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Residuos agroindustriales como recurso para la producción de ácidos carboxílicos

Los ácidos grasos volátiles (AGVs) son ácidos carboxílicos que abarcan desde el ácido acético hasta el ácido capróico. Estos ácidos se consideran valiosos compuestos para la industria química ya que son precursores de otros compuestos químicos (alcoholes, aldehídos o cetonas). Sin embargo, los AGVs se producen tradicionalmente mediante procesos petroquímicos que dan lugar a importantes problemas medioambientales. La búsqueda de una fuente alternativa de recurso que permita minimizar el uso de combustibles fósiles ha impulsado el desarrollo de nuevos modelos de producción. Así pues, los AGVs pueden producirse también mediante fermentación anaerobia de residuos orgánicos. La fermentación anaerobia es un proceso biológico en el que los carbohidratos, proteínas y lípidos contenidos en los residuos orgánicos son transformados en AGVs mediante una sinérgica comunidad microbiana en ausencia de oxígeno.

En los últimos años, una amplia variedad de componentes orgánicos han sido empleados como materias primas para la fermentación anaerobia, incluyendo el fango producido en las plantas de tratamiento de aguas residuales o la fracción orgánica de los residuos municipales. En este contexto, los residuos agroindustriales representan una prometedora materia prima para la producción de AGVs vía fermentación anaerobia debido a su alta biodegradabilidad y su amplia disponibilidad. Actualmente, la agricultura es uno de los sectores industriales que mayor cantidad de residuos genera. 1.3 billones de toneladas de residuos son generados durante la producción, manipulación, almacenaje, procesado, distribución y consumo de comida. Los métodos de gestión más comunes (vertedero, compostaje o incineración) dan lugar a elevados costes y a un impacto ambiental negativo. Por este motivo, el uso de residuos agroindustriales para la producción de AGVs proporciona un método más sostenible y económicamente efectivo para la gestión de estos residuos, dando lugar a una situación en la que los residuos no solo son reducidos y tratados sino que además son valorizados como bioproductos, contribuyendo así a la economía circular.  

La Unidad de Procesos Biotecnológicos de la Fundación IMDEA Energía ha publicado recientemente un artículo* en el que se estudia la fermentación anaerobia de residuos agroindustriales para producir AGVs, evaluando el efecto de los parámetros operacionales sobre la comunidad microbiana involucrada en la maximización de dicha producción. La elevada eficiencia de proceso obtenida durante la fermentación anaerobia de residuos ricos en carbohidratos demostró la viabilidad de este proceso biológico para valorizar residuos agroindustriales como AGVs.  

(*) Greses, S., Tomás-Pejó, E., González-Fernández, C. AGROINDUSTRIAL WASTE AS A RESOURCE FOR VOLATILE FATTY ACIDS PRODUCTION VIA ANAEROBIC FERMENTATION (2020) Bioresource Technology 297, 122486. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122486 

Más información: Silvia Greses, Investigadora postdoctoral, Unidad de Procesos Biotecnológicos, silvia.greses@imdea.org

Figura 1. AGVs obtenidos en los reactores alimentados con pepino (CSTR-C), tomate (CSTR-T) y lechuga (CSTR-L), y  sus correspondientes eficiencias de bioconversión, una vez alcanzada la estabilidad en los reactores.

Figura 2. Comunidad microbiana presente en el inóculo y en los fermentadores anaerobios alimentados con pepino (CSTR-C), tomate (CSTR-T) y lechuga (CSTR-L) a nivel de (a) filo y (b) género. 

Figura 3. Fermentadores anaerobios empleados para bioconvertir residuos agroindustriales en AGVs.

 

 

Fecha: 
Lunes, Julio 6, 2020