Plásticos fabricados con azúcar

Plásticos fabricados con azúcarParece ser que el jugo de frutas y sirope de maíz, en lugar de petróleo, pueden ser los materiales en bruto con los que fabricar en el futuro plásticos y otros productos gracias a un nuevo proceso químico diseñado por unos investigadores.

Hay varias clases de azúcar, hay monosacáridos como la glucosa, o disacáridos como la sacarosa que es la azúcar blanquilla que consumimos habitualmente y que está compuesta de glucosa y fructosa.

La fructosa se encuentra en las frutas (de ahí su nombre), en la miel, en el sirope de maíz y en otros productos vegetales.

James Dumesic y sus colaboradores de la Universidad de Wisconsin en Madison han encontrado cómo convertir eficientemente fructosa en el componente 5-hydroxymethylfurfural (o HMF), que es importante en la fabricación de bastantes productos de la industria química.

Por ejemplo el HMF puede convertirse en ácido furadicarboxílico (FDCA) que es el bloque constructivo o precursor del poliestireno, plástico muy utilizado en nuestra vida cotidiana en forma de botellas y otros útiles. Por tanto, este plástico se podría obtener enteramente de las plantas y sin necesidad de utilizar productos derivados del petróleo.

Además el HMF puede ser usado directamente como biodiésel.

Según algunos especialistas en el campo con HMF se pueden sintetizar muchos productos y cualquier proceso de obtención que sea renovable es muy bueno.

Al utilizar plantas que previamente captaron el dióxido de carbono de la atmósfera, el proceso no produce emisiones artificiales extras de este gas con lo que no contribuye al efecto invernadero.

El HMF se forma cuando el calor rompe las moléculas de azúcar.

De hecho aparece en muchos alimentos procesados que incluyan zumos de frutas, miel o leche y se supone que no representa ningún riesgo para la salud a bajos niveles.

Naturalmente simplemente calentar azúcar no es un proceso eficiente para obtener HMF, pues se producen montones de otros compuestos no deseados.

Hay procesos más eficientes de transformar fructosa en HMF, pero usan demasiada energía, catalizadores muy caros y disolventes orgánicos; factores que dan al traste con la buenas características medioambientales de la idea.

Estos investigadores querían encontrar un sistema eficiente que tuviera un coste bajo. Como primer paso en el nuevo proceso se emplea un ácido para romper las moléculas de azúcar deshidratándolas.

Han probado con ácido hidroclórico y una resina ácida sólida con buenos resultados, obteniéndose pocos compuestos no deseados.

Cuatro quintos de la fructosa son transformados adecuadamente con este nuevo proceso en HMF. Pero el problema consiste en extraer el HMF de la disolución acuosa. La solución con la que dieron consiste en poner una capa de disolvente oleoso sobre la superficie.

Según la fructosa se rompe en el agua el HMH queda atrapado en la capa de la superficie.

Este sistema recolecta y purifica el HMF e impide su degradación en la disolución acuosa.

Varios aditivos en ambas disoluciones ayudan a que se priorice la formación de HMF frente a otros compuestos y que pase a la capa oleosa.

Finalmente el HMF es extraído mediante evaporación del disolvente en vacío.
Es de suponer que la industria mejore aun más este proceso y se alcancen mejores tasas de conversión.

Los plásticos de obtención biológicos no son nuevos. El más antiguo de ellos es el celuloide que estaba hecho de celulosa.

Más recientemente el PHA que es un plástico biodegradable se puede obtener de bacterias alimentadas con azúcar.

Este nuevo proceso proporcionaría otro compuesto que daría más juego a la hora de obtener más tipos de plásticos, incluyendo lo ya tradicionales.

El paso siguiente sería construir una planta para la fabricación de HMF que usara el nuevo sistema, pero los expertos inciden en el problema que supone que las industrias químicas no tengan incentivos o penalizaciones al adoptar estas nuevas ideas o seguir con el petróleo.

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Referencia: Román-Leshko Y., et al. Science, 312. 1933 – 1937 (2006).