22 ene. 2018

¿Se puede producir plástico a partir de biomasa?

Usando un disolvente derivado de la planta llamado GVL (gamma-Valerolactona), el profesor de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Wisconsin-Madison, James Dumesic, y su equipo han desarrollado una forma económica y de alto rendimiento de producir ácido furandicarboxílico, o FDCA.

0
plastico_biomasa_cetem
1
Científicos están desarrollando formas nuevas y renovables de crear plásticos a partir de biomasa, para superar la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones nocivas de efecto invernadero.

Usando un disolvente derivado de la planta llamado GVL (gamma-Valerolactona), el profesor de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Wisconsin-Madison, James Dumesic, y su equipo han desarrollado una forma económica y de alto rendimiento de producir ácido furandicarboxílico, o FDCA.

Una de las 12 sustancias químicas que el Departamento de Energía de Estados Unidos considera fundamentales para forjar una industria química "verde", FDCA es un precursor necesario para un plástico renovable llamado FEM (o furanoato de polietileno) así como para varios poliésteres y poliuretanos.

Como el sustituto de base biológica para el PET (tereftalato de polietileno), su contraparte ampliamente utilizado, derivado del petróleo, el PEF tiene un gran potencial. Actualmente, PET tiene una demanda en el mercado de cerca de 1.500 millones de toneladas por año, y Coca-Cola, Ford Motors, HJ Heinz, Nike y Procter & Gamble se han comprometido a desarrollar un PET de origen sostenible 100% para sus botellas, paquetes, indumentaria y calzado. Sin embargo, el potencial de PEF para entrar en ese mercado se ha visto obstaculizado por el alto costo de producción de FDCA.

"Hasta ahora, FDCA ha tenido una solubilidad muy baja en prácticamente cualquier solvente en el que se produzca", señala el coautor del estudio Ali Hussain Motagamwala, estudiante graduado de UW-Madison en Ingeniería Química y Biológica. "Tienes que usar una gran cantidad de disolvente para obtener una pequeña cantidad de FDCA, y terminas con altos costos de separación y productos de desecho indeseables", añade.

Un proceso de alto rendimiento

El nuevo proceso de Motagamwala y sus colegas, que se detalla en un artículo publicado este viernes en 'Science Advances', comienza con fructosa, que estos científicos convierten en un proceso de dos pasos a FDCA en un sistema disolvente compuesto por una parte de GVL y una parte de agua. El resultado final es un alto rendimiento de FDCA que se separa fácilmente del disolvente como un polvo blanco al enfriarse.

"Usar el disolvente GVL soluciona la mayoría de los problemas con la producción de FDCA --dice Motagamwala--. Los azúcares y FDCA son altamente solubles en este disolvente, obtienes altos rendimientos y puedes separar y reciclar fácilmente el disolvente".

Además, el sistema no requiere costosos ácidos minerales para la catálisis, no produce sales de desecho y puede separar los cristales de FDCA del disolvente simplemente enfriando el sistema de reacción. El análisis técnico-económico del equipo sugiere que el proceso podría producir actualmente FDCA a un precio de venta mínimo de 1.490 dólares por tonelada.

Con las mejoras, que incluyen la reducción del costo de la materia prima y la disminución del tiempo de reacción, el precio podría llegar a 1.310 dólares por tonelada, lo que haría que su FDCA sea competitiva en costos con algunos precursores de plástico derivados de combustibles fósiles.

"Creemos que éste es el enfoque simplificado y económico para hacer FDCA que muchas personas en la industria del plástico han estado esperando --subraya Dumesic--. Nuestra esperanza es que esta investigación abra la puerta aún más a los plásticos renovables de costo competitivo". La 'Wisconsin Alumni Research Foundation' está trabajando para obtener la licencia de la tecnología GVL para su uso en la producción de bioplásticos.

Fuente: Ecoticias