Un proyecto nacional estudia la producción de biobutanol a partir de residuos de la cerveza

El Grupo de Tecnología de Procesos Químicos y Bioquímicos de la Universidad de Valladolid trabaja en un proyecto del Plan Nacional de I+D+i con la colaboración de investigadores del Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL), en el que estudian el empleo del bagazo de la cerveza –el residuo sólido que se genera en el proceso de elaboración de esta bebida– para la producción de biobutanol, un tipo de biocombustible con gran potencial debido a su similitud con la gasolina.

Como detalla María Teresa García Cubero, investigadora del Grupo de la UVa y responsable del proyecto, una de sus principales líneas de investigación se centra actualmente en el aprovechamiento de residuos de tipo agrícola para la obtención de biocombustibles como el bioetanol o el biobutanol. No obstante, este último presenta mayores ventajas ya que contiene un índice de octanaje similar al de la gasolina y se podría utilizar en mayores porcentajes que el bioetanol sin modificar los motores de combustión.

“Una línea importante de cara al futuro es la producción sostenible de biocombustibles. Nosotros hemos trabajado en la producción de biobutanol a partir de distintos residuos agrícolas como la paja de cereal o la melaza, un subproducto de la industria azucarera, y ahora estamos estudiando el aprovechamiento del residuo sólido de la cerveza, el bagazo", subraya la investigadora, quien añade que el proyecto nacional, recientemente concedido, se extenderá a lo largo de tres años.

El bagazo de la cerveza está disponible en grandes cantidades (se estima que representa cerca del 30% del grano de la cebada), por lo que las industrias cerveceras tienen especial interés en su valorización y utilización como recurso para generar nuevos productos de valor añadido, como es el caso del biobutanol. Nuevas líneas de negocio que permitirían además cerrar el ciclo de producción. No obstante, el aprovechamiento de estos residuos está aún poco explotado, sobre todo en el caso de las pequeñas empresas cerveceras, que tendrían en el ámbito de los biocombustibles una buena forma de dar salida a este subproducto.

En el caso del proyecto del Plan Nacional, será una empresa de Montemayor de Pililla (Valladolid) que elabora distintas variedades de cerveza artesanal, Cerveza Milana, la que aporte el bagazo como materia prima para la obtención de biobutanol.

María Teresa García Cubero explica el proceso por el que se obtienen biocombutibles a partir de residuos agrícolas: “Todos los residuos de tipo agrícola tienen varios componentes fundamentales, compuestos de tipo celulosa o hemicelulosa y mayor o menor contenido en lignina. Esos carbohidratos (celulosa y hemicelulosa) son una fuente potencial de azucares que podemos fermentar y transformar en biocombustible. Nuestro objetivo, primero, es tratar de conseguir la mayor cantidad de azúcares presentes en estos compuestos para luego obtener el mayor rendimiento posible", señala.

Para ello, han desarrollado diversos pre-tratamientos, como uno a partir de ozono con el que consiguen modificar la estructura del residuo y mejorar la accesibilidad de los azúcares presentes en la materia prima. “Posteriormente tenemos que convertirlos en compuestos más pequeños para que los microorganismos los puedan transformar, lo que realizamos mediante un proceso denominado hidrólisis enzimática. No obstante, una limitación importante de este tipo de procesos, de cara a un posterior escalado industrial, es que se trabaja con concentraciones muy pequeñas. Nuestro objetivo en este proyecto es trabajar con la mayor cantidad posible de sólidos en el proceso, para luego tener concentraciones de azúcares altas y poder fermentar con buenos rendimientos. Es algo que no está desarrollado a nivel comercial y actualmente estamos en proceso de adquisición de un equipo que se encuentra en periodo de pruebas", apunta.

Respecto a la fermentación, los investigadores utilizan microorganismos del género Clostridium, un género de bacterias capaces de fermentar a butanol con rendimientos adecuados. Como destaca la investigadora, “siempre se trata de trabajar con cepas naturales, cepas no modificadas genéticamente, en condiciones sencillas de mantenimiento y operación y que no suponen un riesgo para la salud, ya que la idea final es trasladar el proceso a una escala industrial de manera simple y con el menor coste."

El Grupo de Tecnología de Procesos Químicos y Bioquímicos ha obtenido recientemente la calificación de Unidad de Investigación Consolidada por parte de la Junta de Castilla y León, un distintivo que reconoce a los grupos de investigación de la comunidad que cuentan con un mayor nivel de calidad y de producción científica.

El grupo, que se constituyó formalmente hace diez años, está compuesto por varios profesores del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente de la UVa, Gerardo González, su fundador, Susana Lucas, Mónica Coca y la propia María Teresa García Cubero.

Además del desarrollo de bioprocesos y tecnologías de fermentación (la optimización y diseño de biorreactores y la obtención de bioproductos como biocombustibles líquidos o ácidos orgánicos), el equipo ha trabajado en estos años en el tratamiento de efluentes y residuos, la obtención de enzimas y biopolímeros o el desarrollo de tecnología en el proceso de fabricación de azúcar (plantas piloto, sistemas de adsorción/intercambio iónico, cristalización, etc.) dentro del Centro de Tecnología Azucarera (CTA) de la Uva, en el que también colaboran profesores de los departamentos de Ingeniería de Sistemas y Automática y de Química Analítica.