Carmelo Bernabe Talavera Delgado; Georgina Sucasaca Monzã“N; Mariela Oruro Choquecota; Ronald Demetrio Navarro Oviedo; Irina Elizarova Salazar Churata; Sara Los Angeles Cansaya Anahua; Gregorio Antolin Giraldo; Romina Leslie Rondon Chambi

http://proyectos-vri.unsa.edu.pe/handle/91.103.221022/6129

Objetivo

Desarrollar un proceso tecnológico para obtención de ácido levulínico desde la paja de arroz, en la región Arequipa

Resumen:

El proyecto plantea el desarrollo de tecnología para obtención de ácido levulínico desde la paja de arroz, en la región Arequipa. La importancia de este compuesto radica en ser un sustituto de los derivados del petróleo, considerado como energía limpia o verde. Su entregable es 01 proceso validado, documentado y listo para su posterior uso a nivel comercial. Tiene 04 componentes u objetivos: Componente 1. Optimización del proceso de pretratamiento químico y de hidrolisis de ácido levulínico a partir de paja de arroz, a nivel experimental. Se evaluará 03 temperaturas (190, 210 y 230 oC) en la mejora del pretratamiento físico; 03 concentraciones de ácido (1, 3 y 5%) sobre la mejora de la hidrólisis ácida. Componente 2. Evaluación de las temperaturas en la purificación del ácido levulínico (150 y 200 oC). Componente 3. Validación y empaquetamiento de la tecnología de fabricación de ácido levulínico, a nivel experimental. Se evaluará el uso de ácido levulínico en la producción de 01 crema cosmética y de levulinato de etilo, como aditivo para combustibles. Se documentará el proceso de producción de ácido levulínico. Componente 4. Gestión del proyecto. Se contará con 01 artículo de investigación sometido a publicación. Tiene una duración de 18 meses, y participan tres investigadores con grado de Doctor, por parte de la UNSA, así mismo se cuenta con un investigador externo de la Universidad de Valladolid y director del Centro Tecnológico de Valladolid CARTIF.

Palabras clave

ACIDO LEVULINICO, PAJA DE ARROZ, RESIDUOS, EXTRACCIÓN

Problema central

La oportunidad es el empleo de la paja de arroz, que actualmente se quema, para producir ácido levulínico, el cual es considerado como una de las 12 moléculas clave que podrían ayudar a desarrollar un mundo más "verde". En la región Arequipa se cultivan 18 000 ha/año de arroz, produciéndose 172 800 t/año de paja. A nivel nacional se cultivan 396 774 hectáreas de arroz/año. Se producen 3.13 millones de toneladas de arroz, y 2.5 millones de toneladas de paja de arroz. (INEI, 2016) Esta paja puede ser convertida en 451 000 t/año de ácido levulínico. El Perú es un país importador de petróleo y derivados de petróleo (2 557 millones de US$/año). La demanda de crudo en el Perú, en el año 2017 fue 175 mil barriles por día (MBPD), mayor en 29% con respecto al mismo periodo del año 2016. La demanda interna se abasteció principalmente por las importaciones, que representaron el 77% del total de crudo demandado en los primeros cuatro meses del 2017. (Osinergmin, 2018). El petróleo importado puede ser sustituido (parcialmente) por el ácido levulínico producido a partir de paja de arroz. Son 3 las causas principales identificadas: Reducida eficiencia del proceso de producción de ácido levulínico, debido a: Inadecuado conocimiento del pretratamiento químico, Insuficiente conocimiento de hidrólisis ácida y Reducidas pruebas de purificación. Escasa validación del uso de ácido levulínico, Inadecuada sistematización del paquete tecnológico y Reducido empaquetamiento del proceso. Los efectos principales son dos: Degradación del ambiente, debido a: Quemado de la paja de arroz y Uso de combustibles fósiles. Reducción de ingresos de los productores, debido a: Escasa agregación de valor a la paja de arroz y Perdida de oportunidades de negocio. Estos dos efectos unidos, producen una Reducida competitividad de la agricultura peruana.

Hipótesis planteada

Es factible de obtener ácido levulínico a partir de paja de arroz y aplicarlo en producción de crema cosmética y de levulínico de etilo en condiciones de la región Arequipa.

Resultados esperados

Se espera obtener como Resultado el MANUAL DE EXTRACCION DE ACIDO LEVULINO A PARTIR DE LA PAJA DE ARROZ

Además el financiamiento nos permitirá obtener los siguientes resultados:
- 03 Artículos científicos aceptados para publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science (01 artículo publicado por el Investigador Principal y su equipo de co-investigadores, 01 artículo publicado por los investigadores junior y 01 artículo publicado por el investigador de posgrado).
- 02 Estudiantes o egresados UNSA titulados/graduados con la opción de Tesis formato artículos.
- 03 Profesionales Capacitados (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH)
- 02 Ponencias de los resultados intermedios o finales de la investigación presentadas en eventos científicos de nivel internacional o nacional de trascendencia

Impactos esperados

Económicos: el uso del subproducto paja de arroz en lugar de convertirse en un pasivo económico se puede convertir en
un activo económico. Las fuentes de ingresos son dos: la venta del ácido levulínico como producto, y la venta de la
tecnología (know how) para producir el ácido levulínico.
Sociales: Una nueva actividad económica genera nuevos puestos de trabajo, ayudando al desarrollo de los valles de la
Región Arequipa
Ambientales: La quema de paja de arroz genera liberación de CO2 a la atmosfera contribuyendo al calentamiento global,
sin embargo, si se utiliza para la extracción de ácido levulínico se puede reducir 83 millones de toneladas de CO2 (pues
por cada tonelada de Leva, ahorramos 1,2 toneladas en emisiones de CO2). Así mismo el ácido levulínico es un insumo
químico ecológico o verde, para las industrias farmaceútica, alimentaria, agrícola y de biocombustibles; que permitirá
reducir las importaciones de derivados del petróleo y cuidar de nuestros recursos naturales al reducir la contaminación.