Obtención de compuestos fenólicos a partir de la lignina de residuos de café (Coffea arabica) para su potencial uso en la fabricación de productos de alto valor agregado

Breve descripción

La investigación propone un proceso de biorefinería a escala laboratorio para desarrollar un método eficiente de obtención y purificación de lignina proveniente de residuos de café, así como su posterior fragmentación y finalmente la purificación y separación de compuestos fenólicos para su potencial uso en la fabricación de productos de valor agregado, como los polímeros biodegradables y los compuestos fenólicos que se usan como aditivos en la industria química y, en especial, en la producción de biocombustibles.

La eficiencia de la etapa de la obtención de la lignina a través del método de reacción de pulpeo alcalino demostró ser la adecuada según el porcentaje de rendimiento de lignina obtenido a partir de los residuos del café, el cual fue de 22.5 %. En la muestra a 225 ºC y 60 min se obtuvo la mayor concentración de los compuestos fenólicos y se encontraron 3 de ellos (fenol, guayacol y siringol), de los cuales el fenol fue el compuesto químico que se obtuvo en mayor cantidad.

Detalle del proceso

El proceso de biorefinería propuesto se compone de obtención, fragmentación y caracterización de la lignina y los compuestos fenólicos. Los residuos de café (Coffea arabica) fueron obtenidos del Centro de Investigación en Petroquímica Secundaria (CIPS) del Instituto Tecnológico de Ciudad Madero y del Departamento de Bioprocesos Ambientales, ubicado en el edificio CEDES del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey. La obtención de lignina se establece de acuerdo con el método actual de pulpeo alcalino, que utiliza la hidrólisis para la ruptura de la biomasa lignocelulósica y es un pretratamiento para el fraccionamiento de la lignina. Después de la reacción, se utiliza un método de purificación para obtener la lignina pura. La fragmentación de lignina se propone por hidrólisis térmica alcalina, con la sosa cáustica como el principal producto químico para la fragmentación. Tres diferentes temperaturas (160 ºC, 200 ºC y 225 ºC) y en dos tiempos diferentes (60 y 120 min) se utilizan como parte del diseño experimental para conocer cuál de estas condiciones tiene los mejores resultados de rendimiento. Finalmente, después de un proceso de purificación y separación, se obtiene un aceite con los compuestos fenólicos. La caracterización se realiza mediante espectroscopia FTIR y GC-MS para identificar los grupos funcionales y confirmar la presencia de los compuestos fenólicos de interés mediante su identificación y cuantificación.

Detalles

País
Mexico
Actores involucrados
Academia
Tipo de proceso
Hidrólisis
Biorefinería
Cadena
Café
Materia prima
Residuos de café
Producto final
Compuestos fenólicos
Período de la experiencia
2016
Maduración
Investigación
Origen de materia prima
Origen diverso
Condicionantes de aplicabilidad
Ninguna detectada
Condicionante ambiental
Ninguna detectada
Dato de contacto
No indica