2th Generation Ethanol: Convertirea celulozei în zaharuri

Treceți de la celuloză la molecule mici de zaharuri

O echipă de oameni de știință de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Carbonului (MPI-KoFo) din Mühlheim-sur-la-Ruhr a dezvoltat o nouă metodă care permite descompunerea relativ ușoară a celulozei în blocurile sale, zaharurile. Acest lucru ar putea deschide ușa producției de materii prime și biocombustibili din biomasă obținută din lemn sau deșeuri vegetale, prin urmare fără concurență cu produsele alimentare.

Celuloza, cea mai comună moleculă organică de pe pământ, este componenta principală a celulelor vegetale. Deoarece este deosebit de stabilă, până în prezent a fost dificil pentru industrie să-l scindeze în componentele sale elementare. Astfel, o cantitate semnificativă de energie a rămas nefolosită.

Roberto Rinaldi, Regina Palkovits și Ferdi Schüth de la MPI-KoFo au reușit acum să depășească acest obstacol, folosind un catalizator acid solid și un mediu ionic. Procesul rezultat permite împărțirea selectivă a lanțurilor lungi de celuloză în bucăți mici în câteva ore sau mai puțin. În plus, un avantaj este că apar puține produse secundare, ceea ce reduce riscul de complicații în urma tratamentului. Catalizatorul poate fi recuperat și reutilizat la sfârșitul reacției.

Pentru a citi, de asemenea:  Agrocombustibili sau biocombustibili? Definiție propusă pentru a le distinge

În primul rând, cercetătorii plasează molecula de celuloză într-o soluție ionică. Este o sare, lichidă la temperatura camerei, care conține elemente încărcate pozitiv și negativ. „Acest pas face ca lanțurile lungi de celuloză să fie accesibile pentru următoarele reacții chimice, iar celuloza este astfel atacabilă de catalizatori solizi”, explică F. Schüth.

Între timp, echipa MPI-KoFo a stabilit ce proprietăți trebuie să aibă un catalizator pentru a scinda celuloza. Materialul trebuie să fie acid, adică capabil să dea protoni H +. De asemenea, trebuie să aibă o suprafață mare și pori de dimensiunea potrivită, deoarece celuloza dizolvată în soluția ionică este foarte vâscoasă, ceea ce complică transportul lanțurilor către catalizator. „Am descoperit că rășina modificată chimic este deosebit de potrivită pentru scindarea legăturilor de zahăr ale celulozei”, continuă Ferdi Schüth.

Odată cu adăugarea de apă, lanțurile de zahăr astfel scurtate se scufundă la fund, astfel încât să fie ușor să le separați de soluție. Cercetătorii filtrează apoi soluția și recuperează catalizatorul. "Pentru a realiza în cele din urmă cele mai mici blocuri de celuloză, este necesar un pas suplimentar prin, de exemplu, utilizarea enzimelor." Acestea taie lanțurile scurte în molecule de zahăr izolate. Acest proces de „descompunere” - de la celuloză la molecule de glucoză - se numește depolimerizare.

Pentru a citi, de asemenea:  Cultivarea și randamentul Miscanthus de către Bical

Noua metodă permite, printre altele, tăierea componentelor vegetale foarte stabile, cum ar fi celuloza micro-cristalină sau chiar lemnul. „Putem spune astfel că, datorită acestei metode, este posibilă dezmembrarea lemnului în zaharuri”, comentează F. Schüth.

Acest tratament cu celuloză deschide multe căi de aplicare. Moleculele de zahăr astfel obținute ar putea fi supuse fermentării alcoolice și etanolul produs apoi ca biocombustibil, fără a concura cu produsele alimentare. Resturi de lemn sau paie ar putea fi utilizate ca material de bază. Cu toate acestea, rămâne de făcut o muncă semnificativă de dezvoltare înainte de a utiliza această metodă pe scară largă. Soluțiile ionice sunt în special foarte scumpe, ceea ce necesită reutilizarea lor în ciclul de producție și, prin urmare, dezvoltarea unei abordări de reciclare.

Ferdi Schüth - Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mühlheim an der Ruhr - tel: +49 208 306 2373 - e-mail: schueth@mpi-muehlheim.mpg.de

Pentru a citi, de asemenea:  Industria de recuperare a lemnului: nou proces de dizolvare

Sursa: BE Germania

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *