lunes, abril 22, 2024
 

Países Bajos: investigadores logran avances importantes en la purificación de dos compuestos clave para la química verde

Compartir

 
 

En un importante avance hacia la sostenibilidad en la producción industrial, un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) en los Países Bajos ha revelado innovaciones pioneras en la purificación de isopropanol y acetona, dos compuestos señalados como clave en la incipiente química verde. Este hito, publicado en la prestigiosa Revista de Tecnología Química y Biotecnología, introduce procesos revolucionarios que prometen elevar la eficiencia y viabilidad de la producción a gran escala en la industria química.

El isopropanol y la acetona representan un mercado global combinado de U$S 10 mil millones. Ambos compuestos son solventes cruciales en la industria, y el isopropanol, en particular, tiene aplicaciones importantes como ingrediente farmacéutico debido a su baja toxicidad. Sin embargo, la producción convencional depende en gran medida de métodos basados en carbono fósil, que están siendo desplazados gradualmente por regulaciones ambientales más estrictas en todo el mundo.

Este estudio innovador propone un proceso de fabricación más sostenible que implica el reciclaje de gases residuales industriales y gas de síntesis (una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno que se puede producir a partir de biomasa) utilizando bacterias modificadas genéticamente. Es importante destacar que LanzaTech, una empresa biotecnológica con sede en Estados Unidos que no está vinculada a la investigación de TU Delft, actualmente está probando este método de fermentación de gas de síntesis para producir isopropanol y acetona.

Innovación en materiales biomédicos abre nuevas fronteras en medicina regenerativa y quirúrgica

Sin embargo, uno de los desafíos principales para la implementación a gran escala de esta tecnología radica en la etapa de purificación del producto; las limitaciones del método de fermentación resultan en concentraciones bajas de producto, lo que se traduce en una solución de fermentación muy diluida.

El profesor Anton A. Kiss, experto en Ingeniería Química y Biotecnología en TU Delft y autor correspondiente del estudio, explicó: «El desafío es eliminar una gran cantidad de agua por kilogramo de producto, sin incurrir en altos costos energéticos. Esto se abordó en nuestra investigación determinando las condiciones operativas óptimas que permitieron una recuperación significativa del calor del proceso.»

El equipo se enfocó en dos opciones para la recuperación inicial de isopropanol y acetona: destilación al vacío y destilación de paso.

«La destilación al vacío se investigó como un método clásico que se puede utilizar para la recuperación de productos de fermentación volátiles, mientras que la destilación de paso es un método de separación novedoso que nunca se ha implementado en mezclas complejas,» explicó Kiss. Señaló que el método de destilación de paso no requiere el uso de refrigeración costosa, que es necesaria para la destilación al vacío.

Descubriendo la mecanoquímica: la ciencia a la que apuesta una empresa española para convertir biomasa en bioproductos revolucionarios de alto valor

A través del exitoso diseño de procesos a escala industrial, se obtuvieron isopropanol y acetona de alta pureza con recuperaciones superiores al 99.2%. La investigación reveló que todos los procesos propuestos son altamente competitivos tanto en términos de costos como de impacto ambiental. Al considerar la integración de estos procesos en plantas industriales, Kiss afirmó: «Debido a posibles diferencias en la disponibilidad de electricidad y servicios de calefacción, el diseño del proceso óptimo debe elegirse según la ubicación exacta de la planta.»

Este avance marca un paso significativo hacia la fermentación industrial sostenible. El equipo ahora está enfocando sus esfuerzos en la purificación de otros productos químicos de alto valor.

Kiss explicó: «Estamos diseñando procesos de recuperación para varios productos químicos volátiles a partir de caldos de fermentación, para encontrar reglas de diseño generales. Estamos trabajando en colaboraciones en las que podemos transferir nuestro conocimiento a empresas que pueden implementar estos diseños en la industria.»

 
 
 

Lo más leído

 

Imperdible

Más noticias