Rutas de biorrefinería a partir de residuos vitivinícolas

La Estación Enológica de Rueda acogió el día 7 de julio de 2022 la jornada técnica en torno al Proyecto Biovino titulada "Estrategias Innovadoras de Biorrefinería para el Aprovechamiento Sostenible de los Subproductos Vitivinícolas", en la que se han abordado las múltiples posibilidades de valorización que ofrecen los subproductos derivados de la industria vitivinícola.

El evento contó con ponentes de altura procedentes de España y Portugal y abordó cuestiones como la valorización de los subproductos de la viña; la obtención de biopolímeros y otros biocompuestos de interés a partir de subproductos vitivinícolas; los nuevos desarrollos en el tratamiento de efluentes de industrias agroalimentarias o la evaluación de la sostenibilidad ambiental de ciertos procesos de biorrefinería basados en subproductos vitivinícolas desde una perspectiva de análisis del ciclo de vida.

Valorización de los subproductos de la viña mediante disolventes eutécticos profundos (DES)

La biomasa lignocelulósica, como los sarmientos de poda de las actividades vitivinícolas, está compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina. Para separar estos tres componentes, se necesita llevar a cabo un proceso de fraccionamiento. Los disolventes eutécticos profundos (conocidos por sus siglas en inglés, DES), son nuevos disolventes con características químico-físicas muy interesantes. En el proyecto Biovino, se han aplicado los DES al fraccionamiento de los sarmientos de poda, lográndose una fracción sólida rica en celulosa y una fracción líquida con compuestos fenólicos (rica en pigmentos rojos).

Además de los compuestos fenólicos, los sarmientos contienen otros compuestos como terpenos, alcaloides, saponinas y lípidos que se pueden recuperar mediante extracciones con disolventes convencionales.

Obtención de biopolímeros a partir de subproductos vitivinícolas

El uso de plásticos plantea graves problemas ambientales. Los polihidroxialcanoatos (PHA) son plásticos biobasados y biodegradables que actualmente se obtienen a partir de materias primas muy costosas (azúcares y cereales), lo cual se traduce en un precio de mercado elevado del PHA, a la vez que suscita problemas éticos por el uso de materias primas que podrían servir de alimento humano o animal. En el proyecto Biovino se ha estudiado el uso de subproductos vitivinícolas, como el orujo y los sarmientos, como materia prima para la bioproducción de PHA, confirmándose la viabilidad de esta alternativa.

Distintos bioprocesos microbianos para valorizar los subproductos vitivinícolas

En el proyecto Biovino se ha concluido que el etanol y el xilitol se pueden coproducir en una misma línea de biorrefinería a partir de sarmientos utilizando sendas levaduras capaces de transformar la celulosa en etanol y la xilosa en xilitol, haciendo así el proceso más atractivo desde el punto de vista económico. Además de emplear los sarmientos como materia prima en este doble proceso, se ha evaluado la combinación de este material leñoso con otros subproductos vitivinícolas, como las lías y el mosto excedente.

Por otra parte, se ha desarrollado una levadura capaz de sintetizar resveratrol a partir de mosto excedente, sarmientos y lías; alcanzándose concentraciones de resveratrol muy competitivas en comparación con los métodos actuales de obtención de esta molécula.

Asimismo, se ha propuesto el empleo de sarmientos como materias primas para la biosíntesis de butanol y de ácido láctico. En el caso del butanol, las concentraciones alcanzadas resultan prometedoras y son similares a las descritas en la bibliografía científica para otros materiales lignocelulósicos.

Además, el mosto excedente ha resultado un sustrato muy interesante para la biosíntesis de eritritol, manitol y ácido succínico. El perfeccionamiento futuro de estas líneas de bioproducción, principalmente enfocado en la reducción de costes, podría hacer del mosto excedente un sustrato interesante para la biorrefinería.

Nuevos desarrollos en el tratamiento de efluentes de industrias agroalimentarias: posibilidades de los sistemas biolectroquímicos

El tratamiento de los residuos de las industrias agroalimentarias supone un coste para los productores. En el proyecto Biovino se ha evaluado la utilización de los residuos líquidos de los procesos de biorrefinería mencionados anteriormente (como la síntesis de PHA o butanol a partir de sarmientos) para la obtención de metano mediante digestión anaerobia en celdas de electrólisis microbianas.

Evaluación de la sostenibilidad ambiental de los procesos de biorrefinería
Antes de implantar los nuevos procesos de biorrefinería propuestos, es preciso averiguar su viabilidad económica y ambiental. Por ello, en el proyecto Biovino se están realizando los análisis del ciclo de vida (ACV) relativos a la producción de los polihidroxialcanoatos (PHA) y los polifenoles y las antocianinas.

El siguiente paso tras el proyecto Biovino, sería la evaluación a una escala mayor (planta semidemostrativa) de todas las rutas de biorrefinería propuestas.

Inventario de los subproductos vitivinícolas

Dentro del proyecto Biovino se ha realizado un inventario de las cantidades disponibles de subproductos vitivinícolas en las regiones de Portugal Norte, Portugal Centro, Galicia y Castilla y León. Las principales fuentes de biomasa estudiadas han sido los sarmientos de poda, las lías de vinificación, los orujos y los escobajos. En el caso de Castilla y León, este inventario está disponible AQUÍ.