En
un anterior artículo he mencionado las nuevas tecnologías en cuanto a obtención
de bioetanol que se nos vienen encima. Es decir, la producción de bioetanol a
partir de compuestos de naturaleza lignocelulósica, sin necesidad de emplear
alimentos como materia prima, con las indeseables consecuencias que ello
conlleva.
Para simplificar, me referiré a
estas nuevas instalaciones como biorrefinerías
2G, es decir, de segunda generación.
En
lo que denominamos primera generación, la tecnología para obtener nuestro
etanol es sencilla. En el fondo es una metodología similar a la que siguen los
procesos de obtención de bebidas alcohólicas: fermentación con escasez de aire
para obtener etanol y dióxido de carbono
a partir de hidratos de carbono.
Es decir en el caso de tener
glucosa:
Sin
embargo, en el caso de los materiales lignocelulósicos se nos presenta un
problema añadido. De la misma forma en la que nuestro cuerpo no puede digerir
la rama de un árbol, las levaduras tampoco pueden hacerlo.
Es
decir, la materia prima que se emplea en 2G es mucho más difícil de atacar y
procesar que las convencional, y cuando decimos que es más difícil en el mundo
de la ingeniería química, como podemos suponer, significa que es más caro.
El
objetivo de este tipo de instalaciones industriales es la obtención de etanol
para su uso como carburante. Las plantas convencionales introducen al proceso
azúcares o almidones. Por lo que estas pasan por un tratamiento enzimático y
posterior fermentación.
Sin embargo, Los materiales de
origen celulósico son bastante más hostiles: Están formados por polisacáridos
de celulosa y hemicelulosa, y un biopolímero de naturaleza fenólica como la
lignina.
Para poder proceder de igual
forma que tradicionalmente hay que tener en cuenta dos consideraciones:
1. Primero, el
ataque enzimático directo apenas tiene efecto por lo inaccesible de la
estructura. Por lo que se tendrá realizar un pretratamiento para poder
hacer más accesible el ataque de los bioaditivos (enzimas+levaduras). Esto
puede ser desde calor, ataque con vapor a altas temperaturas, disolución con
ácidos y bases..etc.
2. Segundo, las
enzimas que atacan a la celulosa con el objetivo de hidrolizarlas son, de
momento, más caras que las empleadas con los almidones.
Con estas premisas, el proceso
entero es el siguiente:
- · Pretratamiento de la biomasa: se somete a la biomasa a un tratamiento con ácidos, bases, vapor, etc, con el objetivo de hacerla más accesible al ataque enzimático y posterior fermentación con levaduras.
- · Esta pasa a un reactor (aunque pueden suceder las reacciones en reactores diferentes) en el que la biomasa pretratada inmersa en agua se somete primeramente a una hidrólisis mediante enzimas, las cuales trocean la celulosa obteniendo moléculas de glucosa, que si pueden ser fermentadas por las levaduras. En este bioreactor es importante la cantidad de agua y las condiciones de temperatura para el trabajo eficiente de los microorganismos.
- · La siguiente fase es la fase de purificación, cuyo objetivo es separar el etanol producido del azúcar no reaccionado y la lignina. Este etanol tiene que alcanzar un porcentaje determinado para su comercialización.
De
este proceso obtenemos también un residuo denominado “residuo lignocelulósico”
que consta básicamente de lignina, elemento que no reacciona en ningún momento,
azúcar sin reaccionar, bioaditivos y cenizas. Aunque se esté investigando, este
residuo de momento no tiene otro final que ser valorizado energéticamente. Por
lo que estás instalaciones son autónomas energéticamente hablando, e
incluso vuelcan corriente a la red. Sin
embargo, teniendo en mente que la lignina supone habitualmente el 30-40% en peso de la biomasa de entrada, suponen un
serio problema, pues después de todo el proceso, casi la mitad de la leña que
metemos va al fuego.
Este problema, unido al alto
coste de los bioaditivos, son los dos mayores problemas que en la actualidad
encuentra este proceso. Sin embargo, Las nuevas investigaciones lo hacen cada vez
más rentable. [1]
Estas biorrefinerías son
relativamente novedosas, es decir, en la actualidad apenas podemos contar con
los dedos de una mano las instalaciones de este tipo en el viejo continente,
resaltando que muchas de ellas son plantas piloto, que más que buscar un
beneficio económico a gran escala son instalaciones con un fin de
investigación.
Un ejemplo son las plantas de
Örnsköldsvik (Suecia), la de Inbicon en Kalundborg (Dinamarca), y,
sorprendentemente, la de Babilafuente,
propiedad de Biocarburantes Castilla y León, en Salamanca.
Y si, digo “sorprendentemente”
porque no deja de ser una rareza ver a España a día de hoy en menesteres
tecnológicamente innovadores, como el presente.
[1]
http://www.unctad.org/en/docs/ditcted200710_en.pdf
Antonio Montero Andrés
Antonio Montero Andrés
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