Estados Unidos: nuevo proceso de co-fermentación para mejorar el rendimiento en refinerías

La Universidad Estatal de Oklahoma (OSU) acaba de obtener una patente que podría aumentar significativamente los rendimientos en la producción de biocombustibles y productos químicos obtenidos a partir de sustancias azucaradas abundantes como el maíz, al tiempo que reduce significativamente las emisiones de dióxido de carbono.

El equipo liderado por el profesor en biosistemas e ingeniería agrícola de OSU, Hasan Atiyeh, creó un nuevo método de co-fermentación que convierte los azúcares en alcoholes, ácidos orgánicos y cetonas sin impacto ambiental.

Este proceso de co-fermentación agrega microorganismos naturales (bacterias) al proceso de fermentación de sustancias vegetales, como el maíz, la hierba y la madera. El proceso combina bacterias que fermentan azúcar y gas mientras captura dióxido de carbono, que también se fermenta para crear más biocombustibles.
 

“Esto es importante porque EEUU. produce más de 15.000 millones de galones (57 millones de metros cúbicos) de biocombustible por año y se espera que aumente a 22.000 millones de galones (83 millones de metros cúbicos) por año”, dijo Atiyeh. “Este proceso de co-fermentación presenta beneficios ambientales potenciales en comparación con las vías de producción de biocombustibles convencionales y emergentes, al tiempo que aumenta el rendimiento y la rentabilidad de las biorrefinerías”.

La tecnología podría potencialmente aumentar los rendimientos de los productos en más del 15 por ciento al tiempo que reduce las emisiones de dióxido de carbono en comparación con los procesos convencionales. Atiyeh dijo que su investigación estimó que el procesamiento de 2.000 toneladas de biomasa seca por día utilizando este novedoso proceso de cofermentación podría aumentar los ingresos netos de una biorrefinería en U$S 33 millones al año en comparación con los métodos de fermentación tradicionales.

“Por ejemplo, más del 50 por ciento del carbono presente en los azúcares se pierde en la producción de hidrógeno y dióxido de carbono, que se desperdician durante la producción de butanol a través del método de fermentación tradicional”, dijo Atiyeh.

El impacto económico del método también podría extenderse a las industrias de combustibles para aviones (biojet). El butanol se produce habitualmente por la fermentación tradicional de acetona-butanol-etanol (ABE) usando melaza, almidones y biomasa lignocelulósica. Este proceso tiene bajos rendimientos de conversión y un mayor impacto ambiental.

Cada año se utilizan alrededor de 16 mil millones de galones de combustible para aviones (60 millones de metros cúbicos) en EEUU., y si el butanol de base biológica reemplazara el 25 por ciento de esa cantidad, tendría un impacto económico de más de U$S 800 millones.

“Podemos usar esta tecnología para convertir las emisiones de dióxido de carbono de las instalaciones de biocombustibles de maíz en más biocombustibles”, dijo Atiyeh. “La mayor eficiencia de conversión de materias primas renovables en biocombustibles hace que el proceso sea viable”.

Atiyeh dijo que la tecnología se comercializará inicialmente para las industrias de maíz y etanol celulósico. Cada año se producen más de 15.000 millones de galones (57 millones de metros cúbicos) de etanol de maíz en EEUU., y más de 200 biorrefinerías estadounidenses emiten alrededor de 45 millones de toneladas de dióxido de carbono al año.

“La comercialización de la tecnología es clave para el desarrollo de productos de base biológica y avances energéticos”, dijo Mari Chinn, jefe del Departamento de Biosistemas e Ingeniería Agrícola de OSU. “La exploración y el desarrollo de tecnologías para convertir los desechos de gas en combustibles renovables y productos útiles respaldan la innovación en la captura de carbono y la sostenibilidad”.

Atiyeh tiene más de 18 años de experiencia industrial y académica combinada en investigación y desarrollo en tecnologías de conversión biológica, fuentes de energía alternativas, metabolismo celular, diseño de reactores y fermentaciones de azúcar para la producción de biocombustibles y productos químicos de base biológica.

Actualmente posee tres patentes estadounidenses adicionales sobre tecnologías relacionadas con la fermentación de gases para fabricar biocombustibles y productos de base biológica. OSU ha recibido 80 patentes en tecnología desde 2011.