Informe final del proyecto: Producción integrada de biobutanol y nanocelulosa a partir de eucalipto

Abstract

El interés en la valorización de materiales lignocelulósicos ha incrementado en los últimos años e incluso la producción de biocombustibles avanzados y productos químicos. La producción de biobutanol via fermentación a partir de estos materiales aún no es económicamente viable dado los elevados costos de procesamiento, debido fundamentalmente a los bajos rendimientos de sacarificación de la biomasa y al bajo rendimiento de producto atribuido a su toxicidad sobre el microorganismo. Para que la producción de biobutanol sea sostenible en el tiempo, debe integrarse a procesos y equipamientos de conversión de biomasa ya existentes, permitiendo la coproducción de compuestos de valor agregado que mejoren la economía global del proceso. La nanocelulosa presenta varias aplicaciones potenciales en distintas áreas como ser fabricación de polímeros, dispositivos de almacenamiento de energía, incluso su uso en productos papeleros ha mostrado mejorar notoriamente sus propiedades. En este proyecto, se evaluó la producción integrada de biobutanol y nanofibras de celulosa (CNF) a partir de pulpa de celulosa de eucalipto nacional mediante combinación de procesos enzimáticos, mecánicos y fermentativos. Esta estrategia de coproducción representa un proceso prometedor, incluso a nivel industrial, dado que representan productos de valor agregado atractivos para las industrias de pulpa y papel, que buscan diversificar su cartera de productos. Mediante la combinación de tratamientos mecánicos y enzimáticos se logró obtener CNF a partir de pulpa de celulosa de eucalipto con un ancho de 4–14 nm y una relación de aspecto de 220–230, con propiedades atractivas para su aplicación en el sector papelero. Se logró convertir azúcares de forma efectiva fermentables, producidos durante el pretratamiento enzimático de la materia prima, en biobutanol y coproductos utilizando microorganismos del género Clostridium capaces de metabolizar tanto glucosa como xilosa. En este proyecto se demostró la factibilidad de coproducir CNF y biobutanol como productos de alto valor agregado a partir de pulpa de celulosa de eucalipto. Los resultados alcanzados en este proyecto sirven como punto de partida importante para futuros estudios sobre la coproducción de biomateriales y químicos de valor agregado en un concepto de biorrefinería forestal. Además, pretende contribuir al conocimiento de nuevas herramientas en la obtención de nanocelulosa y su potencial aplicación.