El reciclaje de residuos de los sectores agrícola e industrial resulta atractivo debido a la creciente preocupación por el medio ambiente. En general, la mayoría de los residuos del sector agrícola son materiales lignocelulósicos, considerados el futuro de los materiales no alimentarios. Se componen principalmente de tres polímeros naturales: lignina, celulosa y hemicelulosa. Entre estos, la celulosa es la más abundante en forma de microfibrillas y es reconocida por su capacidad de renovación, biocompatibilidad y biodegradabilidad. Por lo tanto, la celulosa se ha extraído de diversas biomasas residuales para diversas aplicaciones, como las industrias del papel, los materiales de construcción, la automoción, los textiles, la alimentación y el embalaje.

Los métodos de extracción de celulosa incluyen métodos químicos, biológicos, hidrotérmicos y asistidos por microondas (MW), todos con el objetivo de eliminar las hemicelulosas y la lignina de las materias primas de biomasa. El método de extracción de celulosa de estos materiales también debe cumplir con las normas ambientales para alinearse con las preocupaciones ambientales relacionadas con el uso de materiales naturales (residuos agrícolas).

El método hidrotermal se reconoce como un proceso respetuoso con el medio ambiente, por lo que es adecuado para el propósito mencionado. Utiliza una solución acuosa como sistema de reacción dentro de un recipiente cerrado y crea condiciones especiales de alta temperatura y alta presión. Como resultado, se utiliza menos o ningún producto químico en el proceso hidrotermal.

El bagazo de caña de azúcar (SCB), un material de desecho fibroso con un alto contenido de celulosa (40-50 %), residuo orgánico generado durante la producción de azúcar y etanol y es una fuente potencial de biomasa con un alto contenido de celulosa. 

Tailandia es el cuarto mayor productor de caña de azúcar del mundo, con una producción anual de hasta 134,9 millones de toneladas (temporada de molienda 2017/18). Por lo tanto, anualmente se genera una gran cantidad de bagazo de caña de azúcar y puede causar un impacto ambiental si se gestiona de forma inadecuada, como por ejemplo mediante la quema, lo que conduce a la contaminación por polvo, la contaminación de las aguas subterráneas y las emisiones de gases de efecto invernadero. 

Por lo tanto, la extracción hidrotérmica de celulosa del SCB puede ser un método atractivo para la gestión de residuos de SCB debido a su menor impacto ambiental y rentabilidad en comparación con otros métodos respetuosos con el medio ambiente, como la explosión de vapor y la impregnación de CO 2.

En el estudio, se extrajo celulosa del SCB mediante un método hidrotérmico con varios tipos de solventes, tras lo cual los materiales extraídos se utilizaron para la producción de envases para alimentos. Se incluyeron un solvente alcalino (hidróxido de sodio [NaOH]) y ácidos orgánicos (ácido cítrico y ácido fórmico) como solventes extractivos en dos concentraciones diferentes (0,25 M y 2,0 M). La extracción hidrotérmica con el solvente alcalino demostró mayores capacidades de extracción de celulosa (67,7-74,0 %) que aquellas con los ácidos (52,5-57,3 %). El uso de una baja concentración de álcali en la extracción hidrotérmica (H-NaOH_low) demostró una capacidad de extracción de celulosa cercana a la del uso de una alta concentración de álcali en el método de ebullición convencional (B-NaOH_high): 67,7 % y 70,5 %, respectivamente. Además, la celulosa extraída con H-NaOH_low presentó mejores propiedades mecánicas que la obtenida con B-NaOH high, probablemente debido a la menor cantidad de fibras defectuosas en la primera. Una alta concentración de álcali provocó reacciones vigorosas que dañaron las fibras de celulosa. Por lo tanto, la extracción hidrotérmica ofrece la ventaja de utilizar menos productos químicos, lo que se traduce en un menor impacto ambiental. Además, las fibras H-NaOH_low se emplearon en la producción de envases para alimentos, y se observó que el producto obtenido posee excelentes propiedades, comparables a las de los envases comerciales.