Proyectos
APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DEL CAFÉ EN EL DESARROLLO DE LÍQUIDOS IÓNICOS BASE CAFEÍNA PARA LA DESULFURACIÓN DE COMBUSTIBLES
Resumen
Colombia está entre los países con mayor producción de café, generando 14.8 millones de sacos de 60 kilos y 7,2 billones de pesos de ingresos en el año 2019, constituyéndose en uno de los principales renglones de la economía colombiana. El proceso de producción de café comienza con la recolección de la cereza, la cual se despulpa con el fin de obtener una almendra libre de cáscara, generando así 2,25 toneladas/ha-año de pulpa en el país. Por 100 kg de fruto de café maduro se pueden obtener 39 kg de pulpa, 22 kg de mucílago y 39 kg de café pergamino. La pulpa constituye aproximadamente el 28% de peso en seco de la cereza y contiene de 0.51 a 1.13% de cafeína. La mayoría de los residuos del café no dispone de un tratamiento adecuado, muchas veces se usan como abono para el cultivo de plantas de café, o se dejan simplemente a la intemperie. Estos residuos pueden ser aprovechados para la obtención de compuestos bioactivos como la cafeína. La estructura de la cafeína contiene dos subestructuras, un anillo de pirimidinadiona y un anillo de imidazol. En particular, el anillo imidazol de la cafeína puede ser transformado en una sal de imidazolio, que combinada con un anión orgánico o inorgánico da como resultado un solvente verde denominado líquido iónico (LI). La reactividad de la sal de imidazolio está fuertemente influenciada por los sustituyentes del anillo de imidazol y, por lo tanto, la presencia del resto amida de la estructura de la cafeína podría dar a esta molécula una reactividad particular. Los LIs son básicamente sales fundidas con temperaturas de fusión inferiores a 100 °C, que se utilizan ampliamente como sustitutos de los solventes convencionales en síntesis química y procesos de extracción, entre otros. La baja inflamabilidad, la no volatilidad y la alta estabilidad térmica hacen que los LIs generen un menor impacto en el medio ambiente, lo que propicia su uso en los procesos de extracción con solventes. De otro lado, los combustibles derivados del petróleo contienen compuestos nitrogenados y azufrados, los cuales son perjudiciales para la salud humana (problemas respiratorios y enfermedades pulmonares) y el medio ambiente (aumento del efecto de gases invernadero y lluvias ácidas) y por ello se hace importante mejorar la calidad del aire. De acuerdo a la literatura, los LIs base imidazol presentan una selectividad en la remoción de compuestos azufrados y nitrogenados presentes en los combustibles. En esta alianza, se unen las fortalezas de los grupos de investigación: Information-Guided Design, Automation, and Nanotechnology (IAM-NANO) de la sede La Paz en extracción de compuestos bioactivos para desarrollar el subproyecto 1 “aprovechamiento de residuos del café para la extracción de cafeína por extracción sólido -líquido y fluidos supercríticos”; Ciencia y Tecnología de Materiales (CTM) de la sede Medellín y del Doctor Luver Echeverry del CTM en el desarrollo de líquidos iónicos para llevar a cabo el subproyecto 2 “desarrollo de un líquido iónico base cafeína”; y del Laboratorio de Investigación En Combustibles y Energía de la Sede Bogotá en procesos de desulfuración de combustibles para desarrollar el subproyecto 3 “desulfuración de combustibles por un líquido iónico base cafeína”. Adicionalmente, en el proyecto se contará con el apoyo de la Federación Nacional de Cafeteros, quienes suministrarán los residuos del café, de la Empresa Faro Tecnológico quien aportará su experiencia en diseño de equipos para desarrollar el subproyecto 4 “creación de un prototipo de laboratorio para los procesos de extracción de cafeína y desarrollo de líquidos iónicos base cafeína que puedan ser aprovechados para la extracción de otros compuestos bioactivos y en la extracción de cafeína” Todos estos 4 subproyectos estarán enmarcados en las actividades que serán desarrollados en el semillero intersedes de aprovechamiento de residuos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional para el Fomento de Alianzas Estratégicas interdisciplinarias que articulen los procesos misionales de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única
Responsable