Utilizan residuos agrícolas para la obtención sostenible de biocombustible, aditivos alimentarios y papel

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Los expertos trasladan el concepto de biorefinería a los residuos agrícolas y de la industria agroalimentaria para conseguir energía y compuestos respetuosos con el entorno

Investigadores del Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica de la Universidad de Córdoba, en colaboración con el departamento de Ingeniería Química, Química Física y Química Orgánica de la Universidad de Huelva trabajan en un proceso de separación de los distintos componentes de residuos procedentes de poda del olivar y pajas de cereales para obtener biodiésel, aditivos alimentarios y pastas celulósicas para obtener papel.

Los expertos ponen en práctica el concepto de biorefinería, que trata de aprovechar de manera integral la biomasa disponible, bien aprovechando el poder calorífico de estos residuos como fuente energética o bien obteniendo productos dirigidos a las industrias alimentarias y farmacéuticas. “La biorefinería es el término utilizado actualmente para describir la tecnología de fraccionamiento de la biomasa vegetal en energía, productos químicos y bienes de consumo”, explica a la Fundación Descubre el investigador responsable del proyecto, Alejandro Rodríguez, de la Universidad de Córdoba.

Los expertos quieren usar la biomasa vegetal como materia prima, tanto para producción de bioenergía como de bioproductos, superando la visión clásica de destinar los residuos sólo a la industria papelera. “Nuestra investigación no sólo aplica los procesos de pasteado clásicos, centrados exclusivamente en obtener una fracción sólida de los vegetales rica en celulosa”, explica Rodríguez.

De esta forma, los investigadores ponen en práctica procesos químicos que permitan separar con eficiencia los principales componentes de la materia vegetal. Una vez separados y purificados pueden presentar múltiples aplicaciones industriales como la fabricación de polímeros, es decir, estructuras químicas sobre las que obtener otros compuestos. Otros usos serían la formulación de productos químicos (fármacos, aditivos alimentarios, aromas...), el desarrollo de materiales con propiedades especiales (aislantes, adhesivos, espesantes, barnices, pinturas) y la obtención de bioetanol, además de la pasta celulósica para fabricar papel.

Un residuo, tres fracciones
Los investigadores separan los residuos en tres fracciones: hemicelulosas, celulosa y lignina. La primera se compone mayoritariamente de azúcares, por tanto, muy interesantes para la obtención de aditivos alimentarios, como los xilitoles que se añaden a los chicles.

Por su parte, la celulosa se ha venido aprovechando hasta la fecha en la obtención de pastas celulósicas para la posterior producción de papel y cartón. Sin embargo, los investigadores piensan en ella como base para la obtención de bioetanol. “Sometemos esta fracción a tratamientos físicos o químicos con objeto de modificar la estructura celular y conseguir soluciones óptimas. La degradamos a glucosa y obtenemos etanol mediante fermentación”, precisa Rodríguez.

Por tanto, los expertos pretenden partir del residuo agrícola extraer las fracciones más interesantes en unas concentraciones y calidad que sea aptas para procesos posteriores como la obtención de azúcares, la industria farmacéutica, la alimentación animal, composites o integrarla en otros compuestos, como base de la química verde.

En esta tarea, también participa la Universidad de Huelva que se encarga de la caracterización de la fracción hemicelulósica y de lignina. Esto supone que los expertos onubenses aportan datos de composición en azúcares que tiene la fracción hemicelulósica, así como la composición y potencia calorífica de la lignina que, dado la diferente naturaleza de cada materia prima,  es distinta en la poda del olivo y en la paja de cereales.

Precisamente, en relación a este último residuo, la empresa ECOPAPEL de Écija está muy interesada en los resultados que se puedan obtener de este proyecto. “Están montando una línea de negocio basada en la elaboración de envases a partir de pasta celulósica a partir de paja de trigo y quieren aprovechar este recurso natural al máximo. Les interesa saber si es posible la obtención de etanol en lugar de pasta y qué hacer con las ligninas”, anticipa Rodríguez.

Ventajas ambientales
Además de sus objetivos científicos, los investigadores andaluces aportan con su proyecto un beneficio ambiental. Por un lado, aprovechan residuos abundantes en Andalucía como los restos de poda de olivo y la paja de trigo o arroz.

Actualmente, estos residuos se incineran o se trituran para esparcirlos sobre el terreno, lo que resulta caro y puede dar lugar a otros problemas como la aparición de plagas. La alternativa que proponen los investigadores supondría convertir ese residuo en un nuevo recurso. “Aprovechamos las fracciones hemicelulósica y lignina, que actualmente se queman e investigamos en el aprovechamiento de la celulosa para obtener bioetanol permitiendo un óptimo aprovechamiento de la biomasa vegetal”, precisa el investigador.

Por otra parte, en el proceso de obtención de los nuevos compuestos, los investigadores apuestan por la utilización de tecnologías y principios de química verde. Ejemplo de estas buenas prácticas son la recuperación de disolventes y reactivos, así como minimizar las emisiones de efluentes y gases.
Estos trabajos se desarrollan en el marco del proyecto Biorrefinería de residuos agrícolas. Beneficio de hemicelulosa, celulosa y lignina, calificado de excelencia por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia de la Junta de Andalucía.