La producción de etanol de segunda generación (2G) ha sido evaluada cada vez más, y el uso de bagazo de caña de azúcar como materia prima ha permitido la integración de este proceso con la producción de etanol de primera generación (1G) a partir de caña de azúcar. El pretratamiento del bagazo genera licor de pentosa como subproducto, que puede ser procesado anaeróbicamente para recuperar energía y productos químicos de valor añadido. En este estudio, se evaluó el potencial de producir biohidrógeno y ácidos orgánicos a partir del licor de pentosa utilizando un biorreactor anaeróbico de lecho empacado en flujo ascendente mesofílico (25 grados C). Se aplicó una tasa de carga orgánica promedio de 11.1 g COD·L·d en el reactor, lo que resultó en una baja tasa de producción de biohidrógeno de 120 mL·L d. Mientras tanto, se obtuvieron tasas de producción altas de lactato (38.6 g·d), acetato (31.4 g·d), propionato (50.1 g·d) y butirato (50.3 g·d). Los análisis preliminares indicaron que la aplicación a gran escala de esta tecnología anaeróbica acidogénica para la producción de hidrógeno en una destilería de etanol 2G de tamaño mediano tendría el potencial de alimentar completamente 56 vehículos de hidrógeno por día. Se estimó un aumento del 24.3% sobre el potencial económico mediante la producción química, mientras que se calculó un aumento del 8.1% si los ácidos orgánicos se convertían en metano para la cogeneración (806.73 MWh). Además, se podría eliminar el 62.7 y el 74.7% de materia orgánica excedente del flujo de desechos de etanol 2G con la extracción de ácidos orgánicos como productos químicos o su utilización como sustrato para la generación de biometano, respectivamente.