Coproducción de biohidrógeno y bioetanol por Eschericha coli WDHL utilizando como sustrato hidrolizado de paja de trigo.

Abstract

"Este estudio muestra la capacidad de la cepa Escherichia coli WDHL para metabolizar pentosas que comúnmente se encuentran en los hidrolizados lignocelulósicos. El hidrolizado de paja de trigo (HPT) contiene 1.83 g de carbohidratos (C-HPT). Se utilizó un diseño experimental Central Compuesto para determinar el efecto del pH, la temperatura y la concentración de HPT en la producción de biohidrógeno y bioetanol, así como, en la productividad de ambos biocombustibles. La metodología de superficies de respuesta fue usada para optimizar las variables de respuestas. Las condiciones óptimas empleadas para coproducir biohidrógeno y bioetanol son pH 8.2, 31°C y 23.4 g/L de HPT, éstas se probaron en un cultivo por lote en biorreactor de 1 L, obteniendo producciones de biohidrógeno y bioetanol de 3,177 mL H2 y 8.86 g/L, respectivamente. Se logró un alto rendimiento en la producción simultánea de biohidrógeno, 228.14 mL H2/g CHPT (1.41 mol H2/mol C-HPT), y bioetanol, 0.64 g EtOH/g C-HPT (2.09 mol EtOH/mol C-HPT). Los resultados obtenidos mostraron que el proceso se afecta por el cambio en las condiciones de cultivo (pH y temperatura). El efecto de las concentraciones de hidrolizado de paja de trigo y suero de leche (SL) en la productividad de biohidrógeno fue determinado, y los resultados obtenidos mostraron que el suero de leche puede mejorarla. Las condiciones óptimas para maximizar la productividad de biohidrógeno son 16.7 g/L HPT y 8.7 g/L SL. Este trabajo enriquece la información acerca de la coproducción de biocombustibles de segunda generación."

"This study reports the ability of Escherichia coli WDHL strain to metabolize pentoses commonly found in lignocellulosic hydrolysates. The wheat straw hydrolyzate (WSH) contains 1.83 g of carbohydrate (C-WSH). A Central Composite experimental design was used to determine the effect of pH, temperature and concentration of WSH in biohydrogen and bioethanol production, as well as productivity of both biofuels. Surface response metodology was used to optimize variable responses. The optimal conditions to coproduce biohydrogen and bioethanol were pH 8.2, 31°C and 23.4 g/L of WSH, with these conditions a batch culture was performed in a 1 L bioreactor, and biohydrogen production was 3,177 mL H2 and bioethanol production was 8.86 g/L. High yield of simultaneous biohydrogen production, 228.14 ml H2/g C-WSH (1.44 mol H2/mol C-WSH), and bioethanol production, 0.64 g EtOH/g C-WSH (2.09 mol EtOH/mol C-WSH), was achieved. Results obtained showed that the process was affected by the change in culture conditions (pH and temperature). The effect of mixing wheat straw hydrolysate and cheese whey (CW) concentration on biohydrogen productivity was determined, and results obtained showed that cheese whey can improve it. The optimal conditions to maximize biohydrogen productivity were 16.7 g/L WSH y 8.7 g/L CW. This work enriches the information about the coproduction of second generation biofuels."