Polímeros biobasados modificados con ácido cítrico: valorización de recursos renovables por rutas químicas y biotecnológicas sostenibles.

Título

Polímeros biobasados modificados con ácido cítrico: valorización de recursos renovables por rutas químicas y biotecnológicas sostenibles.

Colaborador

Foresti, Laura
Cerrutti, Patricia

Editor

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería

Fecha

2022-06-27

Extensión

xxviii, 277 p.

Resumen

En los últimos años, conceptos como bioeconomía, bioproductos, biocombustibles, bioenergía e, incluso, biorrefinerías son cada vez más utilizados. Lo anterior se debe a una creciente conciencia ambiental sumada a las posibilidades que tienen países como Argentina de agregar valor a los abundantes recursos biológicos disponibles en sus territorios, propiciando de esta forma la producción sostenible de bienes y servicios. Para que esto se logre son importantes tanto las políticas públicas como los sectores productivos y tecnológicos privados, todos incluidos dentro del sistema de ciencia y tecnología. En este contexto, el presente trabajo de Tesis se enfocó en desarrollar o implementar rutas químicas y biotecnológicas sostenibles para la obtención de productos innovadores con alto valor agregado, utilizando diversos recursos renovables en Argentina. Estos recursos abundantes fueron empleados como materias primas, en algunos casos como nutrientes económicos para la formulación de medios de cultivo y en otros casos como biopolímeros de relativo bajo costo. En relación a estos últimos, se eligió trabajar con tres polímeros biobasados como son el almidón proveniente de la biomasa agrícola (industria del maíz), la lignina proveniente de la biomasa forestal y la celulosa de origen microbiano (nanocelulosa bacteriana o BNC), cada uno con el objetivo de obtener derivados de interés para aplicaciones concretas como, por ejemplo, almidones resistentes (AR) o películas biodegradables para envases de alimentos. Para el desarrollo de procesos amigables con el ambiente que permitieran modificar y agregar valor a los tres biopolímeros antes mencionados, se empleó ácido cítrico (AC) y/o enzimas celulasas. Asimismo, tanto el ácido orgánico como la BNC fueron producidos en medios de cultivos formulados con los nutrientes de bajo costo y compatibles con una potencial producción local a escala industrial. Finalmente, se probó valorizar la biomasa microbiana residual de algunos de estos procesos explorando su potencial para la obtención de películas.
In recent years, concepts such as bioeconomy, bioproducts, biofuels, bioenergy and even biorefineries have been increasingly used. This is due to a growing environmental awareness coupled with the possibilities that countries like Argentina have to add value to the abundant biological resources available in their territories, thus promoting the sustainable production of goods and services. To achieve the previous, not only public policies but also the private productive and technological sectors, all included within the science and technology system, are important. In this context, this Thesis work focused on developing or implementing sustainable chemical and biotechnological routes to obtain innovative products with high added value, using various renewable resources in Argentina. These abundant resources were used as raw materials, in some cases as cheap nutrients for the formulation of culture media and, in other cases, as relatively low-cost biopolymers. Related to the latter, three biobased polymers were chosen to work with, such as, starch from agricultural biomass (corn industry), lignin from forest biomass and cellulose of microbial origin (bacterial nanocellulose or BNC), each one with the aim of obtaining downstream products with specific applications such as, for example, resistant starches (RS) or biodegradable films for food packaging.
Citric acid (CA) and cellulase enzymes were used for the development of environmentally friendly processes that would allow modifying and adding value to the three aforementioned biopolymers. Likewise, both the organic acid and the BNC were produced in culture media formulated with low-cost nutrients and compatible with a potential local production on an industrial scale. Finally, adding value to some of the residual microbial biomass of this processes was also tested, exploring its potential to obtain biodegradable films.