Síntesis de la  jornada de biorrefinería organizada por AINIA (Centro de Innovación de España) en 2022,  en la que  se dieron a conocer tecnologías innovadoras y casos de éxitos sobre proyectos del ámbito de las refinerías. Se trató de la exposición de proyectos de transformación de diferentes tipos de residuos y emisiones gaseosas en bioproductos de valor y biocombustibles: soluciones circulares a partir de digestatos, obtención de productos de valor a partir de residuos lignocelulósicos,oportunidades de financiación de proyectos innovadores, transformación de gases efecto invernadero (GEI) en ingredientes alimentarios y cosméticos.

Obtención de productos de valor a partir de residuos lignocelulósicos

• Obtención de celulosa a partir de residuos de biomasa vegetal y del ensamblaje: La primera ponencia, de la mano del Dr. Eduardo Espinosa, de la Universidad de Córdoba, explicaba los procesos necesarios para la obtención de celulosa, a partir la separación de la matriz lignocelulósica de residuos de biomasa vegetal y del ensamblaje para la obtención de nanocelulosa bacteriana. El proceso consta de dos etapas, la extracción de celulosa y la generación de productos de valor a partir de la misma. Los objetivos principales son obtener una mejor calidad del papel, aumentar los ciclos de reciclaje y conseguir productos homogéneos con unos índices de calidad específicos. Como aplicaciones novedosas de la mejora de las matrices, destacan las bioimpresoras 3D, las células madre se adhieren con mayor precisión a la nanocelulosa en los trazos de impresión, lo que permite una mejora en la medicina regenerativa.

• Automatización de micro/nanopartículas de celulosa a partir de papel reciclado: Con un enfoque más industrial, la empresa SYSPRO presentó la automatización de micro/nanopartículas de celulosa a partir de papel reciclado. Al automatizar los procesos y controlar mejor la producción en continuo de las nanocelulosas, se puede aumentar la vida útil del papel.

• Obtención celulosa y lignina a partir de residuos agrícolas y forestales: Finalmente, de la mano de ClaMber, se trató el aprovechamiento de la biomasa lignocelulósica. Se ahondó en el papel de las biorrefinerías de segunda generación, mediante las cuales se aprovechan los azúcares presentes en los residuos lignocelulósicos, sin competir con la alimentación humana y animal, para obtener productos de valor. Por ejemplo, a partir de los residuos agrícolas y forestales se acondiciona la biomasa, se obtiene lignocelulosa libre de extractos y finalmente obtenemos la celulosa y la lignina.

Casos de industrias con soluciones circulares a partir de digestatos

• Transformación de digestatos (material que queda después de la digestión anaeróbica de una materia prima biodegradable) de bajo valor agronómico en productos eficaces y sostenibles: La empresa Biovic, especializada en ingeniería para la puesta ejecución de plantas de biogás y biometano, se centró en la transformación de digestatos de bajo valor agronómico en productos eficaces y sostenibles, como son los bioestimulantes, el biohidrógeno, las proteínas, el compost y AGV para bioplásticos. Para ello, emplean un proceso de fermentación anaerobia en doble fase del digestato, separando la hidrólisis y acetogénesis de la metanización.

• Recuperación de nutrientes de los lodos de Edar y generación de fertilizantes mediante codigestión anaerobia: Parte de su ponencia se centró en el proyecto de éxito Bioferes que, mediante una codigestión anaerobia en doble etapa de temperatura y doble fase biológica, tiene como objetivo recuperar los nutrientes de los lodos de Edar y generar fertilizantes. De la fracción sólida se obtienen los bioestimulantes y de la fracción líquida se obtiene el biogás y el biohidrógeno mediante la ultrafiltración y el uso de membranas hidrófobas.

• Recuperación de nutrientes de los digestatos mediante soluciones con cultivos acuáticos: Por su parte, Alfredo Rodrigo, técnico de proyectos de Ainia, planteaba la recuperación de nutrientes de los digestatos mediante soluciones con cultivos acuáticos. Abordó la temática de recuperación de nitrógeno, fósforo y potasio mediante el uso de microalgas y lentejas de agua en digestores. Esta tecnología de recuperación implica la estabilización de la materia orgánica, una mayor separación de las fracciones líquidas y sólidas y una higienización parcial. Su potencial, más allá de la recuperación de nutrientes, es el de contar con una mayor eficiencia energética y una reducción de la emisión de gases efecto invernadero (GEIs). Además, mediante un procesamiento adecuado se pueden obtener diversos productos de valor: biogás, biofertilizantes, ingredientes para alimentación animal, etc. En referencia a la utilización de la lemna cabe destacar que, a diferencia de las microalgas, esta planta acuática es menos sensible a la turbidez y sigue ofreciendo las ventajas de las algas: recuperación de los nutrientes, elevada la producción de biomasa y fácil cosechado.

• Tecnologías innovadoras para el secado del digestato: Continuando con el procedimiento de secado del digestato, el grupo Ekonek presentó dos innovadoras tecnologías que han desarrollado. En primer lugar, ‘pulse combustión drying’ que reduce el tamaño de las gotas con onda expansivas a la velocidad de la luz, y como resultado se genera el polvo del digestato. Por otro lado, ‘spouted bed drying’ con esta tecnología se tamiza con aire caliente el digestato. Estas tecnologías sirven para incorporar el polvo resultante a materias primas a las que les beneficie este formato. Por ejemplo, secado de levadura para alimentación animal.

• Valorización de residuos para obtener bioetanol: La empresa Perseo realizó la última ponencia de este bloque centrándose en la valorización de residuos para obtener bioetanol. Su objetivo principal es valorizar todo el residuo. El bioetanol obtenido a partir de Forsu puede ser empleado en biocombustibles y productos químicos. A su vez, en el proceso se obtiene vinaza para biogás y fertilizantes.

Transformación de gases de efecto invernadero (GEI) en ingredientes alimentarios y cosméticos

• Tecnologías disponibles para la bioconversión de GEIs eficientes y viables: En primer lugar, Rocío Monsonís, responsable de proyectos de Biorrefinerías de Ainia, dio una introducción a las tecnologías disponibles para la bioconversión de GEIs eficientes y viables. Expuso varios procesos de generación de productos de alto valor a partir de la eliminación de contaminantes y las diferentes tecnologías que los soportan. Se puso especial atención a la necesidad de que los bioproductos tengan interés en el mercado, y formen parte de un proceso viable económicamente.

• Obtención de bioproductos a partir de biogás agroindustrial: la empresa Syspro compartió su experiencia en un proyecto de economía circular en el que se obtienen bioproductos a partir de biogás agroindustrial. En concreto, el bioproducto obtenido es proteína unicelular, o SCP. Para continuar, Víctor Pérez de la Universidad de Valladolid hizo lo propio centrándose en el proyecto Deep Purple. Este proyecto pretende valorizar Forsu y aguas residuales mediante la obtención de productos de valor como biocosméticos, fertilizantes, packaging, construcción, etc. El trabajo de la UVA en el proyecto se centra en la transformación a ectoína, para el sector cosmético, empleando metano como fuente de materia prima. Pese a que la ectoína es el producto con mayor valor añadido que se puede producir con bacterias metanótrofas, para su obtención se lleva a cabo un proceso complejo y costoso. Por ello explicó las opciones de emplear glucosa o biogás como sustrato de cara a la reducción de los costes. También se abordaron las bondades de las bacterias responsables de la producción de este ingrediente de alto valor y de los puntos fuertes de la tecnología desarrollada, invitando a visitar la web del proyecto para conocer los avances del mismo.

• Obtención simultánea de ácido succínico y biometano proveniente de biogás: Y, como punto final, la ingeniería Ivem presentó el proyecto Nneosucces que se encuentra en sus últimos meses de ejecución. Este proyecto ha logrado elevar a un TRL de entorno real un proceso en el que se obtiene simultáneamente ácido succínico mientras se purifica biometano proveniente de biogás. Todo esto gracias a una patente de la universidad DTU. Se trata de un proyecto muy interesante por el más que conocido valor del biometano y por la utilización del ácido succínico en procesos como el refinado de crudo, como sustratos alimentarios y en el sector cosmético.

Fuentes utilizadas:

• https://www.youtube.com/watch?v=LsfJw-9rmG8
• https://www.energias-renovables.com/bioenergia/10-tecnologias-innovadoras-para-la-transformacion-de-20221124
• https://www.hrs-heatexchangers.com/es/recursos/entendiendo-el-digestato/