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Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Investigadores/as Institucionales

Moreno, JAutor (correspondencia)Iglesias, JAutor o CoautorBlanco, JAutor o CoautorMontero, MAutor o CoautorMorales, GAutor o CoautorMelero, JaAutor o Coautor

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27 de septiembre de 2022
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Artículo
No

Life-cycle sustainability of biomass-derived sorbitol: Proposing technological alternatives for improving the environmental profile of a bio-refinery platform molecule

Publicado en: Journal Of Cleaner Production. 250 (119568): 119568- - 2020-03-20 250(119568), DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.119568

Autores:

Moreno, Jovita; Iglesias, Jose; Blanco, Jorge; Montero, Miguel; Morales, Gabriel; Melero, Juan A
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Afiliaciones

Univ Rey Juan Carlos, Chem & Environm Engn Grp, Tulipan S-N, Madrid 28933, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Improving the environmental performance of the industrial processes for the production of biomass-derived platform molecules is nowadays mandatory to achieve real sustainable bio-refineries. In this work, the sorbitol production starting from corn starch has been evaluated using a cradle-to-gate life cycle assessment (LCA) approach. The objective is figuring out the most impacting operations from an energy and environmental point of view and proposing ways for improving them. Two different alternatives for the production of the starting glucose, enzymatic and acid hydrolysis of corn starch, were studied for the first step. In a second stage, a plant for glucose hydrogenation based on a continuous fixed-bed reactor loaded with Raney nickel has also been considered. Finally, the different stages were integrated into a global process to quantify total environmental impacts. All the stages were implemented in Aspen Plus V10 for variables calculation to get the necessary information for process life cycle inventory. Results revealed that the acid hydrolysis is a better alternative for glucose production, mainly due to its lower energy requirements in comparison with the enzymatic pathway. In the second step, the hydrogenation of glucose, the purification of sorbitol and the compression of hydrogen provided important environmental impacts because of their high consumption of both electricity and heat. Analysis of the integrated process evidence that glucose involves an important relative contribution, higher than 60%, to all of the environmental impact categories. Interestingly, including biogenic carbon for calculations makes that CO2 fixed during corn cultivation almost compensates the emissions of the rest of the process steps, highlighting the importance of using autotrophic biomass as raw materials. Finally, based on these LCA results, technological alternatives for improving sorbitol environmental performance have been proposed and detailed. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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Palabras clave

AlcoholsBiomassCatalystsChemical reactorsCornEnergyEnvironmental impactEnvironmental impactsEnvironmental managementEnvironmental performanceEnvironmental profileEnzymatic hydrolysisGlucoseGlucose hydrogenationGlucose-productionHydrogenationLcaLife cycleLife cycle assessment (lca)MoleculesProcess life cyclesRelative contributionResponsible consumption and productionSorbitolSorbitol productionStarchSugarsSustainabilitySustainable developmentTechnological alternativesTransfer hydrogenationTransformation

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal Of Cleaner Production debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2020, se encontraba en la posición 3/44, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Green & Sustainable Science & Technology. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 13 Nov 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2026-02-07, el siguiente número de citas:

  • WoS: 26
  • Scopus: 29
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-02-07:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 108 (PlumX).
Siguiendo con el impacto social del trabajo, es importante enfatizar el hecho de que, por su contenido, puede ser asignado a la línea de interés del ODS 12 - Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles, con una probabilidad del 59% según el algoritmo mBERT desarrollado por Aurora University.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Moreno Vozmediano, Jovita) y Último Autor (Melero Hernández, Juan Antonio).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Moreno Vozmediano, Jovita.

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Objetivos del proyecto

La aportación persigue los siguientes objetivos: analizar la producción de sorbitol a partir del almidón de maíz mediante una evaluación del ciclo de vida (LCA) cradle-to-gate; evaluar las operaciones con mayor impacto energético y ambiental en el proceso; comparar dos alternativas para la producción de glucosa inicial, la hidrólisis enzimática y la ácida; caracterizar el proceso de hidrogenación de glucosa en reactor continuo con níquel Raney; integrar las etapas en un proceso global para cuantificar impactos ambientales totales; y proponer alternativas tecnológicas basadas en los resultados del LCA para mejorar el perfil ambiental del sorbitol como molécula plataforma en biorrefinerías sostenibles.
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Resultados más relevantes

El estudio evaluó la sostenibilidad del ciclo de vida de la producción de sorbitol a partir de almidón de maíz mediante un análisis de ciclo de vida cradle-to-gate. Los resultados más relevantes son: (1) la hidrólisis ácida del almidón presenta menores requerimientos energéticos que la hidrólisis enzimática para la producción de glucosa; (2) la hidrogenación de glucosa, la purificación del sorbitol y la compresión de hidrógeno generan impactos ambientales significativos debido a su elevado consumo de electricidad y calor; (3) la glucosa contribuye con más del 60% a todas las categorías de impacto ambiental del proceso integrado; (4) al incluir el carbono biogénico, el CO2 fijado durante el cultivo del maíz compensa casi por completo las emisiones de las demás etapas del proceso.
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Reconocimientos ligados al ítem

Financial support from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (project RTI2018-094918-B-C4), and from the Regional Government of Madrid (project BIOTRES-CM P2018/EMT-4344) is gratefully acknowledged. J. Blanco kindly acknowledges the Regional Government of Madrid for a research contract (PEJD-2017-PRE/AMB-4510) funded through the European Social Fund.
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