Aconitic acid from sugarcane : production and industrial application

Ácido aconítico obtenido de la caña de azúcar : producción y aplicación industrial

El ácido trans-aconítico (TAA) es un ácido orgánico predominante en el jugo del material del cane leaf matter (CLM). Su concentración es de tres a seis veces mayor que el nivel encontrado en los tallos. En este trabajo se analizó la variación de la composición en términos de azúcares totales fermentables (total fermentable sugars, TFS), aniones y cationes de la variedad de caña de azúcar LCP85-384 durante las estaciones 2003-2006. El contenido de TAA se encontró en el intervalo 2,1-3,1 kg/t CLM. Los TFS en el jugo de CLM arrojaron una eficiencia de 92%, cuatro puntos por debajo de las melazas.

Se evaluaron la extracción líquido-líquido (LLE), la extracción sólido-líquido y el intercambio iónico para la recuperación de TAA a partir del stillage de CLM. Se valoró el contenido de tributil fosfatododecano, etil acetato y butanol para LLE. Se observó el rendimiento máximo de extracción de TAA (92 g/100 g) sobre la acidificación del stillage de CLM a un pH de 2,0 con ácido sulfúrico al 50% (v/v) en una razón de fases acuosa/orgánica (OA) de 3,5 con butanol como extractante. El tributil fosfatododecano tenía un rendimiento de extracción similar al butanol; sin embargo, se advirtió la formación de una tercera fase en este solvente mezclado.

El etil acetato tuvo el menor rendimiento de extracción. La pureza del extracto de TAA en el butanol fue de 32 g/100 g DS, y se esterificó con ácido sulfúrico o con una resina de intercambio catiónico como catalizador para producir tributil-aconitato (TBA). La eficiencia de la resina fue afectada por las impurezas. El rendimiento global usando ácido sulfúrico fue de 84%. El TBA se decoloró con carbón activado en polvo. Los intentos de esterificar el TAA a partir del stillage de CLM secado en spray fueron infructuosos. El rendimiento de conversión más alto fue de 2,5%. El Dowex Optipore SD-2, un adsorbente no iónico, mostró los mejores resultados entre las resinas y adsorbentes evaluados.

Se compararon el TBA y los ésteres de citrato con di-isononil-ftalato (DNIP) como plastificantes de policloruro de vinilo (PVC). Las propiedades térmicas y mecánicas fueron similares a aquellas observadas con DNIP. El CLM y las hojas juntos representaban cerca del 50% de la fibra total de la caña. Un modelo económico estimó que el procesamiento de la caña de azúcar en su totalidad podría ser un negocio rentable sí se transporta a una distancia no mayor de 20 millas desde la plantación hasta el ingenio.