Mini revisión: aplicación de líquidos iónicos en hidrólisis ácida de material lignocelulósico para la obtención de azúcares

Mini Review: Application of Ionic Liquids in Acid Hydrolysis of Lignocellulosic Material to Obtain Sugars

En las últimas décadas, la aplicación de líquidos iónicos (LI) como pretratamiento de la biomasa (BM) residual previo a la reacción de hidrólisis, ha demostrado ser un sistema eficiente para mejorar los rendimientos hacia la obtención de monosacáridos. Unamayor obtención de monosacáridos, se traduce en un mayor rendimiento en la producción de biocombustibles pudiendo volver aesta industria rentable. En este contexto, la presente revisión bibliográfica analiza las características fisicoquímicas, métodos desíntesis, condiciones de disolución con aplicación de variables, tales como: relación másica LI: BM, temperatura y tiempo. Además,se realiza un análisis comparativo de los resultados de procesos de hidrólisis ácida tradicional con respecto a los obtenidos con la aplicación de LI, aumentado en la mayoría de los casos sus rendimientos de reacción. Finalmente, se mencionan algunas técnicas de recuperación y reciclaje, que permitan reducir los costos del proceso, de manera que este sea económicamente rentable.

1 INTRODUCCIÓN

Actualmente, el cambio de las fuentes de energía resultan ser un verdadero desafío para el área de la investigación, encaminada a la búsqueda de materia prima sostenible que permita la disminución del consumo de petróleo y a la vez aseguren la generación de biocombustibles y productos químicos con el menor impacto ambiental producido durante su ciclo de vida, lo que conlleva a la selección de materias primas renovables y el mejoramiento de las diversas etapas de transformación, necesarios para la obtención de los productos finales. El agotamiento de los recursos fósiles junto con las alarmas de calentamiento global ha llevado a una búsqueda intensificada de recursos alternativos para abastecer a la sociedad moderna 1. Varios programas alrededor del mundo investigan los procesos de conversión de la biomasa, tales como: los residuos agrícolas, desechos forestales y cultivos energéticos. Para la obtención de biocombustibles se requiere al menos tres pasos principales: (i) pretratamiento para mejorar la liberación de los polímeros celulósicos de la estructura de la red de biomasa, (ii) hidrólisis de la biomasa celulósica pretratada en sus monosacáridos, como la glucosa, y (iii) fermentación o rehidratación de los azúcares monosacáridos a etanol u otros productos de biorefinería 2.

Desafortunadamente las características fisicoquímicas, estructurales y de composición de la biomasa la vuelven un material resistente al proceso de hidrólisis, siendo necesario su tratamiento con enzimas o ácidos bajo condiciones heterogéneas que permiten su descomposición en monosacáridos 3. La biomasa usada está compuesta por materiales lignocelulósicos que se compone principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina 2. Debido a la alta cristalinidad de la lignocelulosa en la biomasa natural, es difícil que un reactivo alcance la celulosa.