Proyectos
Síntesis de furfural empleando como materia prima residuos del cultivo de café: Evaluación de la sostenibilidad mediante el análisis de ciclo de vida.
Resumen
En Colombia, la industria del café genera alrededor de trece millones de sacos al año; sin embargo, esta alta producción genera también un valor elevado de mucilago residual y debido a sus características fisicoquímicas, son un residuo de difícil biodegradación, evacuación y transporte, lo cual lo convierte en un problema ambiental debido al impacto negativo que genera actualmente. Recientemente se reportó un crecimiento de la producción en pequeños agricultores en más del 50 % y mundialmente en más del 65 % en las últimas dos décadas, además de esto, anualmente se puede observar un crecimiento en el número de consumidores del 2,2 %, mostrando un aumento constante en la demanda del producto. En 2019 se observó un incremento de la producción mundial del 9,1 % con respecto al año anterior, alcanzando 174,6 millones de sacos de 60 kg de café verde, siendo los productores más importantes, Brasil con 65,5 millones de sacos, Vietnam con 30,5 millones de sacos y Colombia con 13,9 millones de sacos, además de esto, en el mismo año se estableció un aumento en el consumo de café por parte de los países importadores de 2,1 millones de sacos [1]. El cultivo y cosecha del café es el responsable de brindar un medio de sustento para la vida a más de 25 millones de personas dentro de la cadena de producción, ubicados en un total de 12 millones de fincas en el mundo [2]. En Colombia, según el informe presentado en el 87 Congreso Nacional de Cafeteros, en 2019 se produjeron alrededor de 13,9 millones de sacos de café, mostrando un aumento del 0,4 % con respecto al año anterior, se observó también un incremento del 6,3 % en las exportaciones, lo que indica que 13,5 millones de sacos salieron del país en dicho año. Se resalta el aumento del rendimiento por hectárea en el país, ya que se alcanzaron 20,5 sacos de 60 kg por hectárea, lo que significa un aumento del rendimiento en un 80 % en los últimos 9 años [1]. El café hace parte de los cultivos permanentes del país y, por ende, genera una gran cantidad de residuos que pueden llegar a ser implementados como precursores de materiales o sustancias de valor económico y energético [3]. Dentro de los residuos agroindustriales presentes en la cadena de producción del café se encuentra el mucilago, el cual es una fracción gelatinosa y soluble en agua, que corresponde al 15 % del fruto fresco y presenta aproximadamente un 64 % de azúcares reductores en peso seco [4-8]. Igualmente, en Colombia por cada millón de sacos de café de 60 kg exportado, se producen alrededor de 55.500 toneladas de mucilago residual [4]. Con base en lo anterior, el objetivo general de la investigación es Evaluar la obtención de furfural a partir de la deshidratación de la xilosa presente en la fracción hemicelulósica del mucilago de café, mediante la aplicación de tratamientos hidrotérmicos y el uso de catalizadores de hierro y molibdeno soportados en óxido de silicio como catalizadores ácidos. Con base en el objetivo general, se plantean como objetivos específicos: i) caracterizar el mucilago residual del cultivo, mediante la aplicación técnicas estandarizadas, con el fin de identificar su composición, ii) aplicar tratamientos térmicos al mucilago de café, para obtener la fracción hemicelulósica, con el fin de evaluar su potencial uso para la obtención de furfural, iii) sintetizar y caracterizar materiales catalíticos de hierro y molibdeno soportados en óxido de silicio, mediante el método sol-gel, para ser empleados en la reacción de deshidratación de xilosa a furfural, iv) evaluar la actividad catalítica de los óxidos de hierro y molibdeno en la reacción de deshidratación de xilosa, con el fin de identificar el rendimiento a furfural, empleando un reactor con atmósfera inerte y v) desarrollar el análisis de ciclo de vida para la producción de furfural, a partir de la fracción hemicelulósica del mucilago de café, con el fin de evaluar el proceso, mediante la inclusión de las variables analizadas.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria para el Apoyo a Proyectos de Investigación, Creación Artística e Innovación de la Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia - 2020
Modalidad:Modalidad Única
Responsable