Obtención de bioetanol por hidrólisis ácida de la cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) Iquitos 2025

Abstract

This research evaluated the feasibility of obtaining bioethanol from cocoa pod husks (Theobroma cacao L.) through acid hydrolysis and alcoholic fermentation as a renewable energy alternative for the Iquitos region, Peru. A 3² factorial experimental design was employed with three levels of sulfuric acid concentration (2%, 4%, and 6%) and three hydrolysis times (30, 60, and 90 minutes) at a constant temperature of 120°C, with three replicates per treatment. Acid hydrolysis produced reducing sugar concentrations ranging from 18.5 g/L to 42.3 g/L, with the treatment using 6% sulfuric acid for 90 minutes generating the highest concentration. Alcoholic fermentation with Saccharomyces cerevisiae was performed at 30°C for 120 hours, achieving bioethanol concentrations between 3.2% and 8.7% v/v. The maximum bioethanol yield was 8.7% v/v (68.4 g/L) with the treatment of 6% acid and 90 minutes of hydrolysis, equivalent to 0.087 g of ethanol per gram of dry husk. Statistical analysis through ANOVA showed significant differences (p <0.05) between treatments, confirming that both acid concentration and hydrolysis time significantly influence bioethanol yield. It is concluded that cocoa pod husks are a viable raw material for second generation bioethanol production, contributing to the utilization of agroindustrial waste and the development of renewable energy in the Peruvian Amazon region.

La presente investigación evaluó la viabilidad de obtención de bioetanol a partir de la cáscara de cacao (Theobroma cacao L.) mediante hidrólisis ácida y fermentación alcohólica como alternativa energética renovable para la región de Iquitos, Perú. Se empleó un diseño experimental factorial 3² con tres niveles de concentración de ácido sulfúrico (2%, 4% y 6%) y tres tiempos de hidrólisis (30, 60 y 90 minutos) a temperatura constante de 120°C, con tres repeticiones por tratamiento. La hidrólisis ácida produjo concentraciones de azúcares reductores que variaron entre 18.5 g/L y 42.3 g/L, siendo el tratamiento con 6% de ácido sulfúrico durante 90 minutos el que generó la mayor concentración. La fermentación alcohólica con Saccharomyces cerevisiae se realizó a 30°C durante 120 horas, alcanzando concentraciones de bioetanol entre 3.2% y 8.7% v/v. El rendimiento máximo de bioetanol fue de 8.7% v/v (68.4 g/L) con el tratamiento de 6% de ácido y 90 minutos de hidrólisis, equivalente a 0.087 g de etanol por gramo de cáscara seca. El análisis estadístico mediante ANOVA mostró diferencias significativas (p <0.05) entre tratamientos, confirmando que tanto la concentración de ácido como el tiempo de hidrólisis influyen significativamente en el rendimiento de bioetanol. Se concluye que la cáscara de cacao es una materia prima viable para la producción de bioetanol de segunda generación, contribuyendo al aprovechamiento de residuos agroindustriales y al desarrollo de energías renovables en la región amazónica peruana.