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Biorrefinería de los subproductos de la cadena agave-tequila

  • 06 septiempre 2019
  • Por Lorena Amaya Delgado

Por cada litro de tequila que se produce en México, se generan 12 litros de desechos orgánicos en forma de vinazas, hojas de agave y bagazo (de acuerdo con el Consejo Regulador de Tequila). Es por esta razón que CIATEJ en colaboración con otros centros públicos de investigación (CINVESTAV, CIDE y CIAD) hemos integrado esfuerzos para lograr el desarrollo de procesos para generar productos con valor comercial derivados de estos residuos a través del proyecto apoyado por el Fondo de Sustentabilidad Energética CONACYT-SENER, titulado: “Biorrefinería de los subproductos de la cadena agave-tequila”, el cual tiene como objetivo desarrollar procesos a nivel laboratorio y piloto para la valorización de los residuos de la industria tequilera.
 

En este sentido, el bagazo puede ser utilizado en su estado natural o hidrolizado. En CIATEJ hemos desarrollado procesos para utilizar el bagazo natural para la producción de enzimas hidrolíticas, como celulasas, xilanasas y pectinas; estas enzimas tienen amplia utilización en la industria de los alimentos, biocombustibles, detergentes, entre otras. Por otro lado, para obtener hidrolizados de hojas o bagazo de agave, estos son sometidos a un proceso conocido como hidrólisis o sacarificación; este proceso consiste en liberar los azúcares simples (glucosa y xilosa) contenidos en la celulosa y hemicelulosa que forman parte de la estructura vegetal del bagazo. Una vez que los azúcares simples son liberados de la matriz vegetal, estos pueden ser utilizados para ser transformados por microorganismos en diferentes productos de interés industrial, como por ejemplo biocombustibles (etanol o butanol), edulcorantes como el xilitol, aromas que pueden ser utilizados en la industria de los alimentos o farmacéutica, entre otros productos.

En el caso de las vinazas tequileras, en CIATEJ contamos con diversos procesos para su valorización; ya que las vinazas son ricas en nitrógeno y minerales que pueden ser utilizados como nutrientes para el cultivo de microorganismos. Uno de los productos mas conocido derivado de las vinazas, es el biogás; sin embargo, es posible obtener otros productos como aromas, biocombustibles líquidos y proteína unicelular. De igual manera, se han desarrollado procesos no biotecnológicos para extraer compuestos valiosos contenidos en las vinazas, como los compuestos fenólicos que pueden tener aplicaciones como antimicrobianos de origen natural.

Es importante mencionar que todos los desarrollos biotecnológicos están planteados bajo los 3 pilares de la sustentabilidad, es decir el económico, el ecológico y el social; buscando así la sostenibilidad, la viabilidad y la equidad.

Por otro lado, en este proyecto se planteó la integración de una biorrefinería a nivel piloto para el aprovechamiento integral de residuos de la cadena agave-tequila. La creación de una biorrefinería piloto en las instalaciones del CIATEJ-Zapopan permite integrar los esfuerzos de las distintas unidades operativas de CIATEJ; brindado la oportunidad, al sector agroindustrial y académico del Estado de Jalisco y zona occidente del país, de realizar pruebas de concepto, desarrollos experimentales y generación de datos necesarios para estudios de factibilidad técnico-económica y de mercado, enfocados a la obtención de distintos biocarburantes avanzados y productos biotecnológicos de alto valor agregado.

Los principales productos derivados de la integración de la biorrefinería son: etanol, xilitol, isobutanol, 2-fenil etanol, butanol, entre otros, todo dentro de un concepto de sustentabilidad energética. Los principales logros hasta el momento son:

  1. Escalamiento a nivel piloto de la producción de etanol 2G a partir de bagazo de agave (escala 200 L).
     
  2. Producción de butanol, isobutanol y 2-fenil etanol a partir de vinazas tequileras, logrando bajar hasta un 50% la DBO y DQO (evita el uso de agua fresca).
     
  3. Desarrollo de levaduras resistentes a inhibidores del crecimiento y con alta capacidad de producción de etanol y productos de alto valor (evita uso de levaduras comerciales).
     
  4. Análisis de sostenibilidad de 3 biorrefinerías conceptuales a base de bagazo y vinazas.
     

Adicionalmente, se han formado recursos humanos en diferentes niveles de educación. Hasta la etapa 6 se han incorporado mas de 30 estudiantes, 5 de doctorado, 7 de maestría y 19 de licenciatura. Por lo que, el proyecto Biorrefinería de los subproductos de agave ha impactado positivamente en la formación de recursos humanos altamente especializados en temas de valorización de residuos agroindustriales.

En conclusión, la creación de la biorrefinería piloto contribuirá de manera directa o indirecta a:

1) obtener una mejor posición competitiva del sistema de ciencia, tecnología e innovación de la región occidente y estados vecinos.

2) incrementar el número de científicos y tecnólogos en el área de medio ambiente y bioenergía.

3) aumentar el número de proyectos productivos en el área de medio ambiente y bioenergía.

4) incrementar los apoyos privados a la investigación y desarrollo en el área de medio ambiente y bioenergía.

Finalmente, el proyecto “Biorrefinería de los subproductos de la cadena agave-tequila” es el claro ejemplo de proyecto multidisciplinario y multiinstitucional, donde la infraestructura y capacidades humanas de los diferentes centros públicos de investigación son aprovechadas para el beneficio del medio ambiente y la sociedad.

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