Proyectos URBIOFIN y PERCAL – El modelo de biorrefinería urbana en acción

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La economía circular y la bioeconomía no son compartimentos estancos. Incluso, en ciertas circunstancias, los límites entre ambos modelos desaparecen y es difícil saber en qué lado nos encontramos. Es el caso del proceso PERSEO que el BR Blog presentaba el pasado mes de mayo aprovechando el lanzamiento del proyecto WASTE2BIO (véase esta entrada para conocer más sobre ellos). IMECAL, la empresa que está detrás de ese proceso, intenta desarrollar una plataforma tecnológica que siente los pilares para la una biorrefinería de RSU altamente integrada.

Este objetivo está muy bien alineado con las líneas de trabajo de la BBI JU. De hecho, la Agenda Estratégica de Innovación e Investigación 2017 del BIC apunta que “las actividades de la iniciativa BBI ayudarán al desarrollo y despliegue de soluciones tecnológicas y logísticas para establecer de manera eficiente nuevas cadenas de valor basadas en biorresiduos mediante el mejor uso posible de enfoques circulares y en cascada”. Y, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU) es uno de los principales exponentes de los biorresiduos. La buena sintonía con la estrategia de la BBI JU ha desembocado en la financiación de dos proyectos que suponen un fuerte impulso para esta plataforma.

La siguiente sinopsis pretende dar una perspectiva general de ambos proyectos:
URBIOFIN
PERCAL
Título
“Demonstration of an integrated innovative biorefinery for the transformation of Municipal Solid Waste into new biobased products”
“Chemical building blocks from versatile MSW biorefinery”
Convocatoria
H2020-BBI-JTI-2016.
Acuerdo de subvención Nº 745785.
H2020-BBI-JTI-2016.
Acuerdo de subvención Nº 745828.
Tipo de proyecto
Accón de Innovación - DEMO
Acción de Investigación e Innovación
Coste total
15,061,282.51 €
3,394,181.26 €
Contribución de la UE
10,946,366.03 €
2,518,517.64 €
Duración
Del 2017-06-01 al 2021-05-31.
Del 2017-07-01 al 2020-06-30.
Coordinador
Industrias Mecánicas Alcudia SA (IMECAL) / España.
Consorcio
- Asociación de Investigación de la Industria Agroalimentaria (AINIA) / España.
- BCM BioEconomy Cluster Management GmbH / Alemania.
- Biomasa Peninsular S.A. / España.
- Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) / España.
- Exergy Ltd / Reino Unido.
- G.I. Dynamics B.V. / Netherlands.
- Instituto Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario y Forestal de Castilla-La Mancha / España.
- IRIS Advanced Engineering Limited / Irlanda.
- NaturePlast SAS / Francia.
- Novozymes A/S / Dinamarca.
- Stéfany Emballages et Services / Francia.
- Stichting Wageningen Research / Holanda.
- The International Natural and Organic Cosmetic Association (NaTrue AISBL) / Bélgica.
- Universidad de Valladolid / España.
- Urbaser S.A. / España.
- Agricultural University of Athens / Grecia.
- Asociación de Investigación de Materiales Plásticos y Conexas (AIMPLAS) / España.
- Bayer MaterialScience AG / Alemania.
- Exergy Ltd / Reino Unido.
- Fundación CENER-CIEMAT / España.
- Hayat Kimya Sanayi A.S. / Turquía.
- IRIS Advanced Engineering Limited / Irlanda.
- Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) / Alemania.
- SO.F.TER. S.p.A. / Italy.
- tbw research GesmbH / Austria.
- Universiteit Gent / Bélgica.

URBIOFIN

El proyecto está enfocado en demostrar la implantación a gran escala (10 ton/día) y competitiva desde el punto de vista económico de tecnologías de conversión y tratamiento de la FORSU en productos intermedios y finales. A través de la aplicación del concepto de biorrefinería al tratamiento de los RSU (biorrefinería urbana), URBIOFIN explotará la FORSU como materia prima para producir diferentes productos comercializables para varios mercados. URBIOFIN ofrecerá un nuevo escenario viable y más sostenible alternativo al actual tratamiento de la FORSU. En la siguiente tabla se resume el abanico de productos a estudiar.

Bioproducto
Aplicación
Bioetanol
Bloque químico fundamental para la producción de bioetileno y elongación de ácidos grasos volátiles
Ácidos grasos de cadena media (MCFA)
Plataforma química para la producción de mcl-PHA
Biogás
Bloque químico fundamental para la producción de scl-PHA
Bioetileno gaseoso
Gas de maduración en cámaras de fruta después de la recogida
Polihidroxialcanoatos de cadena corta (scl-PHA)
Bioplásticos para agricultura y bolsas domésticas
Polihidroxialcanoatos de cadena media (mcl-PHA)
Bioplásticos para envasado
Biocomposites a partir de scl y mcl-PHA
Aplicaciones higiénicas y cosméticas
Fertilizante orgánico líquido rico en aminoácidos
Biofertlizantes líquidos de alto valor añadido
Gránulos secos orgánico-minerales
Biofertilizantes sólidos

Figura 1. Concepto de biorrefinería que se demostrará durante el proyecto URBIOFIN

Se desarrollarán tres módulos de demostración según el esquema mostrado en la Figura 1:
- Modulo 1: L´Alcudia (Valencia). IMECAL.
- Modulo 2: Zaragoza. URBASER.
- Modulo 3: Puertollano (Ciudad Real). IRIAF.

PERCAL

PERCAL explotará RSU como materia prima para desarrollar productos químicos intermedios de elevado interés industrial con altos rendimientos y bajos niveles de impurezas. Serán complementarios al bioetanol (tecnología PERSEO existente) y permitirán crear una valorización en cascada de los componentes de los RSU. Los tres productos químicos objetivo y sus respectivas aplicaciones finales se describen abajo.

Bioproducto
Aplicación
Ácido láctico
Se puede utilizar junto con el bioetanol para fabricar lactato de etilo respetuoso para el medio ambiente para productos de limpieza y tintas.
Adhesivos de fusión en caliente para tableros y otras aplicaciones no alimentarias en combinación con anhídrido maleico mediante extrusión reactiva.
Ácido succínico
Bloque fundamental intermedio para la producción de polioles para la industria del poliuretano.
Biosurfactantes a partir de la modificación química y/o microbiológica de proteínas y lípidos procedentes de la fracción remanente de la fermentación de RSU
Detergentes, humectantes, emulsionantes, espumantes y dispersantes.

Para minimizar las limitaciones de la composición heterogénea de los RSU (debido a la estacionalidad y la variabilidad del origen motivada por condiciones económicas locales, sociales y climáticas) como materia prima para fermentación, se propondrán cuatro innovaciones principales durante el proyecto:
  • Nuevos cócteles enzimáticos para maximizar la hidrólisis de la materia orgánica fermentable con baja producción de inhibidores.
  • El uso de cepas de alto rendimiento, robustas y específicas para cada ácido seleccionado.
  • La extracción de los subproductos de la fermentación que actúan como inhibidores del ácido succínico mediante un nuevo proceso de electrólisis de membrana.
  • La optimización de la sacarificación y la fermentación simultáneas para la producción de ácido láctico seguidas por un proceso de separación basado en membrana de electrodiálisis.

Para maximizar el rendimiento y la pureza de los ácidos orgánicos objetivo se priorizará un proceso de fermentación simple y continuo para facilitar su integración con la planta PERSEO.

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