Bioplásticos extraídos de la madera
La biomasa lignocelulósica es un material vegetal por lo normal no comestible que se extrae de cultivos específicos de madera y pasto, pero también de los residuos de la silvicultura. También es la fuente específica más abundante del planeta y está disponible todo el año. Además, la biomasa lignocelulósica no ocupa espacios valiosos de cultivo, ya que no tiene ningún uso agrícola ni nutritivo. Cabe señalar también, que es posible talar madera de forma sostenible en bosques certificados. En los países septentrionales, crece más bosque del que se tala cada año. En comparación con otras materias primas lignocelulósicas como la paja, el material maderero para labores de biorrefinería es el mejor situado para sustituir en la industria química diversos compuestos derivados de los combustibles fósiles. La creación de cadenas de valor competitivas basadas en materias primas lignocelulósicas garantizará una alternativa abundante a las materias primas industriales y reforzará la competitividad de los materiales y las sustancias bioquímicos en comparación con los derivados de combustibles fósiles. El proyecto financiado a través de los fondos europeos de Horizonte 2020 ReTAPP investigó la producción de fructosa a partir de biomasa lignocelulósica extraída de maderas duras y blandas. «Los investigadores emplearon soluciones enzimáticas para sustituir la fructosa derivada del almidón u otros alimentos por fructosa derivada de la madera y prepararon toda la cadena de valor comercial del producto», expone Matti Heikkilä, coordinador del proyecto. Tasas de conversión superiores La iniciativa realizó su trabajo en dos áreas principales. La primera incluyó la evaluación, ampliación y demostración de la eficacia de las enzimas, así como de la tecnología innovadora desarrollada por los socios del proyecto en espacios industriales. La segunda pasó por el desarrollo de la tecnología hasta lograr una empresa comercialmente viable a través del desarrollo de un plan de negocio, la identificación de clientes y mercados y la preparación de los socios comerciales. Los socios del proyecto de tres pymes europeas optimizaron y demostraron los procesos de producción. SEKAB E-Technology se especializa en la tecnología de conversión de madera a azúcares y Avantium Chemicals es líder mundial en la producción de resina de furandicarboxilato de polietileno (PEF, por sus siglas en inglés). El PEF es una alternativa revolucionaria y completamente biológica al tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés), un tipo de plástico común utilizado en botellas y envases. El tercer socio comercial, MetGen, desarrolló enzimas de glucosa isomerasa capaces de convertir eficazmente la glucosa de la madera en fructosa. «Nuestros resultados fueron mucho mejores que los de las enzimas utilizadas tradicionalmente en la producción de fructosa con una tasa de conversión superior al 50 % en un ensayo piloto de gran tamaño con varias toneladas de material», explica Heikkilä. Múltiples beneficios El consorcio amplió la producción de enzimas a una escala industrial. Gracias al desarrollo de sustancias químicas a granel a partir de la madera, la fructosa puede ejercer como una posible materia prima renovable no basada en productos alimentarios con la que producir PEF mediante el precursor ácido furandicarboxílico (FDCA). «La tecnología se probó en la biorrefinería experimental situada en Örnsköldsvik (Suecia). También puede ser aprovechada por otros proyectos y clientes que necesiten azúcares celulósicos industriales para desarrollar productos bioquímicos ulteriores», destaca Heikkilä. Un estudio económico de alto nivel de la cadena de valor de ReTAPP mostró que la iniciativa es viable económicamente y un análisis del ciclo de vida apuntó a una reducción clara de las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con los procesos convencionales utilizados hoy en día para producir fructosa. ReTAPP respalda así la introducción de alternativas rentables que faciliten la transición de las materias primas fósiles a sustancias químicas, materiales, combustibles y energía sostenibles basados en la madera. Este proceso reducirá el impacto ambiental de la sociedad y la huella de CO2. Heikkilä señala: «Demostramos que la cadena de valor biológica de envases completamente renovables es más barata y tiene mejores propiedades de barrera que el PET con materias primas de segunda generación, principalmente la madera. Todas las tecnologías nuevas desarrolladas y puestas en práctica durante el proyecto aprovecharán recursos muy abundantes y sostenibles en Europa y generarán nuevos empleos en el sector de la biorrefinería.
Palabras clave
ReTAPP, fructosa, enzima, biológico, biomasa lignocelulósica, furandicarboxilato (PEF), tereftalato de polietileno (PET)
