FDME y PTF – Estrellas emergentes en el horizonte de los bioplásticos
Desde que Archer Daniels Midland Company
(ADM) y DuPont Industrial Biosciences (DuPont) presentaron su
proceso innovador para producir el éster dimetílico del ácido 2,5-furanodicarboxílico
(FDME por sus siglas en inglés) el 19 de enero de 2016 (véase nota
de prensa), he buscado una oportunidad para preparar una entrada sobre esta
molécula y su impacto en el mundo de los bioplásticos. La semana pasada, la División de Bioplásticos de la Asociación de la Industria de los Plásticos (PLASTICS) anunciaba
que ADM y DuPont eran los ganadores del “2017 Innovation in Bioplastics Award” reconociendo
la contribución de este nuevo proceso a la expansión del panorama de los
bioplásticos (véase anuncio).
Por ello, creo que es un buen momento para conocer más sobre esta nueva
bioplataforma.
FDME: antecedentes y nuevo
proceso
Los avances en el campo de los
compuestos furánicos están tomando impulso. La producción de 5-hidroximetilfurfural
(5-HMF) y el ácido 2,5-furanodicarboxílico (FDCA) a escala comercial está
todavía a punto de despegar (véase entrada sobre biorrefinerías de FDCA)
y una nueva molécula emerge en el horizonte. Los problemas relacionados con la
producción y la manipulación de FDCA (por ejemplo, su pobre solubilidad en los
disolventes orgánicos comunes o su tendencia a descomponerse a temperaturas
mayores de 180ºC en ácido furoico) han provocado que algunas empresas químicas
busquen alternativas. Su transformación en FDME puede ser una solución. La
actual esterificación catalizada por ácidos es un proceso demasiado largo de modo
que no es rentable para la producción de grandes volúmenes de ésteres. Otras
alternativas para la esterificación del FDCA requieren su activación como
cloruro de diácido lo que hace que el proceso no sea ni sostenible ni
económico.
De acuerdo con la información publicada
por ADM y DuPont, la nueva tecnología para producir FDME es más sostenible y da
lugar a rendimientos más altos y costes de energía y capital más bajos que los
logrados mediante métodos de conversión tradicionales. Sin embargo, no explican
los detalles de la nueva ruta. Si consultamos una reciente patente de ADM,
podemos encontrar una pista interesante: la empresa propone la reacción de FDCA
con alcoholes en atmósfera de CO2 en ausencia de cualquier otro
catalizador ácido para obtener furanodicarboxilatos (WO 2014099438 A2, fecha de
publicación: 26/06/2014).
El FDME es un biobloque químico
fundamental con el potencial de reemplazar materiales de procedencia fósil en
varios sectores incluyendo los de los envases, los adhesivos, los recubrimientos,
los elastómeros y los plásticos.
Figura 1. Modelo molecular del
FDME
PTF: un biopolímero prometedor
Uno de los primeros polímeros en
desarrollo usando FDME es el politrimetilen furanodicarboxilato (PTF):
Monómeros
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FDME y 1,3-propanodiol
(PDO)
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Características
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- 100% renovable (cuando también se usa PDO renovable)1.
- Reciclable.
- Excelentes propiedades de barrera frente a gases.
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Aplicaciones
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Botellas y otros envases de bebidas.
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Nota 1: DuPont ya tiene capacidad
para producir bio-PDO patentado.
Estado actual de la tecnología
ADM y DuPont están dando el
primer paso para comercializar el FDME avanzando en la fase de escalado del
proyecto. Las dos empresas están construyendo una planta de demostración de 60
toneladas al año en Decatur (Illinois, USA) que estará operativa a finales de
este año.
La instalación permitirá suministar a los clientes la cantidad de producto suficiente para investigación y pruebas así como será la fuente de los datos básicos requeridos para una futura planta a escala comercial.
La instalación permitirá suministar a los clientes la cantidad de producto suficiente para investigación y pruebas así como será la fuente de los datos básicos requeridos para una futura planta a escala comercial.
