Resumen:
CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This study addresses the valorization of paper sludge as a raw material for bioethanol
production, with the aim of evaluating its energy potential and proposing a sustainable
alternative to conventional waste disposal. The research is justified by the need to reduce the
environmental impact of the paper industry and to take advantage of lignocellulosic byproducts
with high organic content.
The study was carried out through the physical-chemical characterization of liquid and wet
sludge, considering initial parameters such as moisture, total solids, pH, and carbohydrate
content. Subsequently, chemical pretreatments, enzymatic hydrolysis to release reducing
sugars, and alcoholic fermentation were carried out under a central composite design with
two operating variables: temperature (23–37 °C) and incubation time (14–82 h). Density,
FTIR spectroscopy, and refractive index techniques were used to verify the product.
The results showed that wet sludge, with a higher solids fraction (24.19%), reached a
maximum concentration of 74.29 g/L of ethanol, surpassing liquid sludge (65.57 g/L with
1.44% solids). This difference was explained by the greater availability of carbohydrates
(3.85 g/L versus 3.32 g/L) and the higher conversion efficiency observed in wet sludge.
Likewise, FTIR analysis confirmed the presence of ethanol along with secondary by-products
(acetic acid and acetaldehyde), which affected the purity of the distillate.
The preliminary economic evaluation indicated that the unit cost of production under
laboratory conditions was high (USD 3676/L) due to the low volume of bioethanol obtained;
however, the larger-scale projection reduced this value to USD 11.36/L, demonstrating the
potential of the process under optimization and scaling conditions.
Keywords: industrial waste, alcoholic fermentation, bioenergy, sustainability.
Descripción:
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. El presente trabajo aborda la valorización de lodos papeleros como materia prima para la
producción de bioetanol, con el objetivo de evaluar su potencial energético y proponer una
alternativa sostenible frente a la disposición convencional de residuos. La investigación se
justifica en la necesidad de reducir el impacto ambiental de la industria papelera y aprovechar
subproductos lignocelulósicos con alta carga orgánica.
El estudio se desarrolló mediante la caracterización físico-química de lodos líquidos y
húmedos, considerando parámetros iniciales como humedad, sólidos totales, pH y contenido
de carbohidratos. Posteriormente se realizaron pretratamientos químicos, hidrólisis
enzimática para liberar azúcares reductores, y fermentación alcohólica bajo un diseño
compuesto central con dos variables de operación: temperatura (23–37 °C) y tiempo de
incubación (14–82 h). Para la verificación del producto se emplearon técnicas de densidad,
espectroscopía FTIR e índice de refracción.
Los resultados mostraron que el lodo húmedo, con mayor fracción de sólidos (24,19 %),
alcanzó la concentración máxima de 74.29 g/L de etanol, superando al lodo líquido (65.57
g/L con 1.44 % de sólidos). Esta diferencia se explicó por la mayor disponibilidad de
carbohidratos (3.85 g/L frente a 3.32 g/L) y la mayor eficiencia de conversión observada en
el lodo húmedo. Asimismo, el análisis FTIR confirmó la presencia de etanol junto con
subproductos secundarios (ácido acético y acetaldehído), que incidieron en la pureza del
destilado.
La evaluación económica preliminar indicó que el costo unitario de producción en
condiciones de laboratorio fue elevado (3676 USD/L) debido al bajo volumen de bioetanol
obtenido; sin embargo, la proyección a escala mayor redujo este valor a 11.36 USD/L, lo que
evidencia el potencial del proceso bajo condiciones de optimización y escalamiento.