Fraccionamiento de paja de trigo en medio acético

Fraccionamiento de paja de trigo en medio acético2018-07-05T12:16:15+00:00

En Chile se genera anualmente 1,5 millones de toneladas de paja de trigo y, debido a que no existe un uso comercial en el país, ésta se quema in situ mediante roces, generando serios problemas ambientales y de seguridad. Por otra parte, la paja de trigo es un material lignocelulósico potencialmente valioso, de composición similar a la madera. Por ello, se planteó una alternativa tecnológica para utilizarla como fuente de celulosa, hemicelulosas y lignina, a través del proyecto Fondef D08i1100 “Desarrollo de productos comerciales a partir de paja de trigo” (2010-2012) y, posteriormente, del proyecto Fondef IT13I10060 “Desarrollo de tecnología para el procesamiento químico de paja de trigo” (2013-2015). Las empresas asociadas a estos proyectos son Avenatop y ZeaPlast.

Durante el desarrollo del primer proyecto, entre los años 2010 y 2102, fue posible sentar las bases científicas y tecnológicas, para el fraccionamiento químico del material. La metodología se basa en el uso de ácidos carboxílicos de bajo peso molecular, como medio de deslignificación (Proceso Acetosolv). De igual manera, se implementó y operó una planta piloto discontinua y se evaluó el uso de los tres productos de interés, en ensayos de aplicación industrial: Las fibras celulósicas se utilizaron en la fabricación de papel, las hemicelulosas se adicionaron a la dieta de rumiantes, en reemplazo de melaza y la lignina se incorporó como componente de adhesivos del tipo fenol-formaldehído.

Los resultados fueron exitosos y demostraron un alto potencial comercial. No obstante, se estableció que el proceso propuesto sólo sería económicamente atractivo si se le opera en forma continua, para minimizar el uso de solventes y los requerimientos de energía.

Por ello, el año 2013 se postuló un segundo proyecto que planteó un proceso continuo y a contracorriente. Durante la ejecución de la iniciativa, se ha podido demostrar que bajo esta modalidad de operación es posible deslignificar la paja de trigo y extraer los compuestos solubilizados de manera integrada y conjunta, con ventajas no sólo económicas, sino también de calidad de los productos. Consecuentemente, durante el año 2014 se comenzó con la construcción de una nueva planta piloto, esta vez de operación continua y en contracorriente, de cuatro etapas de extracción.

La fase líquida resultante contiene las hemicelulosas y la lignina, y la fase sólida está constituida por fibras de celulosa. Se prevé que durante el primer semestre del año 2015 la planta esté plenamente operativa.

Paralelamente, se ha modelado y simulado bajo distintas premisas una planta de procesamiento de paja de trigo a nivel industrial mediante el Proceso Acetosolv. Esto permitió identificar puntos críticos, orientar estratégicamente las actividades de I+D y establecer el costo de producción y la rentabilidad del proceso.

El escalamiento del proceso a nivel piloto finalizará el año 2015. Los desafíos futuros se refieren a nuevas iniciativas de investigación y desarrollo, por una parte, para fortalecer la tecnología; y el diseño, construcción y operación de una planta productiva demostrativa, de pequeño tamaño, por otra.

Las nuevas iniciativas de I+D tienen relación con la extracción selectiva de componentes lipofílicos, preferentemente ceras, antes de la etapa de deslignificación; la evaluación de producir ácido acético a partir de los carbohidratos solubilizados durante el proceso, y el desarrollo de aplicaciones de alto valor de las fibras celulósicas y la lignina extraídas.

Con relación al escalamiento de la tecnología a nivel productivo, deberán establecerse alianzas con inversionistas y empresas tecnológicas globales que permitan establecer la tecnología a nivel industrial. Se definirá un modelo de negocios propicio para este fin.

Para mayor información contacte a:

Dra. Cecilia Fuentealba,  Jefe de Área Bioproductos
c.fuentealba@udt.cl / +56 (0)41 266 1805