El champú con el que te lavaste el cabello esta mañana. Los globos para la fiesta. Refrigeradores y lentes de sol, medicamentos y repelente de mosquitos, cuerdas de guitarra y señuelos de pesca. Estos, y miles de otros productos que usamos todos los días, contienen químicos hechosdel petróleo. Pero los investigadores de la Universidad de Delaware ahora pueden ofrecer a los fabricantes una alternativa mucho más dulce a este combustible fósil.
Un equipo de investigación de la UD ha inventado un proceso más eficiente para extraer los azúcares de astillas de madera, mazorcas de maíz y otros desechos orgánicos de bosques y granjas. Esta materia prima biorrenovable podría servir como un sustituto sostenible más barato del petróleo utilizado en la fabricacióntoneladas de bienes de consumo al año, bienes que los consumidores quieren que sean más ecológicos. Más de la mitad de los consumidores en los EE. UU. están dispuestos a pagar más por productos ecológicos, según la Encuesta del consumidor estadounidense de GfK MRI, informada a principios de este año.
Basudeb Saha, director asociado de investigación del Catalysis Center for Energy Innovation de la UD, un Centro de Investigación Fronterizo Energético designado por el Departamento de Energía de EE. UU., Lideró el esfuerzo, que involucró a científicos de la UD y de la Universidad de Rutgers. Los resultados se publican en ChemSusChem , una de las principales revistas interdisciplinarias que se centra en la química sostenible.
"Para producir productos químicos y combustibles más ecológicos, estamos trabajando con material vegetal, pero no queremos competir con su valor alimenticio", dijo Saha. "Entonces, en lugar de tomar maíz y extraer sus azúcares para producir etanol,están haciendo uso de los tallos y mazorcas que quedan después de la cosecha del maíz, así como otros tipos de desechos como astillas de madera y cáscaras de arroz ".
Aunque en la última década se ha visto un cambio hacia el uso de dichos desechos, conocidos como biomasa lignocelulósica, para crear productos químicos para producir plásticos biodegradables, productos farmacéuticos, cosméticos y biocombustibles, las biorrefinerías han luchado por encontrar suministros constantes y con altos costos de procesamiento.
Aunque las astillas de madera y las mazorcas de maíz pueden parecer materiales simples y económicos, son difíciles de descomponer químicamente.
"La lignina que hace que sus paredes celulares sean tan duras y resistentes actúa como un pegamento, reteniendo firmemente los azúcares", dijo Saha.
UD inventa la tecnología de un solo paso
Actualmente, la industria separa los azúcares de la lignina mediante un proceso de dos pasos que utiliza productos químicos y condiciones de reacción duras en el primer paso y una enzima costosa en el segundo. Este proceso encarece los azúcares resultantes y los productos finales, aunquerenovables, menos competitivas que las producidas con petróleo.
El proceso inventado en UD, sin embargo, es solo un paso. No requiere un paso de pretratamiento separado comúnmente usado en biorrefinerías para desintegrar la lignina de los polímeros de azúcar celulosa y hemicelulosa. La tecnología de un solo paso de UD integra el paso de pretratamiento yhidrólisis de celulosa y hemicelulosa en una olla y funciona a una temperatura considerablemente baja 85 ° C y un tiempo de reacción corto una hora, lo que hace que el método sea energéticamente eficiente. También es eficiente en el uso de agua.
La clave de la tecnología, que ha sido presentada como una solicitud de patente internacional por UD, es el uso de una solución concentrada de una sal inorgánica en presencia de una pequeña cantidad de ácido mineral. La solución de sal concentrada requiere una cantidad mínimaLa solución hincha las partículas de madera u otra biomasa, lo que permite que la solución interactúe con las fibras, al igual que un periódico se hincha cuando se derrama agua sobre él.
Las propiedades únicas de la solución salina hacen que el método sea muy eficiente, dijo Saha, con un rendimiento teórico de hasta un 95 por ciento de azúcares.
Además, el equipo ha integrado el proceso con otro paso, llamado reacción de deshidratación, que convierte los azúcares en furanos en la misma olla y permite reciclar la solución salina. Los furanos son compuestos muy versátiles que se utilizan como materias primas para la elaboración deproductos químicos especiales.
La innovación UD emplea la intensificación de procesos, la realización de varios pasos de manera integrada, lo que resulta en el uso de menos energía y agua. Este concepto, implementado a gran escala, es el enfoque de RAPID, un Instituto de Fabricación de EE.UU.por el Instituto Americano de Ingenieros Químicos, que también involucra a UD como un actor clave.
"Nuestro proceso permite, por primera vez, la producción económica de corrientes de alimentación que podrían mejorar profundamente la economía de los bioproductos celulósicos fabricados aguas abajo, sin mencionar los beneficios ambientales de reemplazar el petróleo", dice Saha. "Más de 10,000millones de toneladas métricas de emisiones de carbono se registraron en 2010 a partir de combustibles fósiles y químicos convencionales, lo que tiene un efecto catastrófico a largo plazo en nuestro medio ambiente ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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