Perfil: Photanol – Cianobacterias para la próxima generación de productos químicos sostenibles
Me gustaría retomar el tema de las
tecnologías de conversión de CO2 basadas en algas con el que comencé
el año (ver entrada sobre el primer
proyecto de biorrefinería algal de Canadá). Y qué mejor manera de hacerlo
que presentando a una de las empresas que lidera la producción de productos
químicos sostenibles a partir de cianobacterias. La mayor parte de las empresas
del negocio de las algas se centran principalmente en los biocombustibles
mientras que Photanol, protagonista de
este perfil, está especializada en los productos químicos verdes. Vamos a
conocer un poco más sobre su tecnología, sus instalaciones y sus planes de
futuro.
Tecnología y actividades
Photanol es una empresa del
sector de los productos químicos renovables que utiliza cianobacterias patentadas
para transformar dióxido de carbono y luz solar en productos químicos. Su
tecnología y patentes están basadas en la modificación genética de
cianobacterias para producir un amplio rango de productos químicos verdes. Estas
bacterias son organismos que realizan la fotosíntesis, tomando la energía del
sol y el carbono del CO2.
Las actividades esenciales de
Photanol incluyen el desarrollo de cepas (construcción de rutas biosintéticas
para productos no nativos; optimización de flujos metabólicos a través de rutas
de biosíntesis relevantes) y el escalado de procesos de bioconversión (optimización
de las condiciones de cultivo y de las estrategias de alimentación; preparación
de cultivos en “batch”, “fed-batch” y continuo; evaluación del rendimiento de
la producción; escalado de fotobiorreactores). La mejora de los procesos “downstream”
(separación; purificación) es llevada a cabo por socios. Todas estas
actividades son repetidas en el diseño y construcción iterativos de las cepas.
Productos
Los productos químicos verdes se
enfrentan a grandes desafíos en su entrada en el mercado: precios bajos de los
combustibles fósiles, problemas relacionados con los terrenos, conflictos con
la cadena alimentaria… Las cianobacterias tienen el potencial para convertirse
en la plataforma de producción sostenible de la próxima generación de productos
químicos verdes. Son competitivas cuando los costes de las materias primas
suponen una parte significativa de los costes de producción, reduciendo drásticamente
las necesidades de terreno y de agua e incrementando la capacidad de captura de
CO2. Más aún, no producen residuos (celulosa, raíces…) y evitan la
pérdidas por conversión de azúcar.
Figura 1. Ruta de conversion de Photanol
frente a las tecnologías actuales (cortesía de Photanol)
Photanol tiene una cartera de 17
compuestos, producidos con cianobacterias mediante conversión directa, divididos
en cuatro categorías: ácidos orgánicos, terpernos, polioles y alcoholes/otros.
Tres de estos compuestos están siendo co-industrializados. Los ácidos orgánicos
constituyen la categoría más desarrollada de la cartera de Photanol. De hecho, el
ácido láctico para bioplásticos ha sido la primera ruta comercializada y la
referencia ha sido ya validada por tres empresas independientes.
Instalaciones
El equipamiento de laboratorio de
Photanol comprende un completo rango de biorreactores desde 10 ml hasta 40 l.
Y, su planta piloto está equipada con 3 fotobiorreactores que tienen un volumen
total entre los 200 y los 1.000 litros. Ya se han ensayado dos productos entre
2012 y 2016 en esta planta piloto.
Figura 2. Planta piloto de Photanol
(cortesía de Photanol)
Planes de futuro
Photanol está trabajando para
comercializar nuevos productos de su cartera. El proyecto más avanzado es un
compuesto confidencial desarrollado de manera conjunta con AkzoNobel. Este
compuesto tiene usos tanto para productos químicos a granel como en la química
fina y tiene un mercado total de más de 1.000 millones de dólares. Otros
productos químicos a comercializar son alcoholes de azúcar (eritritol, por
ejemplo) y terpenos para fragancias y sabores.
En relación con el escalado de sus instalaciones, en el futuro cercano (2018-2019), Photanol está planificando la construcción de una planta de demostración multiuso con una superficie de 0,5 ha, una longitud y un volumen total de los fotobiorreactores de 58 km y 173 m3, respectivamente. Los procesos de separación serían externalizados y la capacidad de producción podría alcanzar las 20 toneladas al año. En el medio plazo (del 2021 en adelante), Photanol tiene intención de lanzar una instalación comercial con una superficie de 100 ha, un tamaño industrialmente viable para la producción de ácido D-láctico. Los procesos de separación serían integrados en la planta que podría tener una capacidad de producción de 20 kton al año.
Agradecimientos: Me gustaría agradecer a Ross Gordon (Director de Desarrollo de Negocio en Photanol) por su colaboración.
