El cambio de industrias basadas en fósiles a una bioeconomía está creando una demanda creciente de productos químicos de base biológica, materiales y combustibles como alternativas sostenibles y renovables. Una posible fuente es la fructosa de la madera para su uso en la producción de bioplásticos.

La biomasa lignocelulósica es típicamente material vegetal no comestible, incluyendo cultivos específicos de madera y pasto, así como material de desecho agroforestal. También es el recurso renovable más abundante en la tierra y está disponible durante todo el año. Es más, La biomasa lignocelulósica no necesita un espacio valioso en los campos ya que no tiene uso agrícola ni nutricional. Es digno de mención que la madera se puede cosechar de forma sostenible de bosques certificados. En los países nórdicos, se cultiva más bosque del que se cosecha cada año.

En comparación con otras materias primas lignocelulósicas como la paja, Las materias primas a base de madera para biorrefinerías tienen el mayor potencial para reemplazar compuestos derivados de fósiles en la industria química. El establecimiento de cadenas de valor competitivas basadas en materias primas lignocelulósicas no solo garantizará una materia prima industrial alternativa abundante, sino que también fortalecerá la posición competitiva de los productos químicos y materiales de base biológica en comparación con sus contrapartes de origen fósil.

El proyecto ReTAPP de Horizonte 2020, financiado con fondos europeos, investigó la producción de azúcar fructosa utilizando biomasa lignocelulósica a partir de materias primas de madera dura y madera blanda. "Los investigadores emplearon soluciones enzimáticas para reemplazar la fructosa a base de almidón / alimentos con fructosa derivada de la madera y prepararon toda la cadena de valor para lanzar el producto al mercado, "dice el coordinador del proyecto Matti Heikkilä.

Mejores tasas de conversión

La iniciativa llevó a cabo actividades en dos áreas principales. La primera prueba involucró, ampliar y demostrar la eficacia de las enzimas, así como la tecnología innovadora desarrollada por los socios del proyecto en entornos industriales. La segunda serie desarrolló la tecnología en una empresa comercialmente viable al producir un caso de negocios, identificar clientes y mercados potenciales para el producto, y preparación de socios comerciales.

Los socios del proyecto de tres pymes europeas optimizaron y demostraron los procesos de producción. Incluían SEKAB E-Technology, que se especializa en tecnología de conversión de madera en azúcares, y Avantium Chemicals, líder mundial en la producción de resina de polietileno furandicarboxilato (PEF). PEF es una alternativa revolucionaria 100% biológica al tereftalato de polietileno (PET), una forma común de plástico que se utiliza en botellas y envases.

Un tercer socio comercial, MetGen, desarrolló nuevas enzimas glucosa isomerasa capaces de convertir eficientemente glucosa de madera en fructosa. "Nuestros resultados fueron mucho mejores que los de las enzimas utilizadas tradicionalmente en la producción comercial de fructosa con una tasa de conversión de más del 50 por ciento en general, prueba piloto de varias toneladas, "explica Heikkilä.

Beneficios múltiples

El consorcio aumentó la producción de enzimas a escala industrial. Al desarrollar la producción de productos químicos a granel a partir de la madera, la fructosa puede servir como una posible materia prima renovable no alimentaria para producir PEF a través del precursor del ácido furandicarboxílico (FDCA). "La tecnología se probó en la planta de demostración de biorrefinería en Örnsköldsvik, Suecia. Puede ser utilizado por otros proyectos y clientes que requieran azúcares celulósicos industriales para el desarrollo de productos bioquímicos posteriores, "señala Heikkilä.

Un estudio económico de alto nivel de la cadena de valor de ReTAPP mostró la viabilidad económica de la iniciativa, mientras que el análisis del ciclo de vida ambiental indicó una clara disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con las rutas convencionales que se utilizan actualmente para la producción de fructosa.

ReTAPP apoya la introducción de alternativas económicamente viables, facilitar la transición de materias primas basadas en fósiles a productos químicos sostenibles a base de madera, materiales combustibles y energía. Esto mejorará el impacto ambiental de la sociedad y reducirá la huella de CO2. Heikkilä señala:"Demostramos la cadena de valor de base biológica para envases 100% renovables que son más baratos y tienen mejores propiedades de barrera que el PET utilizando materia prima de segunda generación, a saber, madera. Todas las tecnologías novedosas desarrolladas e implementadas durante este proyecto utilizarán recursos sostenibles muy abundantes en Europa y generarán nuevos puestos de trabajo en el sector de la biorrefinería ".