5 jun. 2012

Diseñan catalizadores artificiales capaces de convertir el azúcar en energía

Científicos del Instituto de Tecnología Química, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universitat Politécnica de València, han formado parte de esta investigación internacional, cuyo trabajo se publica hoy en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

 

Estos catalizadores permitirían fabricar productos químicos, plásticos y combustibles procedentes de la biomasa (materia orgánica rica en azúcares) de manera más eficiente.

Un momento clave en la producción de gran parte de estos productos químicos de alto valor añadido es la "isomerización" o transformación de la glucosa en fructosa, un azúcar que presenta una reactividad mucho mayor que la glucosa.

Actualmente, esta reacción se lleva a cabo utilizando un catalizador biológico (enzima).

Sin embargo, estas enzimas presentan grandes problemas de operatividad (exigen purificaciones previas, unas condiciones de pH determinadas y sólo soportan temperaturas limitadas), unos requisitos que hacen imposible su uso en gran parte de los procesos químicos o que los encarecen demasiado.

"Este proceso transformador de glucosa a fructosa es el mayor proceso biocatalítico mundial para la producción de jarabe de fructosa, el cual se utiliza como edulcorante en multitud de refrescos. Un proceso enzimático que se realiza a temperaturas ambientales y pHs muy neutros", ha explicado a Efe el investigador del CSIC Manuel Moliner.

Sin embargo, si se quieren utilizar en otras reacciones para obtener químicos de alto valor añadido, "no es viable utilizar estas enzimas porque las condiciones de trabajo necesarias, como por ejemplo altas temperaturas, las destruirían", puntualiza Moliner.

Por eso, uno de los grandes desafíos actuales es saber cómo actúan los sistemas biológicos, y ser capaces de diseñar catalizadores artificiales más eficientes y estables que los sustituyan, subraya Moliner.

"Lo que nosotros hemos conseguido es transformar la glucosa en fructosa usando un catalizador inorgánico (una zeolita) con centros aislados metálicos, que mimetizan el comportamiento del catalizador biológico, lo que permite reproducir el proceso biológico en condiciones de temperatura o acidez mucho más extremas", apunta.

"Este procedimiento es muy interesante a nivel industrial, ya que nos permitiría obtener de manera eficiente productos químicos y combustibles derivados de la biomasa sin dañar el catalizador", concluye el investigador.

En la investigación, liderada por el Instituto Tecnológico de California, también han participado científicos del Laboratorio Nacional Argonne, de la Universidad del Noroeste de Evanston, de la Universidad del Estado de Wayne en Detroit, del Instituto Tecnológico de Massachusetts y del Centro para la Ciencia y la Tecnología Catalítica de Delaware. 



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