Bioproducción de ácido láctico a partir de residuos de cáscara de naranja: Procesos de separación y purificación

El interés social por la conservación del medio ambiente ha resultado en el endurecimiento de legislaciones ambientales y cambios de política fiscal que buscan impulsar a la industria química y reducir su impacto ambiental. Por tal motivo, la utilización de residuos agroindustriales como materia prima de bajo costo, para la obtención de productos químicos finos por biotransformación está ganando interés. Esta opción de transformar desechos en nuevas materias primas se perfila como una opción atractiva para reducir la dependencia del petróleo y, al mismo tiempo, obtener compuestos que son económica o técnicamente inviables de obtener por síntesis química tradicional. El sureste de México es una de las principales regiones productoras de cítricos del país, donde se genera un gran volumen de desechos sólidos de cítricos (cáscara y bagazo). Este desecho proviene de la obtención de jugo de naranja dulce y, normalmente, se manda a tiraderos a suelo abierto, por lo que generan un problema serio de contaminación. Esta situación hace deseable su aprovechamiento para la generación de productos de alto valor agregado como es el ácido L(+) láctico, el cual es utilizado en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética y como materia prima para la síntesis orgánica o la producción de plásticos biodegradables. En esta investigación se propone un proceso para la obtención de ácido láctico a partir de la biotransformación de cáscara y bagazo de naranja en fase sólida con Rhizopus oryzae. Como producto se obtiene un concentrado que cumple con el estándar del Código Químico de Alimentos (FCC, Food Chemical Codex) en grado alimenticio. Se evaluaron tres técnicas de separación sólido-líquido (prensado mecánico, centrifugación y filtración al vacío), al mismo tiempo que se determinó la máxima cantidad necesaria de agua para llevar a cabo la extracción del ácido láctico presente en el sólido biotransformado. Posteriormente, se evaluó la viabilidad técnica de utilizar operaciones de intercambio iónico como pasos intermedios para la reducción de impurezas. Asimismo, se evaluaron y compararon dos procesos: (a) Esterificación del ácido láctico con 1-butanol y (b) Cristalización evaporativa de sales de sulfato de calcio, como posibles rutas de separación secundaria y concentración. Los resultados experimentales permitieron generar una hoja de proceso para llevar a cabo balances de materia y energía teóricos usando el programa SuperPro Designer 6.0, apoyándose con los paquetes Aspen Plus y Aspen Split 11.1 para la estimación de propiedades físicas y termodinámicas, así como