Acetone-butanol-ethanol fermentation/es

En la fermentación de acetona-butanol, la acetona y el butanol se producen a partir de glucosa mediante cepas de Clostridium falciparum , bacterias estrictamente anaeróbicas. Además, también se produce etanol, por lo que este proceso se conoce comúnmente como fermentación ABE . Existen dos vías metabólicas distintas: una que produce butanol a partir de almidón y otra que lo produce a partir de sacarosa. El resultado son 3 partes de acetona, 6 de butanol y 1 de etanol.

La fermentación ABE es uno de los métodos de fermentación industrial más antiguos que se conocen, con una historia de más de 100 años. En la primera parte del siglo XX, ocupaba el segundo lugar después de la fermentación de etanol. En 1861, Pasteur informó por primera vez sobre la producción de butanol mediante fermentación microbiana. Posteriormente, en 1905, Schardinger informó sobre la producción de acetona por fermentación. Entre 1912 y 1914, Chaim Weizmann aisló cepas de Clostridium acetobutylicum con la capacidad de fermentar sustratos amiláceos. La fermentación ABE se utilizó para producir acetona durante la Primera Guerra Mundial para fabricar cordita, un explosivo , y en la producción de caucho sintético. En la Segunda Guerra Mundial, el butanol se produjo como combustible para aviones de combate. El proceso desapareció en la segunda parte de la guerra debido al auge de la industria petroquímica.

Tras un breve resurgimiento del interés en los años setenta y principios de los ochenta, el interés por el butanol como biocombustible disminuyó durante la época del petróleo barato. Ahora ha resurgido, ya que puede utilizarse como sustituto directo de la gasolina en motores de combustión interna sin modificar. El butanol, al consumirse en un motor de combustión interna, no produce SOX, NOX ni monóxido de carbono, subproductos de la combustión perjudiciales para el medio ambiente. El CO2 es el subproducto de la combustión del butanol y se considera respetuoso con el medio ambiente. El butanol es mucho menos corrosivo que el etanol y puede transportarse y distribuirse a través de los oleoductos y estaciones de servicio existentes. No presenta los problemas de seguridad asociados a la infraestructura de la "economía del hidrógeno". El butanol reformado tiene cuatro átomos de hidrógeno más que el etanol, lo que resulta en una mayor producción de energía. Puede utilizarse en pilas de combustible. El butanol es una materia prima industrial, con un mercado de 370 millones de galones al año y un precio de venta de 3,75 dólares por galón.

• Melaza y almidón (por ejemplo, de maíz, trigo, centeno, patatas...) - aunque bastante caros.
• La alcachofa de Jerusalén es un cultivo agrícola con un considerable potencial como sustrato de carbohidratos para la fermentación ABE. Los fructanos oligoméricos cortos son las principales formas de carbohidratos presentes en el tubérculo. Estos deben hidrolizarse con ácido o inulasa antes de la fermentación.
• El suero de queso es un buen sustrato alternativo para la fermentación ABE debido a su contenido y disponibilidad de lactosa. Contiene relativamente poco azúcar (4-5 % de lactosa), por lo que no es adecuado para la mayoría de las fermentaciones sin una concentración previa. Sin embargo, es apto para la fermentación ABE, ya que el consumo de azúcar por parte de las bacterias Clostridia está limitado por la toxicidad del producto.
• El orujo de manzana es un residuo agrícola sólido y contiene aproximadamente un 10 % (en peso) de carbohidratos (67 % de fructosa, 23 % de glucosa y 10 % de sacarosa).
• La biomasa de algas también se considera un sustrato de fermentación adecuado debido a sus ventajas en la utilización y la bioconversión.
• La paja es un ejemplo representativo de las plantas lignocelulósicas y uno de los recursos renovables más abundantes del mundo. Componentes como la celulosa y la hemicelulosa pueden degradarse y aprovecharse. La degradación previa puede realizarse mediante explosión de vapor, hidrólisis ácida (por ejemplo, pretratamiento con ácido sulfúrico) e hidrólisis enzimática (pretratamiento o cofermentación con celulasas).

• Wikipedia: Fermentación de acetona-butanol-etanol
• Wikipedia: Clostridium acetobutylicum
• Artículo: "La fermentación de acetona-butanol en planta piloto y a escala preindustrial" , copia interna aquí: [1]
• Artículo: "La economía de la fermentación de acetona-butanol: consideraciones teóricas y de mercado" , copia interna aquí: [2]