Crédito abstracto gráfico: Biofuel Research Journal (2025). Doi: 10.18331/brj2025.12.1.2
En un estudio publicado en el Biofuel Research Journal, los investigadores afiliados a la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp) y la Universidad Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR) en Brasil evaluaron la eficiencia y el impacto ambiental del uso de maíz con una técnica que utiliza agua pura como el único solvente para extraer bioderivadores.
El maíz Stover, un subproducto agrícola abundante a menudo descartado, es rico en compuestos lignocelulósicos, como hemicelulosa, celulosa y lignina.
En el trabajo, que es el resultado de la investigación doctoral de Rafael Gabriel da Rosa, el grupo de científicos extrajo azúcares, ácidos orgánicos y compuestos fenólicos con antioxidantes, antiinflamatorios y antimicrobianos de propiedades de este desperdicio, optimizando los parámetros del proceso mediante el uso de hidrólisis (la rotura de las grandes molecos en las más pequeñas) con “agua subcítica” (a una temperatura de altura y bajo una temperatura altas y bajo una temperatura altas y bajo una temperatura altas a una altura de la presión y al altibajos a la altura de las altas presión y las altas presión y las altas presión y las altas presión y las altas presión y las altas presión y los altos (a la altura de las altas presión “(a la altura de las altas presión y los altos (a la altura de las altas presión” (a la altura de las altas presión “(a una temperatura de altura, y bajo la temperatura y bajo la presión y bajo la presión” (a una temperatura de altura “. ebullición) en lugar de hidrólisis ácida. Este avance es útil para aplicaciones en las industrias de alimentos, farmacéuticos y biocombustibles.
La producción de cada subproducto depende de las variaciones en la temperatura y el pH, siguiendo una secuencia de descomposición que comienza con compuestos fenólicos, pasa a través de azúcares y termina con ácidos orgánicos.
Los resultados mostraron una recuperación significativa: la hidrólisis subcrítica pudo obtener compuestos fenólicos que varían de 16.06 miligramos a 76.82 miligramos de ácido gálico equivalente por gramo (el estándar para cuantificar los compuestos fenólicos). En contraste, la hidrólisis ácida obtuvo 12.76 miligramos de ácido gálico equivalente por gramo.
En el caso de azúcares (glucosa, xilosa y celobiosa), se obtuvieron 448.54 miligramos por gramo de maíz que se hidroliza a 170 ° C durante un máximo de 30 minutos a un pH de 1. Los métodos de hidrólisis tradicionales no exceden 74.5 miligramos por gramo de gramo hidrolizado. Por lo tanto, el rendimiento aumenta seis veces mientras reduce el tiempo y los costos de energía.
Finalmente, en el caso de los ácidos orgánicos (acéticos y fórmicos), se obtuvieron 1.157.19 miligramos por gramo de maíz hidrolizado a 226 ° C y un pH de 4.5. “Esta extracción de ácidos orgánicos representa una oportunidad concreta para producir precursores químicos renovables para su uso en plásticos biodegradables, solventes y conservantes naturales”, dice Tânia Forster-Carneiro, asesora de Rosa, coautora del artículo y profesora de la Escuela de Ingeniería de Alimentos de Unicamp (FEA).
Método sostenible
Los investigadores también llevaron a cabo un análisis de sostenibilidad de la tecnología, llamado Ecoscale. Esta es una métrica semicuantitativa para evaluar las condiciones de reacción química a escala de laboratorio. La herramienta puede evaluar los impactos ambientales, económicos y sociales de un proceso o tecnología.
Utiliza una escala de 0 a 100, con 0 que representa una reacción totalmente fallida (0% de rendimiento) y 100 que representa la reacción ideal: el compuesto A (el sustrato) reacciona con (o en presencia) compuesto barato B para producir el compuesto C deseado con un rendimiento del 100%, a temperatura ambiente, con riesgo mínimo al operador y un impacto ambiental mínimo.
“Nuestro resultado fue sorprendente: el método obtuvo 93 puntos”, celebra Forster-Carneiro. Otros procesos que usan productos químicos agresivos, como el ácido sulfúrico e hidróxido de sodio, obtuvieron una puntuación entre 54.63 y 85.13 puntos.
Según el científico, otro aspecto novedoso del estudio fue el análisis técnico-económico preliminar (o tasa de recuperación), que integró datos experimentales con estimaciones de inversiones, operaciones y rendimientos económicos. Este análisis tuvo en cuenta factores como el costo de los equipos, las entradas y la energía.
“El análisis proporciona una visión estratégica para la toma de decisiones, simula diferentes escenarios e identifica los más prometedores para la aplicación industrial, fortaleciendo el vínculo entre ciencia, innovación y aplicación práctica”, explica Forster-Carneiro.
El trabajo se centró en el azúcar como producto final con el mayor valor económico para los biocombustibles. Los resultados mostraron un período de recuperación de entre cuatro y cinco años.
Más información: Rafael Gabriel Da Rosa et al, valorizando los desechos de Stover de maíz en valiosos bioproductos utilizando hidrólisis de agua subcrítica, Biofuel Research Journal (2025). Doi: 10.18331/brj2025.12.1.2
Cita: la tecnología verde utiliza Corn Stover para producir bioderivativos de alto valor y generar ahorros (2025, 30 de mayo) Recuperado el 30 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-green-technology-corn-stover-high.html
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