Biorefinery Concept Applied to Phytochemical Extraction and Bio-Syngas Production using Agro-Industrial Waste Biomass: A Review

Concepto de biorrefinería aplicado a la extracción fitoquímica y producción de bio-singas usando biomasa de residuos agro-industriales: una revisión

La biomasa de segunda generación es un recurso renovable que puede abordar la creciente demanda mundial de energía y ayudar a sustituir parcialmente el uso y la dependencia de los combustibles fósiles, ya que puede transformarse en gas, líquidos y/o combustibles sólidos por medio de procesos físicos, térmicos, termoquímicos y/o biológicos. Sin embargo, su potencial no se explota completamente porque no se considera el proceso de extracción de los fitoquímicos presentes en dichos subproductos orgánicos. Los compuestos naturales son de interés para las industrias de alto valor agregado como la cosmética y la farmacéutica. Por lo tanto, este trabajo proponeutilizar a fondo dicha biomasa residual en una biorrefinería mediante una integración y operación simultánea, eficiente y sostenible delos procesos de extracción para obtener fitoquímicos y extractos funcionales. Se implementa un proceso termoquímico conocido como gasificación para producir gas de síntesis, que puede convertirse en combustibles, productos químicos y energía tales como metanol y gasolinas sintéticas. Además, este artículo de revisión describe el estado del arte de cada proceso y el concepto de biorrefinería.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, la biomasa de primera generación se utiliza habitualmente para obtener biocombustibles con el fin de hacer frente a la creciente demanda energética mundial y sustituir parcialmente a los combustibles fósiles. Por ejemplo, los aceites vegetales procedentes de plantaciones de palma aceitera o de colza en Europa se emplean para producir biodiésel, y las plantas ricas en azúcares fermentables como el maíz, los cereales y la caña de azúcar se procesan para producir bioetanol (Jin, Yang, Poe y Huang, 2018; Kajaste, 2014; Ubando, Felix y Chen, 2020). Sin embargo, la explotación de este tipo de biomasa conlleva un problema, ya que compite por el uso de la tierra y, en la agricultura tradicional, estos productos son materia prima, lo que incrementa y volatiliza su precio (Damartzis y Zabaniotou, 2011; Lapkin etal., 2014). Además, vivimos en una era de dominio humano que ha alterado los ciclos biogeoquímicos del carbono, el nitrógeno, el fósforo y el agua (Carey, Yang, McNamara y Mayer, 2016) y ha afectado a la productividad agrícola, así como a la calidad y fertilidad del suelo.

La materia prima más recomendada para producir distintos tipos de productos de alto valor añadido es la biomasa de segunda generación (2G).