Plásticos sostenibles de origen natural

La “biotecnología blanca”, también conocida como biotecnología industrial, describe la producción de productos químicos orgánicos y/o ingredientes activos utilizando microorganismos optimizados (levaduras o bacterias) y/o enzimas. Ofrece innumerables beneficios al permitir que los científicos desarrollen soluciones sostenibles y eficientes en diversas industrias, como la producción de biocombustibles ecológicos, bioplásticos y productos químicos de base biológica, todo lo cual reduce nuestra dependencia de los combustibles fósiles y minimiza su impacto medioambiental.

Además, la biotecnología blanca facilita la creación de procesos de fabricación más eficaces y rentables, lo que se traduce en una reducción del consumo de energía, la generación de residuos y el uso general de recursos. Por medio de sus aplicaciones innovadoras, este campo encierra el potencial de impulsar la transición hacia una economía más ecológica y sostenible, abordando los retos mundiales y promoviendo al mismo tiempo el avance tecnológico.

La biotecnología blanca también contribuye al desarrollo de productos de consumo más seguros y saludables. Desempeña un papel fundamental en la producción de enzimas para detergentes, textiles y procesado de alimentos, mejorando la eficacia de estos procesos y minimizando, al mismo tiempo, la necesidad de hacer uso de productos químicos agresivos.

GEA siempre ha estado interesada en los métodos innovadores, especialmente si ayudan a conservar los recursos y permiten la producción ecológica de alternativas a los productos químicos convencionales derivados del petróleo. Y esta nueva tecnología, desde el principio, fue tema de animadas conversaciones en congresos, en la preparación de peritajes interdepartamentales y, por supuesto, en el centro tecnológico interno de la empresa, donde se prueban y aplican las novedosas teorías.

Un tema clave fueron los productos químicos de base biológica y la biorrefinería —procesos que utilizan microorganismos para convertir materias primas naturales y renovables— como almidón, azúcar, celulosa y biomasa residual- en una variedad de productos intermedios y finales. De particular interés fueron los biopolímeros. Para mayor claridad, mientras que los polímeros regulares comprenden cualquier clase de sustancia natural o sintética compuesta por macromoléculas muy grandes, sus primos “bio” son sintetizados químicamente a partir de un material biológico o biosintetizados en su totalidad por organismos vivos. Estos sustitutos ecológicos de los polímeros derivados del petróleo pueden utilizarse para fabricar, entre otras cosas, plásticos sostenibles. 

Plástico sí. ¡Petróleo no!

Los biopolímeros se obtienen siempre a partir de materias primas renovables. Pero, el término es ambiguo. Por un lado, se utilizan para producir sustancias novedosas que son completamente biodegradables. Esto es muy deseable en el caso de envases de comida para llevar o bolsas para envíos de minoristas en línea. Por otro lado, productos como los accesorios para automóviles deben ser robustos, fiables y resistentes durante el mayor tiempo posible. Los biopolímeros también lo hacen posible: pueden utilizarse para fabricar plásticos duraderos y que cumplen las mismas normas de seguridad que los fabricados con polímeros derivados del petróleo. Otra ventaja de los biopolímeros es que los procesos de producción existentes pueden adaptarse fácilmente para producirlos. El sector de la alimentación humana y animal se ocupa desde hace tiempo de la producción y utilización de aminoácidos. La lisina, por ejemplo, se utiliza como alimento para el ganado. Reduce el consumo de soja, harina de pescado y trigo y conduce a una nutrición animal equilibrada. Los procesos de conversión enzimática pueden unir aminoácidos como la lisina para formar biopolímeros, que luego pueden utilizarse para producir nailon en lugar de piensos.

Centrales eléctricas naturales: Bacterias

El proceso de producción de los biopolímeros también es natural. “Los microorganismos lo hacen por nosotros”, explica el director de ventas de producto, Jens Bühring, experto en el campo de la tecnología de separación centrífuga. “En un llamado fermentador, los microorganismos se alimentan primero con azúcar o almidón y después producen los productos intermedios deseados o, a veces, incluso polímeros acabados”.

Otro experto en separación, Burkhard Schiemann, añade: “Para motivar a nuestras bacterias a producir biopolímeros, primero les proporcionamos unas condiciones ambientales ideales. En otras palabras, los alimentamos con oxígeno, azúcar y minerales. Las bacterias se sienten entonces cómodas y se multiplican. Cuando hay suficientes organismos en el fermentador, cambiamos estas condiciones tan positivas eliminando el azúcar del medio de crecimiento o cambiando el pH de su entorno”.

Esto provoca que las bacterias se estresen: se dan cuenta de que algo ha cambiado y de que probablemente ahora les llegan ‘malos tiempos’. Como mecanismo de supervivencia, los organismos almacenan ciertas sustancias. Podría tratarse, por ejemplo, de polímeros. “Para las bacterias, es un suministro de emergencia para prepararse para lo que venga; para nosotros es un compuesto químico valioso y versátil muy interesante”, añade Burkhard. 

Potencia centrífuga total para una mayor sostenibilidad

Para convertir los polímeros producidos de forma natural en un producto competitivo, las empresas suelen recurrir a la tecnología de separación de GEA. “Para poder utilizar estas fábricas naturales de forma económica, la centrifugación ofrece una serie de ventajas”, informa Jens Bühring. “Como proceso mecánico que puede utilizarse para separar la biomasa —la cantidad total o el peso de los organismos en un área o volumen determinados—, las centrífugas son respetuosas con los recursos y funcionan de forma muy eficaz. Ya sea trabajando con la materia prima o procesando el producto intermedio, GEA tiene mucha experiencia en este campo y también suministra equipos de procesado aguas abajo... hasta llegar al producto final”.

Las ventajas son múltiples: “Nuestros clientes están muy familiarizados con muchos de los pasos previos del proceso, como la manipulación del material y la fermentación, y disponen tanto de la experiencia como del equipo necesario. Con unos pocos pasos más, ese mismo cliente tiene ahora acceso a un mercado adicional”, afirma Burkhard Schiemann.

Citemos como ejemplo el ácido láctico. Además de su uso tradicional como agente acidificante en la industria alimentaria y de bebidas, ahora se utiliza ampliamente como ingrediente de un plástico de base biológica y biodegradable llamado ácido poliláctico (PLA) gracias al apoyo activo de GEA.

“También podemos ayudar a nuestros clientes en el desarrollo de procesos”, afirma Jens Bühring: “Esto tiene muchas ventajas porque los procesos que funcionan perfectamente a escala de laboratorio no siempre se trasladan a los estándares (o capacidades) industriales. Para evitar sorpresas desagradables, estaremos encantados de ayudarle con nuestra experiencia y los equipos GEA adecuados... porque no hay nada más económico y eficaz que planificar juntos los procesos”.