Biorrefinerías de nanocelulosa: La oportunidad para la innovación en el sector agrícola

Autor: AINIA

En los últimos años se ha venido produciendo un cambio hacia una economía circular y hacia una capacidad de obtener productos derivados de la celulosa y lignina con un mayor valor añadido que permitan obtener compuestos biobasados.

Tradicionalmente, las grandes industrias de celulosa y papel, han extraído la celulosa para gran variedad de aplicaciones que utilizamos en nuestro día a día. Tras un proceso de cambio, la capacidad de obtener productos que vienen de la celulosa y lignina han ido adquiriendo un mayor valor añadido, esto ha permitido tener compuestos biobasados para distintas aplicaciones en una gran variedad de sectores, llevando a cabo una transición hacia un modelo de negocio de Biorrefinerías.

La pared celular vegetal de las plantas, por ejemplo, la madera procedente de los árboles y otros materiales lignocelulósicos, tales como los residuos agrícolas (ej. paja de cereales), está formada por 3 componentes, denominados, mayoritarios o estructurales.

La celulosa, que es el biopolímero más abundante en la Tierra. La celulosa es un homopolímero lineal formado por muchas unidades de glucosa (6 carbonos) unidas.
La lignina. Es el segundo biopolímero más abundante en las plantas tras la celulosa. A diferencia de la celulosa, la lignina es un polímero heterogéneo complejo, de carácter aromático. La función de la lignina es proporcionarles rigidez y consistencia a las plantas.
Las hemicelulosas, que no es más que otro biopolímero constituido principalmente por azúcares tipo xilosas (5 carbonos). Además, la pared celular vegetal puede presentar otros compuestos no estructurales como pectinas, proteínas, extractos (solubles como azúcares no estructurales, clorofila, polifenoles, compuestos bioactivos y ceras) y cenizas.

Las Biorrefinerías de lignocelulósicos en la producción de bioproductos de alto valor

Las biorrefinerías de materiales lignocelulósicos, se basan el aprovechamiento de los tres componentes principales de la lignocelulosa (celulosa, hemicelulosa y lignina). Esto tiene como ventaja una mayor diversificación de bioproductos que pueden ser obtenidos, así como el uso de fuentes y cultivos no alimenticias para ello.

Un ejemplo de ello, es Borregaard, una biorrefinería sostenible Noruega que empleando madera, produce biopolímeros a partir de lignina, celulosa, biovainillina, microfibras de celulosa y bioetanol para una gran variedad de aplicaciones en sectores como agricultura, acuicultura, construcción, farmacia, cosmética, biocombustibles, etc.

El objetivo, se podría decir, que es también conseguir la producción de polímeros biobasados capaces de reemplazar, en cierto modo o parcialmente, a aquellos derivados del petróleo en las aplicaciones en las que esto sea posible. La celulosa micro- o nanofibrilada se puede producir con diferentes tecnologías. Se puede afirmar que todas ellas son mecánicas y además, son totalmente escalables. Entre las más conocidas tenemos a:

Homogeneización a altas presiones
Molienda ultrafina
Extrusión con doble husillo

En definitiva, la transformación de las industrias de producción de celulosa en Biorrefinerías es ya un hecho, y esto se puede conseguir también a través del aprovechamiento de residuos lignocelulósicos tales como los residuos agrícolas. Tanto fuentes madereras como no madereras tienen un enorme potencial para la producción de bioproductos de alto valor añadido, siendo una enorme fuente para la producción de celulosa microfibrilada para distintas aplicaciones.

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23/03/2022 12:46