CIENTÍFICOS DE LA UNIVERSIDAD DE CÁDIZ APUESTAN POR LA BIOTRANSFORMACIÓN DE LA GLICERINA PARA OBTENER ETANOL

Fuente: Universidad de Cádiz

Investigadores del grupo TEP 105: Reactores Biológicos y Enzimáticos de la Universidad de Cádiz (UCA), dirigidos por el catedrático Domingo Cantero Moreno, trabajan en un Proyecto de Excelencia concedido por la Junta de Andalucía, que bajo el nombre Aprovechamiento de la glicerina por vía fermentativa: alternativa de viabilidad para la industria del biodiesel tiene como objetivo revalorizar la glicerina tratando de desarrollar vía microbiana un proceso para la producción de etanol e hidrógeno, a partir de este subproducto generado en el proceso de producción del biodiesel.

Para entender mejor este estudio es importante señalar que dentro del proceso de producción de biodiesel se origina un subproducto: la glicerina. De hecho, por cada diez kilos de biodiesel, uno es de glicerina, una sustancia que se ha convertido para muchas industrias en un problema ya que aunque sirve para la elaboración de lubricantes o cosméticos, la enorme cantidad que se genera ha inundado el mercado de tal forma que en muchas ocasiones supone un elevado coste retirarla. Por ello, «desde nuestro grupo de investigación, vemos la glicerina como una fuente de carbono para los microorganismos, y por ello estamos trabajando para revalorizarla», como explica el profesor Domingo Cantero.

Así, estos científicos de la Universidad de Cádiz han decidido usar la glicerina como fuente de carbono para que un microorganismo, concretamente la E. coli, produzca etanol e hidrógeno y que pueda ser utilizado como fuente de energía renovable. Esta idea tiene su origen en los trabajos previos del grupo de investigación con este mismo microorganismo en el desarrollo de rutas metabólicas microbianas como alternativa a la síntesis química de determinados compuestos de alto valor añadido, concretamente los ácidos benzohidroxámicos.

«En este proyecto tenemos dos líneas de trabajo puestas en marcha: una basada en biología molecular (en colaboración con el grupo CTS-596: Estudio de Autoantígenos Humanos, que dirige el profesor Jorge Bolívar), y otra centrada en temas más ingenieriles para la optimización de los biorreactores y sus condiciones de operación», como comenta uno de los investigadores implicados en este proyecto, José Manuel Gómez Montes de Oca.

La primera de estas líneas de trabajo es objeto de estudio en una tesis doctoral centrada en la sobre-expresión del microorganismo utilizado (E.coli) para hallar una cepa super-productora de etanol e hidrógeno. De esta forma, «lo que hacemos es identificar los genes que están implicados en la ruta metabólica de nuestro microorganismo. Esos genes se expresan a través de las enzimas, por lo que trabajamos sobre ellas produciendo una sobre-expresión que origina a su vez una sobreproducción de las mismas que va a favorecer a que esa ruta metabólica aumente el flujo. De hecho, tenemos plenamente identificados qué genes hay que introducir para ello en la enzima», como detallan desde la UCA. Con todo ello, «lo que haremos será obtener un microorganismo o la manera en la que podemos sobre-expresar lo que a nosotros nos interesa e incluso inhibir lo que no. Si nosotros conseguimos una cepa que produzca más etanol, éste podrá ser utilizado como biocombustible», sentencian.

La segunda línea de trabajo consiste en buscar un medio de cultivo para el crecimiento del microorganismo en el que la base carbonada sea la glicerina que se obtiene como subproducto. Hasta el momento, se ha conseguido optimizar la composición del medio de cultivo y se ha conseguido producir mayor cantidad de biomasa y volumen de etanol e hidrógeno con respecto a otros trabajos que se han publicado con anterioridad en esta línea. Actualmente, dicho medio de cultivo ha sido patentado.

A pesar de que el proyecto está en las primeras etapas del desarrollo, se han obtenido resultados muy interesantes, lo que hace pensar que los resultados podrían ser destacables dentro del sector de la generación de bioenergía ya que, «hasta el momento, hemos conseguido un rendimiento del 30% de etanol con el uso de la glicerina cruda, siendo este dato muy interesante a nivel industrial. El etanol obtenido por esta vía podría incluso sustituir al metanol que se utiliza en la propia producción de biodiesel, por lo que se ahorrarían un reactivo», concluye Gómez Montes de Oca.

Este proyecto contempla, en posteriores etapas, el ensayo de las condiciones óptimas obtenidas a nivel de laboratorio en bioreactores a escala de planta piloto. Esta etapa de experimentación se llevará a cabo en colaboración con la empresa de base tecnológica Konectia, S.L., en cuyas instalaciones se instalará un bioreactor de 200 m3 para estudiar el comportamiento de este proceso a mayor escala y que sirva como paso previo a su implementación a nivel industrial. Para llegar a conseguir este objetivo final, los investigadores de la UCA cuentan con el apoyo de la empresa Abengoa Bioenergy, de cuya planta de producción de biodiesel en San Roque (Cádiz) están obteniendo la glicerina cruda que se utiliza para la experimentación. Por tanto, se puede concluir que este proyecto de investigación representa un claro ejemplo de investigación colaborativa entre universidad y empresa.