Los residuos de la industria alimentaria y su valor agregado para la bioenergía. Un enfoque integral en I+D+E+i+e

El bioetanol que se utiliza en el corte con la nafta se puede obtener a partir de la fermentación alcohólica de biomasas con alto contenido de azúcares y almidón, tales como cereales y caña de azúcar (denominado bioetanol de primera generación). Pero también es posible obtener bioetanol de segunda generación a partir de otras tecnologías sustentables que utilizan como biomasa residuos provenientes de la industria alimentaria (lactosuero, cascarillas, rastrojos u otros residuos lignocelulósicos), eliminando así la controversia entre destinar los alimentos para consumo humano o para la generación de energía. 

El lactosuero proveniente de la elaboración de quesos es un residuo de la industria láctea que suele ocasionar un problema ambiental importante por los grandes volúmenes con elevada carga orgánica que se generan. Con frecuencia, se desecha de manera inadecuada, perjudicando la estructura física y química de los suelos, disminuyendo su productividad y causando serios problemas a las aguas residuales y ambientales, llevando a la destrucción de la fauna y flora acuática. Sin embargo, este residuo de la industria láctea ofrece muchas posibilidades de valorización, siendo una de ellas la producción de bioetanol.  

La obtención de bioetanol de segunda generación a partir de residuos de producción de alimentos implica varias etapas, que se presentan en el esquema 1.

 

Durante el pre-tratamiento se adecúa la materia prima a utilizar, para luego llevar a cabo las etapas de hidrólisis y fermentación, que pueden desarrollarse en forma simultánea o por separado, dependiendo de la materia prima y la tecnología a utilizar. Para las biomasas lignocelulósicas o almidonosas se requiere la hidrólisis, en cambio si la biomasa tiene alto contenido de azúcar (como los residuos de remolacha azucarera, maíz, jugos cítricos, etc.) se realiza directamente la fermentación. La última etapa del proceso es la separación por destilación de la mezcla obtenida para obtener el bioetanol purificado.

En el caso del lactosuero, es muy variable la cantidad y composición que se genera en la industria láctea, ya que depende del tipo de queso que se elabora, del tratamiento térmico de la cuajada, de la forma de coagulación, del cuajo empleado, entre otros. El azúcar presente en el lactosuero es la lactosa, un disacárido que cuando se somete al proceso de hidrólisis proporciona glucosa y galactosa. A partir de estos monosacáridos se obtiene bioetanol por fermentación. Conocer el contenido de lactosa en el lactosuero resulta necesario para determinar la cantidad de carbohidratos disponibles para los procesos fermentativos, ya que constituyen la fuente de carbono, hidrógeno y energía metabólica para el crecimiento de los microorganismos. Un contenido cercano al 5% es adecuado. Se considera que el suero de queso puede producir sólo un 2,5% de etanol en fermentación directa, lo que no es económicamente viable, ya que la baja cantidad de lactosa redunda en baja concentración de etanol resultante (Kargi & Ozmihci, 2006).  

 

Objetivos
Atendiendo a estos problemas, en la Facultad de Ingeniería-UNICEN se trabaja la temática Revalorización de residuos de la industria de alimentos para la obtención de bionergía (bioetanol) con un enfoque integral I+D+E+i+e (Investigación y Desarrollo, Educación, innovación y emprendimiento), que busca fortalecer las capacidades del equipo de trabajo y afianzar los vínculos con los sectores académicos, sociales y productivos, a fin de contribuir al desarrollo común.