Biorrefinerías de ácido succínico

By Dani Morán - October 16, 2015

Fecha de publicación: 16/10/2015.

Última actualización: 20/12/2016.

Introducción

Dentro de muy poco, el blog contará con una nueva sección centrada en resumir la información disponible sobre las plantas piloto y comerciales de los bloques modulares verdes (BCBB por sus siglas en inglés, “Biobased Chemical Building Blocks”) más prometedores. Esta sección contará con enlaces a entradas monográficas que se actualizarán de manera regular. El motivo fundamental de empezar la serie con el ácido biosuccínico es que varias empresas han conseguido alcanzar objetivos importantes relacionados con su comercialización a gran escala. Claramente, es una de las 12 principales BCBB identificadas por el DoE que está cumpliendo con las expectativas generadas previamente.

Descripción ^1,2,3

El ácido succínico (ácido butanodioico) es un ácido dicarboxílico cuya fórmula química es C4H6O4. Se trata de un cristal incoloro y soluble en agua que posee sabor ácido. El nombre deriva del vocablo latino “succinum”, que significa ámbar, y del cual se obtenía originariamente el ácido por pulverización y destilación utilizando un baño de arena. Se produce de manera natural como un producto del metabolismo celular. En la química industrial, también juega un papel importante, siendo un compuesto intermedio clave en varios procesos.

Tecnologías de proceso ²

El ácido succínico se puede producir mediante varios métodos. Las rutas industriales más comunes incluyen la hidrogenación del ácido maleico, la oxidación del 1,4-butanodiol y la carbonilación del etilenglicol. Más recientemente, se ha obtenido a través de la fermentación de glucosa procedente de materias primas renovables y de la purificación del ácido biosuccínico bruto. Las herramientas utilizadas en esta ruta son bacterias o levaduras que trabajan en biorreactores conocidos como fermentadores. Esta ruta es la que utilizan las plantas comerciales y piloto que se presentarán más abajo.

Figura 1. Esquema simplificado del proceso de producción de ácido succínico a través de una ruta sostenible (extraída de la página web de BioAmber)

Aplicaciones ^2,4,5,6

Desde el punto de vista químico, el compuesto de origen renovable es idéntico al que se fabrica de manera convencional, por tanto, posee las mismas propiedades y puede ser utilizado en las mismas aplicaciones. El ácido succínico tiene multitud de usos potenciales:

Producción de succinato de polibutileno (PBS). Es un biopolímero moderno cuyas aplicaciones (films compostables, vasos desechables, bolsas de plástico,…) están siendo todavía estudiadas.
Producción de plastificantes para la fabricación de PVC. Puede también ser usado para cubrir la creciente demanda de plastificantes para bioplásticos.
Reemplazo de los productos petroquímicos derivados del ácido adípico utilizados en la producción de los polioles de poliéster para poliuretanos (adhesivos, recubrimientos, sellantes, suelas de zapatos, espumas flexibles y rígidas,…).
Producción de 1,4-butanodiol (BDO) para posterior obtención de tetrahidrofurano (fibras de elastano) y tereftalato de polibutileno (equipos eléctricos, cubiertas de ruedas,…).
Producción de dimetil-succinato (DMS). Es un disolvente verde, miscible con alcoholes, cetonas y la mayor parte de los hidrocarburos. Se usa como agente coalescente para emulsiones de pinturas con bajos contenidos en compuestos orgánicos volátiles.

Plantas comerciales – En funcionamiento ^{7,8,9,10,11,12}

Figura 2. Instalación comercial de Myriant en Lake Providence para la producción de ácido succínico (extraída de la página web de Myriant)

Cassano Biorefinery
Propietario	Reverdia (www.reverdia.com/). Es una JV de DSM y Roquette Frères.
Localización	Cassano Spinola (Italia).
Materias primas	Almidón y azúcares.
Tecnología	Biosuccinium™ desarrollada por Reverdia. Hidrólisis y fermentación con levaduras a pH bajo.
Capacidad	10.000 toneladas al año.
Puesta en marcha	Diciembre 2012.

Lake Providence Biorefinery
Propietario	Myriant (www.myriant.com/).
Localización	Lake Providence (Lousiana, USA)
Materias primas	Materias primas renovables. Algunas de estas materias primas incluyen grano de sorgo, bagazo de caña de azúcar y otras materias primas celulósicas.
Tecnología	Proceso de fermentación anaerobia en un único paso desarrollado por Myriant. Microorganismos patentados.
Capacidad	13.600 toneladas al año.
Puesta en marcha	Junio 2013.

Montmeló Biorefinery
Propietario	Succinity GmbH (www.succinity.com/). Es una JV de Corbion Purac y BASF.
Localización	Montmeló (España)
Materias primas	Sustratos renovables (glicerina, azúcares…).
Tecnología	Succinity® desarrollada por Succinity GmbH. Proceso de fermentación patentado basado en la bacteria Basfia succiniciproducens. Proceso de purificación patentado libre de sulfatos.
Capacidad	10.000 toneladas al año.
Puesta en marcha	Marzo 2014.

Sarnia Biorefinery
Propietario	BioAmber (www.bio-amber.com/) y Mitsui & Co (www.mitsui.com).
Localización	Sarnia (Ontario, Canadá)
Materias primas	Glucosa obtenida a partir de cultivos del sudeste de Ontario.
Tecnología	El proceso de producción está basado en una tecnología de fermentación que usa una levadura patentada.
Capacidad	30.000 toneladas al año.
Puesta en marcha	Agosto 2015.
Planta piloto previa	Empresas: BioAmber y ARD. Localización: Pomacle (France). Capacidad: 3.000 tons/y. En operación desde enero de 2010 a diciembre de 2014.

Plantas comerciales – En construcción o en planificación ^13,14,15

Localización	Empresas	Capacidad	Estado
Provincia de Shandong (China)	Tianjin Institute of Industrial Biotechnology (TIB)	50.000 ton/a	En construcción
China	BioAmber and CJ CheilJedang Corporation (CJCJ)	36,000 tons/y	Planned

Plantas piloto ¹⁴

Localización	Empresas	Capacidad	Estado
Nanjing (China)	Sinopec Yangzi Petrochemical Company	1.000 ton/a	Puesta en marcha: Q1 2013

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REFERENCIAS

1 T. Werpy, G.R. Petersen: “Top Value Added Chemicals from Biomass. Volume 1: Results of Screening for Potential Candidates from Sugar and Systhesis Gas”. US DoE, August 2004.

2 www.succinity.com/biobased-succinic-acid/succinic-acid-explained-easily.

3 www.myriant.com/products/bio-succinic-acid.cfm.

4 www.myriant.com/applications/index.cfm.

5 www.reverdia.com/products/applications/.

6 www.bio-amber.com/bioamber/en/products.

7 www.reverdia.com/press-releases/reverdia-starts-operations-at-the-worlds-first-large-scale-plant-for-bio-based-succinic-acid/.

8 www.reverdia.com/technology/technology-overview/.

9 www.myriant.com/media/press-releases/myriant-achieves-successful-start-up-at-lake-providence-la-plant.cfm.

10 www.succinity.com/biobased-succinic-acid/succinic-acid-explained-easily/9-news/9-first-commercial-succinic-acid.

11 www.succinity.com/biobased-succinic-acid/technology.

12 www.bio-amber.com/bioamber/en/sarnia.

13 www.bio.org/sites/default/files/ind-2015-1510.pdf.