Nuevo proceso de disolución de la madera para la industria papelera, biocombustibles, textil y confección ...
Una colaboración estadounidense-británica entre dos científicos del Departamento de Química de la Queen's University en Belfast e investigadores de la Universidad de Alabama (Estados Unidos) ha permitido desarrollar un nuevo proceso ecológico para disolver la madera de coníferas o maderas duras como el pino amarillo del sur y el roble rojo para facilitar su transformación en biocombustibles, textiles, ropa y papel.
Hoy en día, la mayoría de los fabricantes utilizan el proceso Kraft [1] para disolver la madera. En la industria del papel, este proceso representa alrededor del 80% de la producción mundial de pulpa. A diferencia del proceso Kraft, altamente contaminante, la técnica desarrollada en la Queen's University en Belfast es baja en toxicidad y biodegradable. Consiste en disolver completamente las astillas de madera en una solución iónica líquida, [C2mim] OAc (acetato de etil-3-metilimidazolio). La disolución completa de la madera se completa calentando el producto resultante de la disolución en un baño de aceite. También es posible acelerar esta disolución mediante pulsaciones de microondas o mediante irradiación ultrasónica. El equipo de investigadores también demostró que [C2mim] OAc es un mejor disolvente para la madera que [C4mim] Cl (cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio). Además, tres variables, a saber, el tipo de madera, la masa inicial de la muestra a disolver o el tamaño de las partículas de madera; afectan tanto la disolución como las velocidades de disolución. Por ejemplo, la madera de roble rojo se disuelve mucho mejor y más rápido que el pino de los pantanos.
Según el Dr. Héctor Rodríguez: “Este descubrimiento es un paso importante hacia el desarrollo del concepto de biorrefinería, donde la biomasa se transforma para producir una amplia variedad de productos químicos. Esto podría dar lugar a una industria química verdaderamente sostenible basada en recursos biológicos renovables ”.
Para mejorar la técnica, los científicos están considerando la adición de aditivos ecológicos al líquido iónico o el uso de catalizadores. Los investigadores esperan a largo plazo lograr una mejor disolución, incluso en condiciones más flexibles de temperatura y presión, y también se esfuerzan por lograr una separación completa de los diferentes elementos contenidos en la madera (celulosa, lignina) en un solo paso. . Los dos equipos también desean extender el proceso a materiales orgánicos ricos en aceites esenciales que luego se pueden utilizar en procesos como la fabricación de perfumes.
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[1] El proceso kraft
Es el método de producción más utilizado entre los procesos de fabricación de pulpa química. Durante este proceso, la madera, cortada en trozos o virutas, se cuece en sosa cáustica para eliminar la mayor cantidad de lignina posible conservando la celulosa. En este proceso, los productos químicos de cocción activos (licor blanco) son hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na2S).
La pasta obtenida al final de este proceso permite obtener cartones de color oscuro, debido a los residuos de lignina que quedan después de la cocción. Para obtener un papel más o menos blanco, se pueden utilizar varios tipos de agentes blanqueadores: cloro, dióxido de cloro (o dióxido de cloro), oxígeno, ozono o peróxido de hidrógeno. Sin embargo, los mejores resultados durante las fases de blanqueo se obtienen utilizando cloro que disuelve toda la lignina aún presente sin dañar la celulosa, que se vuelve completamente blanca y permanece blanca durante varios años.
Debido a la naturaleza química de este proceso, la industria de la celulosa y el papel libera una gran cantidad de sustancias contaminantes diluidas en un gran volumen de efluente. Estos efluentes pueden contener, por ejemplo, compuestos organoclorados como dioxinas cloradas y furanos, trazas de PCB, compuestos fenólicos, etc.
Fuente: BE Reino Unido