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jueves, 31 de agosto de 2017

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
FDME y 1,3-propanodiol (PDO)
Características
- 100% renovable (cuando también se usa PDO renovable)1.
- Reciclable.
- Excelentes propiedades de barrera frente a gases.
Aplicaciones
Botellas y otros envases de bebidas.
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.

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