Desarrollan un nuevo proceso que abarata la producción de biocombustibles a partir de residuos vegetales

Un sistema de disolventes a base de sal de amoníaco ideado en la Universidad de Rutgers acelera la conversión de la celulosa en azúcares mediante el uso de enzimas, las cuales representan hasta un 20% del coste de producción de biocombustibles como el etanol.

Investigadores de la Universidad de Rutgers (Nueva Jersey, EE.UU.) han desarrollado un nuevo proceso que podría abaratar mucho más la producción de biocombustibles como el etanol a partir de residuos vegetales y reducir así la dependencia de los combustibles fósiles.

Su enfoque, que incluye un solvente a base de sal de amoníaco que convierte rápidamente las fibras de las plantas en azúcares necesarios para producir etanol, funciona bien a temperatura ambiente, a diferencia de los procesos convencionales, según un estudio publicado en la revista Green Chemistry.

«Nuestro sistema de pretratamiento puede reducir -hasta 50 veces- el uso de enzimas para convertir la celulosa (fibra vegetal) tratada con disolvente en glucosa (un azúcar) utilizada para hacer bioproductos como el etanol», explica el autor principal Shishir P. S. Chundawat, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Rutgers en New Brunswick. «Procesos similares podrían reducir en gran medida el coste de producción de biocombustibles a partir de biomasa residual como tallos y hojas de maíz».

El disolvente también puede extraer más del 80 por ciento de la lignina de los residuos vegetales. La lignina, que se une a las fibras de las plantas y las fortalece, podría utilizarse para ayudar a mejorar valiosos productos químicos aromáticos en el futuro, según Chundawat.

Microfibras

Los tallos, hojas y otros residuos del maíz, por ejemplo, tienen microfibras de celulosa muy apretadas, que son hebras diminutas más finas que las fibras. Las microfibrillas son difíciles de descomponer utilizando enzimas o microbios, lo que dificulta la conversión de muchos materiales vegetales de la biomasa en biocombustibles o bioquímicos. La biomasa incluye materiales de origen microbiano, vegetal o animal que se utilizan para la producción de energía renovable y procesos industriales.

Para acelerar la conversión de celulosa en azúcares como la glucosa con enzimas se requieren solventes adecuados o pretratamientos basados en calor o químicos. En los últimos 150 años, se han explorado varios solventes que pueden descomponer las fibras de celulosa. Pero la mayoría siguen siendo costosos o requieren rangos extremos de presiones o temperaturas de operación para ser efectivos.

El sistema de disolventes a base de sal de amoníaco acelera la conversión de la celulosa en azúcares mediante el uso de enzimas. Puede reducir en gran medida los costes de la producción de biocombustibles porque las enzimas pueden representar entre el 15 y el 20 por ciento del costo de la producción de biocombustibles como el etanol a partir de la biomasa.

Los próximos pasos serán optimizar el proceso de pretratamiento de biomasa como el maíz, los residuos sólidos urbanos y cultivos bioenergéticos que pueden ser convertidos en combustibles, al tiempo que se desarrollan enzimas más robustas para reducir aún más los costes, según Chundawat.