Logran producir biobutanol a partir de residuos de café de forma más eficiente y barata

Un equipo de investigadores ha demostrado que los posos de café usados pueden transformarse de forma eficiente en biobutanol, un biocombustible avanzado con potencial para sustituir parcialmente a los combustibles fósiles, mediante un proceso optimizado que reduce costes y refuerza la viabilidad industrial de esta alternativa energética.

El estudio, liderado por el Centro de Biocombustibles y Bioproductos del Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL) y la Universidad de León (ULe), confirma que los residuos sólidos del café, uno de los subproductos agroalimentarios más abundantes del mundo, pueden revalorizarse dentro de un modelo de economía circular, al convertirse en una fuente eficaz de energía renovable.

Según explican los autores, el trabajo optimiza por primera vez todo el proceso de producción de biobutanol a partir de posos de café, desde el tratamiento previo del residuo hasta la fermentación final, logrando altas concentraciones del biocombustible con una reducción significativa en la cantidad de nutrientes necesarios para el proceso, uno de los principales factores de coste.

El biobutanol es un alcohol de cuatro carbonos que presenta ventajas frente al bioetanol, al tener mayor densidad energética, menor volatilidad y una mayor compatibilidad con las infraestructuras actuales de transporte y almacenamiento de combustibles, además de poder mezclarse con gasolina en cualquier proporción.

Biobutanol

En la primera fase del trabajo, consultado por EFE tras su publicación en la revista Process Safety and Environmental Protection, los investigadores optimizaron el pretratamiento químico de los posos de café mediante ácido sulfúrico diluido y posterior hidrólisis enzimática, con el objetivo de liberar la mayor cantidad posible de azúcares fermentables.

Con las condiciones óptimas, se logró recuperar más del 91% de los azúcares totales contenidos en el residuo, una cifra muy superior a la descrita en estudios previos.

Posteriormente, el hidrolizado obtenido fue sometido a un proceso de detoxificación para eliminar compuestos inhibidores que dificultan la fermentación. Este paso permitió eliminar completamente sustancias tóxicas como los furanos y reducir en más de un 80 % los compuestos fenólicos, sin una pérdida significativa de azúcares.

El siguiente avance clave fue la selección de la bacteria más eficiente para transformar esos azúcares en biobutanol. Tras evaluar ocho cepas del género Clostridium, el equipo identificó a Clostridium saccharoperbutylacetonicum como la más eficaz, tanto en producción de butanol como en consumo de azúcares, superando a otras cepas comúnmente utilizadas.

Uno de los principales logros del estudio es el desarrollo de un medio de fermentación con nutrientes mínimos. Mediante un diseño estadístico, los investigadores demostraron que muchos de los compuestos habitualmente añadidos no eran necesarios, lo que permitió reducir la fermentación a solo tres suplementos esenciales.

Esta simplificación se tradujo en una reducción de los costes de hasta casi el 50% respecto a formulaciones convencionales.

Finalmente, la optimización de las condiciones de fermentación permitió alcanzar concentraciones de hasta 7,9 gramos por litro de biobutanol y casi 12 gramos por litro de la mezcla total de disolventes, con rendimientos superiores a los reportados anteriormente para residuos de café.

Los autores subrayan que estos resultados refuerzan el potencial de los posos de café como materia prima para la producción de biocombustibles avanzados y muestran que, mediante una adecuada selección de microorganismos y condiciones de proceso, es posible mejorar tanto la eficiencia como la rentabilidad.

El estudio contribuye así a dar una segunda vida a un residuo que actualmente se gestiona en gran medida como desecho, al tiempo que impulsa soluciones energéticas más sostenibles alineadas con los objetivos de descarbonización y economía circular de la Unión Europea.