Obtención del ácido levulínico a partir del bagazo de la caña de azúcar provenientes de las empresas agroindustriales de la región Piura,2023

Abstract

La química del ácido levulínico está revolucionando la industria por su capacidad de producir una molécula plataforma a partir de un residuo industrial lignocelulósico como es el bagazo de caña de azúcar y además de generar una relación eco amigable con el ambiente que nos rodea. Para obtener este ácido es necesario realizar un proceso químico de hidrólisis, química o enzimática de la celulosa presente en el bagazo de caña de azúcar. El bagazo como residuo industrial se somete a distintos procedimientos para eliminar todos los extractos presentes y obtener materia lignocelulósica para producir el ácido levulínico, el proceso para esta obtención se lleva a cabo en el laboratorio de Química Orgánica de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Piura. El proyecto tiene como objetivo principal obtener ácido levulínico a nivel laboratorio, a partir del bagazo de la caña de azúcar que se produce en las empresas agroindustriales de la región Piura como es la empresa Caña Brava y AgroAurora S.A.C, aquí se llegó a desarrollar el proceso de obtención de este ácido, además de evaluar la composición fisicoquímica del bagazo de la caña de azúcar basado en 35.58% promedio en porcentaje de humedad, 13.09% en promedio de cenizas, 86.91% en promedio de materia volátil y 5.76% en promedio de extracto. Y en promedio de la composición de material lignocelulósico se tiene en promedio 37.60% de celulosa, 27.20 % de hemicelulosa y 19.37% en lignina. En la producción del ácido levulínico, las etapas del proceso comienza con un mezclador a presión de 1 bar y 25°C, luego la mezcla pasa a un primer reactor de presión 21 bar, a 160°C, lográndose la conversión en esta reacción del 70% de la celulosa, luego la mezcla del reactor pasa por un intercambiador para disminuir su temperatura, aquí se utiliza el separador para separar la lignina y celulosa que no reaccionó, la mezcla obtenida pasa hacia un segundo reactor en condiciones de 160°C de temperatura y 21 bar de presión, para esta reacción se utilizó un catalizador Amberlita70, obteniéndose el ácido levulínico y ácido fórmico, que después pasan por un proceso de destilación y se logra separar el ácido levulínico en mayor composición de 99.99% de pureza con una producción es de 131.59 kg de ácido levulínico con trazas de agua y ácido fórmico en pequeñas proporciones. Este proyecto desarrollado cuenta con viabilidad para la producción del ácido levulínico a partir del bagazo de caña y es importe que se invierta en procesos que ayuden a la economía del país y sobre todo que sean procesos eco amigables que generen mínimos valores de contaminación en el medio ambiente.