Caracterización de subproductos de la industria azucarera como sustrato para la formación de bioproductos

Abstract

Este trabajo fin de grado se ha centrado en la industria alimentaria, específicamente en la industria azucarera y más concretamente en la pulpa agotada de remolacha azucarera, generada tras la extracción del azúcar, la cual será la materia prima de este trabajo. En un contexto de biorrefinería, se ha propuesto caracterizarla para conocer su contenido, en humedad, cenizas, celulosa, hemicelulosa, lignina y extractos solubles. Para ello se han usado los protocolos específicos para biomasas lignocelulósicos del NREL de los Estados Unidos, en los cuales se lleva a cabo una doble etapa de extracción y digestión ácida. Como resultado de esta caracterización se ha conseguido cerrar el balance de masas en un 91,42 % en masa seca. Dentro de este porcentaje se ha obtenido un 9,23 % en celulosa (glucosa), 9,36 % en hemicelulosa (galactosa, manosa, xilosa y arabinosa), 4,10 % en lignina (soluble e insoluble en ácido), 63,26 % en extractos (acuosos y etanólicos) y un 5,47 % en cenizas. Estos resultados muestran que estamos ante una biomasa lignocelulósica muy pobre en lignina lo que hace que sea potencialmente útil para procesos industriales de biorrefinería por su poco carácter recalcitrante. Se considera que una opción adecuada de valorización para esta biomasa podría consistir en aprovechar su contenido en carbohidratos (celulosa y hemicelulosa) mediante fermentación tras unas etapas previas de extracción e hidrólisis. Como resultado de esa fermentación se podrían obtener productos como bioetanol, para biocombustibles, si se realiza mediante un proceso aerobio o se podría obtener biogás (metano e hidrógeno) si se procediera en condiciones de fermentación anaerobia. Además, esta biomasa puede ser de interés para su aprovechamiento mediante la obtención de nanofibras de celulosa para desarrollar nuevos bioplásticos más sostenibles y resistentes ante el desgaste. Las posibilidades con esta biomasa son múltiples por su versatilidad. Por ello, se proponen finalmente varias líneas de trabajo tales como la continuación de la caracterización con el fin de completar al máximo su contenido, el estudio y optimización de distintos pretratamientos para una posterior conversión en bioproductos o biocombustibles bajo condiciones óptimas estudiadas. Seguidamente, para completar el aprovechamiento de esta, un estudio y aprovechamiento de la lignina. Por último, puede ser viable un estudio tecno-económico de la remolacha azucarera a nivel nacional para realizar su conversión de manera efectiva y completar con una economía circular.