearon 4 gramos de levadura, 4 gramos de azúcar, 50mL de agua y se dejó en reposo durante 20 minutos. Por último, dejamos la muestra en bidones para produzca la fermentación durante 8 días. nuestros que se

13. Una vez culminada la fermentación se realizó el proceso de filtración de la muestra para seguidamente proceder a destilar la misma. La destilación se hizo durante aproximadamente 1 hora.

14. RESULTADOS Resultados obtenidos antes y despues de la hidrólisis Cáscara de plátano palillo Antes de la hidrólisis Después de la hidrólisis Después de fermentar Pureza de alcohol (%) pH ° Brix pH ° Brix pH ° Brix Muestra 5.388 1.6 1.294 0.852 1.413 1.6 11,02 1 5.392 1.8 1.285 0.814 1.386 1.4 15,5 2 5.398 1.9 1.146 0.794 1.365 1.3 21,36 3

15. RESULTADOS El pH se mantiene constante antes de la hidrólisis, seguidamente en el segundo grafico se observa que el pH baja 1.2 aproximadamente y después de fermentar el ph se mantiene en 1.6, lo cual indica la acidez. Los grados °Brix no vari mucho en los tres procesos.

16. CONCLUSIONES Tuvo como objetivo explorar la factibilidad de obtener etanol a partir de residuos de plátano y lograrlo por medio de pre tratamientos poco agresivos y costosos. Se implementó la combinación de pretratamientos para obtener la mayor liberación de azúcares reductores que fuera posible. La primera etapa del proceso consistió en un pretratamiento físico, donde el material fue molido hasta partículas de 2 mm de diámetro aproximadamente, de tal forma que este tuviera una mayor superficie de exposición para el pretratamiento químico.

17. RECOMENDACIONES ● El proceso más importante para la obtención del bioetanol es la fermentación lo cual se debe hacer de manera adecuada. ● Para obtener una pureza alta es recomendable trabajar con cáscara de plátano verde, en este caso se trabajó con cáscara de plátano maduro lo cual en la primera destilación se obtuvo una pureza muy baja.

18. BIBLIOGRAFÍA • (S/f-b). Redalyc.org. Recuperado el 12 de diciembre de 2022, de https://www.redalyc.org/pdf/2231/223126409008.pdf • (S/f-a). Merckmillipore.com. Recuperado el 12 de diciembre de 2022, de https://www.merckmillipore.com/PE/es/product/Ethanolabsolute,MDA_ CHEM-107017 • Moncada, L. (2015). CARACTERIZACIÓN FISICA Y QUIMICA DE LA CÁSCARA DE PLÁTANO, PARA LA ELIMINACIÓN DE HIERRO Y MANGANESO EN AGUAS PROVENIENTES DE POZOS PROFUNDOS. https://www.academia.edu/13385751/caracterizaci%C3%B3n_fisica_y_q uimi ca_de_la_c%C3%A1scara_de_pl%C3%A1tano_para_la_eliminaci%C3%B3n _de_hierro_y_manganeso_en_aguas_provenientes_de_pozos_profundos.