Aplicación de métodos hidrotérmicos y Lacasa-Mediador en procesos de biorrefinería de Eucalyptus Globulus

Resumen

Un desarrollo industrial sostenible y renovable pasa por la búsqueda/utilización de nuevas fuentes de recursos y productos químicos y de consumo donde la biomasa forestal lignocelulósica y en particular la de alta capacidad de producción, se revela como una fuente necesaria de materias primas. En este marco, el Objetivo de este trabajo de Tesis Doctoral fue la Aplicación de Etapas de Autohidrólisis y Deslignificación Enzimática Oxidativa mediante sistemas Lacasa-Mediador en Procesos de Biorrefinería de Eucalyptus globulus en un esquema de fraccionamiento integral o Biorrefinería. Se evalúa también el proceso de obtención de pasta celulósica y papel mediante procesos de deslignificación convencional (sosa-antraquinona, etanol-sosa y kraft) y se compara el proceso tradicional con la inclusión de una etapa previa de hemicelulosas y de un deslignificación enzimática con sistema lacasa-mediador. El trabajo experimental se ha llevado a cabo en 5 bloques: Selección de las condiciones de autohidrólisis para la explotación fraccional de madera de eucalipto en un esquema de biorrefinería: Las condiciones operativas para la autohidrólisis de la madera de eucalipto se optimizaron para maximizar la extracción de hemicelulosa y preservar la integridad del glucano. Se encontró que la autohidrólisis de la materia prima en una relación líquido/sólido de 8/1 a 180ºC durante 30 minutos proporciona una fase líquida valorizable que contiene la mayor parte de la hemicelulosa de partida. Optimización de proceso de pasteado a la sosa-AQ de Eucalyptus globulus tras la extracción selectiva de hemicelulosas: Se estudian las condiciones operativas en la obtención de pulpa sosa-antraquinona de Eucalyptus globulus tras tratamiento de autohidrólisis en el rendimiento, índice kappa y la blancura. Además, se examinaron las propiedades relacionadas con la resistencia del papel para identificar las mejores condiciones de fabricación de pulpa y comparar el resultado con el de un proceso convencional de pasteado sosa-antraquinona. Aplicación de una etapa de deslignificación enzimática mediante un sistema lacasa/mediador (HBT) tras autohidrólisis y previo a deslignificación convencional sosa-antraquinona de Eucalyptus globulus: Se aplicó un diseño experimental para deslignificación enzimática mediante sistema lacasa/mediador (HBT) después de la autohidrólisis de eucalipto y previo a la deslignificación sosa-antraquinona. Se optimizaron las condiciones enzimáticas y de autohidrólisis para maximizar la extracción de hemicelulosas mientras se preservaba la integridad del glucano. Aplicación de una etapa de deslignificación enzimática mediante un sistema lacasa/mediador (siringaldehido) tras autohidrólisis y previo a deslignificación organosolv con etanol-sosa de Eucalyptus globulus: Se han aplicado dos tratamientos, previamente optimizados, al proceso de pasteado etanol-sosa sobre madera de Eucalyptus globulus para evaluar su influencia sobre las propiedades de la pastas celulósicas obtenidas: Una primera etapa optimizada de autohidrólisis (temperatura: 180ºC, tiempo: 30 min) y deslignificación enzimática mediante sistema lacasa/mediador (siringaldehido). Evaluación de la extracción de himcelulosas mediante autohidrólisis en una variedad alternativa de eucalipto (Eucalyptus urograndis) y de su influencia sobre el desarrollo de propiedades papeleras: Se evalúa la compatibilidad entre la autohidrólisis y la formación de pulpa kraft de Eucalyptus urograndis con vista a utilizar las corrientes colaterales para la fabricación de productos de valor agregado. Las mejores pastas kraft obtenidas a partir de sólidos autohidrolizados se sometieron a una secuencia de blanqueo optimizada (O-D-EP-D) y su proceso de refino para evaluar un enfoque conceptual del concepto de "Refinería de biomasa".