Biopolímeros

El desarrollo de procesos de producción de materiales básicos para la industria química basados en la biomasa tiene tres objetivos principales:

• Uso de materias primas renovables para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático
• Desarrollo de una economía circular «sostenible»
• Reducir la dependencia del sector químico de las materias primas fósiles (petróleo, gas natural,…)

Aunque el mercado de productos de base biológica aún está en pañales, actualmente experimenta un fuerte crecimiento debido a los siguientes factores:

• Creciente interés de los consumidores por productos de consumo más sostenibles
• Aumento de los esfuerzos de la industria y los fabricantes de marcas para ofrecer materiales de envasado de base biológica
• La resolución de una posible escasez de suministro de olefinas y algunos aromáticos de alta demanda, fomentando el uso de nuevas materias primas y nuevos procesos de producción

• Costes de producción en comparación con los procesos basados en el petróleo
• Acceso a recursos renovables
• El desarrollo de los sectores de servicios públicos
• La construcción de biorrefinerías que exploten las sinergias entre las diferentes conversiones de biomasa, por ejemplo, entre la producción de biocombustibles y la de bioproductos
• El desarrollo de nuevos productos de base biológica
• El mercado sigue dependiendo en gran medida de factores económicos y políticos clave, como los cambios en el precio del petróleo, que probablemente favorecerán o no el desarrollo de la capacidad de producción de intermedios de base biológica
• La ausencia o, por el contrario, la introducción de incentivos públicos y regulatorios

La llamada «biorrefinería» se está desarrollando como una alternativa a los procesos petroquímicos clásicos, basados principalmente en nafta o gas natural. Los procesos originales de la biorrefinería se basaban principalmente en el azúcar como producto de partida, y por lo tanto competían con la producción de alimentos y piensos. Los procesos más modernos, los llamados bioprocesos de segunda generación, tienen como objetivo utilizar casi todos los componentes de las materias primas regenerativas, es decir, tantos o incluso todos los componentes vegetales como sea posible.

La idea análoga ha sido la base de las refinerías de petróleo durante décadas, por lo que el concepto básico de la biorrefinería se basa en los procesos químicos establecidos de la petroquímica. En el primer paso de una biorrefinería, la biomasa se somete a una separación física de materiales. Los productos principales y secundarios se someten luego a reacciones de conversión microbiológica y/o química y a procesos térmicos.

Se puede considerar como ejemplo una biorrefinería basada en lignocelulosa. Esta utiliza materias primas naturalmente secas como paja, hierba, residuos forestales o residuos celulósicos de la industria papelera como producto de partida. Sobre esta base, se producen productos en tres líneas diferentes: en la línea de lignina se pueden producir adhesivos, aglutinantes, combustibles o productos químicos. En la línea de hemicelulosa se pueden producir espesantes y derivados de xilosa, como el nailon. Y en la línea de celulosa, se obtienen productos de fermentación como el etanol o el ácido láctico a partir de glucosa, a partir de los cuales se puede producir ácido poliláctico (PLA).

La fermentación aeróbica desempeña un papel importante en la producción de productos químicos de plataforma o monómeros de base biológica. El fermentador agitado a gran escala es una solución de proceso altamente eficiente, especialmente en términos de transferencia de masa, transferencia de calor y el rendimiento y la calidad del producto que se pueden lograr como resultado. Posteriormente a la producción de estos monómeros de base biológica, se purifican, lo que a menudo ocurre en una etapa de cristalización. Al final se produce la polimerización o policondensación al polímero de base biológica.

EKATO no solo ofrece los agitadores adecuados para todos estos diferentes pasos del proceso, sino que también le apoya tanto en el desarrollo del proceso de los pasos de fabricación individuales como en la ingeniería de sistemas completos de reactores agitados.

Algunos productos de polímeros de base biológica, como el ácido poliláctico (PLA) u otros poliésteres, ya han alcanzado la madurez del mercado o ya están en la «recta final» del desarrollo del proceso. Para promover la independencia de las materias primas fósiles, y, por supuesto, para cumplir los desafiantes objetivos climáticos, muchos productos de base biológica y sus procesos de fabricación crecerán a escala industrial en los próximos años. El escalado seguro de estos procesos y la eficiencia energética de los pasos individuales del proceso son de importancia clave.

En el contexto de estos desarrollos y adaptaciones de nuevas tecnologías, la moderna tecnología de agitación (proceso) y mezclado de EKATO puede aportar una contribución significativa.