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El CSIC desarrolla un proyecto para producir plásticos a partir del fraccionamiento de biomasa

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) participan en un proyecto europeo que busca demostrar que es posible obtener celulosa de alta calidad y corrientes de lignina y hemicelulosa para ser transformada en disolventes, resinas, monómeros y polímeros que puedan usarse para producir plásticos a través de proceso de fraccionamiento de la lignocelulosa (materia seca vegetal o biomasa).

Según informa el CSIC, el proyecto pretende avanzar con el desarrollo de biorrefinerías de segunda generación que son las que usan como materia prima la biomasa que no se usa en alimentación (no se usa azúcar, maíz, soja o aceite) para transformar residuos lignocelulósicos ,es decir, residuos agrícolas, forestales o agroalimentarios en materias primas renovables que se usan para producir plásticos, pinturas o revestimientos de superficies.

El proyecto, llamado ‘Fraction’, que coordina el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC) junto con 12 socios de 8 países europeos entre los que se cuenta con 2 grandes socios industriales, 5 centros de investigación o tecnológicos y 5 pequeñas y medianas empresas, ha recibido 6,2 millones de euros de la BBI-JU (consorcio público-privado entre el programa H2020 de la Unión Europea y la asociación Bio-Based Industries europeas).

Además, el CSIC señala que el proyecto usará un proceso «organosolv», que quiere decir que trata la de biomasa que usa como disolvente un compuesto orgánico en lugar de agua, algo «novedoso y flexible» con el que se trata residuos lignocelulósicos como pino, abedul, bagazo, cartón ondulado para fraccionar y obtener de forma separada tres componentes principales: celulosa «de alta calidad», hemicelulosa y lignina.

El proceso «organosolv» se basa en el tratamiento a temperatura moderada del residuo lignocelulósico con una disolución acuosa de y-valerolactona (GVL), un disolvente natural que procede de la biomasa y que fracciona la lignocelulosa en dichos componentes.

Posteriormente, los componentes se usan para producir etanol que se usa como biocombustible, como de ácido maleico, succínico, 1,5-pentanodiol, lactatos, FDCA (ácido 2,5-furandicarboxílico) y polímeros como PBS (desde los azúcares hemicelulósicos) e igualmente, poliuretanos, resinas fenólicas y vainillina (desde la lignina) que pueden utilizarse como disolventes para pinturas, recubrimientos de superficies o para producir plásticos.

El CSIC señala que el sector de la bioeconomía en Europa (responsable en 2016 de 18,6 millones de empleos y con una facturación de 2,3 billones de euros) sufre una «una falta de integración» que impide la transición de materias primas de origen fósil e insostenibles por otras basadas en componentes biológicos y sostenibles.

Asimismo, señala que el desarrollo y despliegue de biorrefinerías de segunda generación «es estratégico para Europa» ya que la sinergia, entre los sectores químico y de combustibles y con las industrias forestales, de pulpa, papel y agroalimentarias, «es escasa», y los bioresiduos que generan «no se aprovechan lo suficiente».

Por último, afirma que el proyecto lo situará entre los centros de investigación líderes para desarrollar la nueva generación de biorrefinerías sostenibles de segunda generación y que además de durar 3 años, integra el fraccionamiento de biomasa con la producción de productos químicos a un nivel de maduración de la tecnología (TRL, siglas en inglés) de 4-5 (sobre 9) e incluye trabajos de simulación con los que se pretende analizar aspectos tecnoeconómicos y de ciclo de vida.

Uno de los inventores del proceso organosolv GVL y miembro del equipo del ICP-CSIC Martín Alonso, destaca la «novedad» del proceso ‘GVL-organosolv’ que «solo se puede lograr gracias al rendimiento superior de la tecnología GVL-organosolv para proporcionar las tres corrientes de alta calidad, que se transformarán posteriormente en productos derivados de valor agregado».

«Fraction también demostrará la recuperación y reutilización de solventes, que es clave para la sostenibilidad económica y medioambiental del proceso en general», añade.

Por su parte, el responsable del proyecto en el ICP-CSIC, Rafael Mariscal López, afirma que el proceso también investigará en «el desarrollo de las tecnologías químicas empleando catalizadores (materiales que facilitan las transformaciones químicas) necesarias para convertir los azúcares hemicelulósicos proporcionados por el proceso organosolv-GVL en plataformas químicas valiosas y otros monómeros relevantes para la industria de polímeros, ácidos maleico y succínico y 1,5-pentanodiol que finalmente se pueden convertir en plásticos de diversos tipos y con distintas propiedades».