La investigación y el desarrollo que se ha generado en torno a las reacciones de derivatización de los residuos lignocelulósicos, para la fabricación de productos innovadores y biodegradables (después de un tiempo razonable de uso), ha presentado un gran avance en la última década. La disponibilidad y volumen de los residuos lignocelulósicos es considerable y el costo de los reactivos químicos mencionados para su derivatización es asequible. Sin embargo, las rutas químicas de derivatización, presentan un común denominador, éstas requieren de temperaturas elevadas y tiempos de contacto largos, así como el uso de disolventes peligrosos que permiten tener una accesibilidad máxima a los grupos hidroxilos de la celulosa, ya que los reactivos químicos para la derivatización tienen un acceso limitado, esto es debido principalmente al alto grado de cristalinidad de la celulosa provocado por los puentes de hidrógeno. El impacto ecológico y el precio de tales disolventes de la celulosa limitan su empleo a una escala de laboratorio y exige que los grupos de investigación desarrollen técnicas alternativas libres de disolventes. Por otro lado, las reacciones de derivatización requieren de catalizadores cuyo impacto sobre el medio ambiente también es considerable._x000D_ Por otro lado, no siempre es necesario aislar la lignina presente en este tipo de residuos para poder acceder a la celulosa, ya que los grupos hidroxilo presentes en la lignina y en las hemicelulosas son más aún reactivos, ya que son más accesibles que los de la celulosa._x000D_ Nuestra hipótesis de trabajo se fundamenta en observaciones hechas con resultados muy prometedores de experimentos entre el anhídrido succínico y un alcohol múltiple como el pentaeritriol (C5O4H12, 4 grupos OH), dicho alcohol presenta baja o nula solubilidad en agua a 22ºC y presenta fuertes interacciones internas del tipo puentes de hidrógeno (similares a los de la celulosa). Se realizó una reacción libre de disolventes con esos dos reactivos en un mortero de laboratorio "una auténtica reacción en fase sólida" similar a las reportadas por Kaupp G, (2005)._x000D_ Consideramos que dichas reacciones de derivatización sobre los grupos hidroxilos de los residuos lignocelulósicos se podrán llevar a cabo en ausencia de tales disolventes tan peligrosos y al mismo tiempo incluiremos en la propuesta el uso de catalizadores básicos de bajo o nulo impacto ambiental. También anticipamos tiempos de contacto muy cortos y temperaturas reacción como la del medio ambiente o moderadas, siempre y cuando se tenga un excelente mezclado mecánico como el que proveerá un extrusor de doble tornillo disponible próximamente en nuestra Facultad._x000D_ Cabe señalar que este equipo fue solicitado y construido en una metalurgia especial para operarse como reactor (extrusión reactiva), por lo que es capaz de transmitir un esfuerzo de corte (cizalla) alto, permitiendo un mezclado/contacto perfecto entre los reactivos, prácticamente a nivel molecular.

Como se puede apreciar en la revisión bibliográfica de la sección anterior, la investigación y el desarrollo que se ha generado en torno a las reacciones de derivatización de los residuos lignocelulósicos, para la fabricación de productos innovadores y biodegradables (después de un tiempo razonable de uso), ha presentado un gran avance en la última década. La disponibilidad y volumen de los residuos lignocelulósicos es considerable y el costo de los reactivos químicos mencionados para su derivatización es asequible. Sin embargo, las rutas químicas mencionadas anteriormente, presentan un común denominador, éstas requieren de temperaturas elevadas y tiempos de contacto largos, así como el uso de disolventes que permitan una accesibilidad máxima a los grupos hidroxilos de la celulosa, ya que los reactivos químicos tienen un acceso limitado debido al alto grado de cristalinidad de la misma. Los puentes de hidrógeno limitan considerablemente la reactividad de la celulosa en ausencia de un método de pretratamiento o de un agente que produzca su hinchamiento o destrucción cristalina, obteniendo la accesibilidad máxima. Por otro lado, no siempre es necesario aislar la lignina para acceder a la celulosa, ya que los grupos hidroxilo presentes en la lignina y en las hemicelulosas de los residuos lignocelulósicos son más reactivos, ya que son más accesibles que los de la celulosa. El impacto ecológico y el precio de tales disolventes limitan su empleo a una escala de laboratorio y exige que los grupos de investigación desarrollen técnicas alternativas libres de disolventes._x000D_ Si se obtiene el apoyo de DGAPA, a través de este proyecto PAPIIT, se podrán implementar protocolos de derivatización totalmente novedosos para funcionalizar los residuos lignocelulósicos, empleando medios de reacción libres de disolventes, para ello, se empleará un EXTRUSOR de doble tornillo, el cual estará disponible para el mes de enero-febrero de 2010, gracias al apoyo otorgado por la Comunidad Europea al proyecto BABETHANOL (SICA, Proyecto Colaborativo, Séptimo Programa Marco), del cual, la Facultad de Química es beneficiaria. Cabe señalar que este equipo fue solicitado y construido en una metalurgia especial para operarse como reactor (extrusión reactiva), por lo que es capaz de transmitir un esfuerzo de corte (cizalla) alto, permitiendo un mezclado/contacto perfecto entre los reactivos, prácticamente a nivel molecular._x000D_ _x000D_ Para llevar a cabo este proyecto, necesitamos adquirir un sistema de caracterización que nos permita determinar de una manera precisa el contenido de lignina (L), hemicelulosa (Hc) y celulosa (C) para la muestra de residuo lignocelulósico a elegir y para la turba, mediante el método reportado por Van Soest y Wine, [4]. El proveedor Perstorp Analytical Ltd., dispone de un sistema llamado Fibertec M2, el cual nos permitiría analizar el contenido de C, L y Hc de una manera muy ágil, ya que cuenta con 4 puertos de tratamiento. Por otra parte, necesitamos montar metodologías analíticas que requieren columnas de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) y de cromatografía de gases (GC), con la finalidad de determinar el contenido de los agentes derivatizantes injertados en las matrices celulares. Necesitamos adquirir los reactivos necesarios para montar la caracterización fisicoquímica de los residuos lignocelulósicos en cuanto a su contenido de C, Hc y L; así como adquirir diversos reactivos químicos para la funcionalización del residuo lignocelulósico elegido y de la turba. Necesitamos una mufla para caracterizar los componentes minerales presentes en las muestras del residuo lignocelulósico y en la turba._x000D_