TRANSFORMACIÓN INTEGRAL DE LA CÁSCARA DE SOJA EN PRODUCTOS DE ALTO VALOR AGREGADO

ROLANDO A. SPANEVELLO; BEATRIZ PAVA GÓMEZ; ALEJANDRA G. SUÁREZ; ARIEL M. SAROTTI

Córdoba

Simposio; XXIII Simposio Nacional de Química Orgánica; 2021

SAIQO

En Argentina el proceso de extracción del aceite de la soja genera como subproductomás de 400 mil toneladas anuales de cáscara de soja. Nuestro trabajo se centra en elaprovechamiento de este material residual para la generación de productos con alto valoragregado. La cáscara de soja posee un considerable contenido de celulosa. Una forma deaprovecharlo es sometiéndolo a pirólisis selectiva produciendo material condensable (bioaceitey agua) y carbón, Esquema 1. En el bioaceite, es posible encontrar varios compuestosorgánicos, entre ellos la levoglucosenona (1), una cetona bicíclica quiral, que genera interésindustrial porque tiene grupos funcionales reactivos, que permiten desarrollar compuestosbioactivos, intermediarios sintéticos e inductores quirales. Por otra parte, el residuo carbonosopuede ser aprovechado como carbón activado para la biorremediación de aguas contaminadas.Para determinar las condiciones óptimas de pirólisis para la producción delevoglucosenona se realizaron una serie de experimentos que permitieron identificar losfactores significativos, seguido de la construcción de una superficie de respuesta por diseñocentral compuesto que dio la condición óptima de trabajo. Los resultados mostraron que el pretratamientode sumergir la cáscara de soja con cantidades catalíticas de H3PO4 (2,5 % p/p),pirolizada a 310 °C por 20 min, genera hasta 3,5 g de levoglucosenona por cada 100 g decelulosa que contenga la cáscara pre-tratada. Estas condiciones sirvieron de base para elaumento del escalado del proceso a piloto, con el fin de probar su posible aplicabilidadindustrial. El horno piloto tiene una capacidad de procesar hasta 2,5 kg de cáscara de soja, aesta escala debe sumarse como otro factor significativo los cambios en los fenómenos detransferencia de calor. Los resultados muestran una producción 2,2 g de levoglucosenona porcada 100 g de celulosa que contenga la cáscara a esta escala.Por otra parte, la biomasa carbonizada obtenida fue sometida a un proceso deactivación, las condiciones óptimas de este proceso fueron determinadas mediante el uso dediseños estadísticos de experimentos. Se usó el diseño factorial completo para identificar lasvariables significativas y diseño central compuesto para encontrar las condiciones óptimas. Losresultados indican que la pirólisis en presencia de 0,5 g KOH por 1 g de biomasa carbonizada,pirolizada a 330 °C en atmósfera de nitrógeno, por 3 h y 40 min, llega a alcanzar un equilibriode adsorción-desorción de hasta 577 mg azul de metileno / g carbón siguiendo elcomportamiento de la isoterma de Langmuir. Esta capacidad de adsorción está entre lasmejores reportadas en la literatura de carbones generados a partir de diferentes fuentes debiomasa y supera a muchos carbones activados de uso comercial.