Fabricación de plásticos con azúcar

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, investigadores del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) han descubierto un modo sencillo y barato para convertir la glucosa directamente en una sustancia química que se puede utilizar para fabricar poliéster y otros plásticos e, incluso, combustibles.

El petróleo se suele utilizar en la elaboración de plásticos y de varios productos químicos, como fertilizantes y disolventes, pero los investigadores están intentando encontrar un modo más sencillo y asequible para convertir los azúcares de las plantas, incluidos la glucosa y la fructosa, en compuestos que puedan reemplazar al petróleo. En caso de éxito, esta nueva tecnología podría utilizar una sustancia química obtenida a partir de maíz, patatas e incluso hierva, para sustituir a otras derivadas del petróleo.

Aunque algunos estudios previos han descubierto varias formas de convertir la fructosa y la glucosa en plásticos e incluso combustibles, los procesos de conversión son complejos y costosos y, a menudo, poco eficaces para la conversión de la fructosa.

Conrad Zhang, científico del PNL’s Institute for Interfacial Catalysis que dirigió el estudio y sus colegas, han desarrollado un proceso de catálisis para transformar los azúcares en un compuesto orgánico llamado hidroximetilfurfural o HMF, que se puede convertir en poliéster y en un combustible similar al gasoil. La técnica, que los investigadores describen Science, puede obtener casi un 90% de HMF a partir de la fructosa y un 70% a partir de la glucosa.

La producción a partir de la fructosa es similar a la obtenida por otros grupos en el pasado, pero Zhang afirma que su proceso es más simple, con menos pasos y, por tanto, con una mejor relación eficacia-coste. Los métodos anteriores utilizaban un catalizador ácido y las reacciones químicas se producían en una disolución acuosa, dando lugar a elevados niveles de impurezas. En lugar de una disolución acuosa, los investigadores del PNL utilizaron unos disolventes conocidos como líquidos iónicos, que utilizan cloruros de metales como catalizadores. La reacción química resultante produce un HMF casi puro, evitando los costes de purificación, señala Zhang.

Tras probar varios cloruros de metales, los investigadores descubrieron que el cloruro de cromo es el mejor catalizador para la glucosa. Es el que obtiene más HFM a partir de la glucosa y funciona a temperaturas de 80°C para la fructosa y de 100°C para la glucosa.

La capacidad de fabricar HMF directamente a partir de la glucosa y en producciones relativamente elevadas ha captado la atención de algunos expertos. La nueva técnica es un paso en la dirección correcta, señala Leo Manzer, presidente de Catalytic Insights, una consultora de Wilmington (Delaware).

El objetivo final será la construcción de un reactor económico capaz de convertir biomasa celulósica en HMF. Según Zhang su equipo ya está trabajando en un método que utilice la celulosa directamente. Sin embargo, el primer paso será desarrollar un proceso comercial para convertir la glucosa en HMF y eso llevará varios años.

Fuente: Technology Review