lignina, utilizzato come risorsa rinnovabile per produrre prodotti di alto valore, ha presentato sfide sia produttive che economiche per le operazioni di bioraffineria.

Però, uno scienziato del Texas A&M AgriLife Research suggerisce l'uso di un metodo di estrazione, più altri processi di raffinazione per produrre più flussi di lignina.

Dottor Joshua Yuan, cattedra di biologia sintetica e prodotti rinnovabili presso la Texas A&M University, ha pubblicato i risultati della sua ricerca in chimica verde , la rivista peer-reviewed della Royal Society of Chemistry.

La bioraffineria sostenibile dipende fortemente dalla generazione di prodotti a valore aggiunto, in particolare dalla lignina. Nonostante notevoli sforzi, la produzione di bioprodotti fungibili della lignina è ancora ostacolata dallo scarso frazionamento e dalla bassa reattività della lignina, secondo l'articolo di giornale, che compare in copertina.

Yuan propone l'uso dell'estrazione selettiva con solventi organici, noto anche come DIVANO, un processo che utilizza condizioni diverse come il pH e la temperatura per derivare la lignina con chimica diversa.

"Questo processo viene utilizzato in modo da poter produrre una varietà di particelle di lignina con caratteristiche diverse, " ha detto. "Ciò consentirà diverse funzionalità. È una considerazione importante per applicazioni come la somministrazione di farmaci e i nanocompositi".

Di conseguenza, Egli ha detto, personalizzare la chimica della lignina utilizzando SOFA fornisce un mezzo sostenibile per migliorare la lignina di basso valore e quindi contribuisce alla redditività delle bioraffinerie.

"La biomassa lignocellulosica può essere utilizzata per produrre biocarburanti di seconda generazione, o biocarburante avanzato, che sarà una soluzione sostenibile e alternativa ai combustibili fossili tradizionali, " Yuan ha detto. "Fondamentalmente, il sorgo e il sorgo erbaceo possono essere coltivati ​​​​per fissare l'anidride carbonica e trasformati in etanolo per il carburante.

"Considerando l'alto rendimento del sorgo energetico, canna energetica e altre materie prime, la produttività per acro è molto più alta dell'etanolo da mais. Ciò ridurrà il bilancio del carbonio e migliorerà la produzione di energia del biocarburante. Per materie prime perenni come erbaccia e canna energetica, promuove anche la conservazione del suolo e dell'acqua, nonché la biodiversità."

Yuan ha detto che il problema è che la lignina è lo spreco in questo processo di bioraffineria, che ha un impatto negativo sull'economia e sulla sostenibilità della bioraffineria. Ha affermato che l'utilizzo della lignina per prodotti di alto valore migliorerà significativamente l'economicità e la sostenibilità della bioraffineria.

"Le nanoparticelle di lignina sono un prodotto di alto valore che potrebbe raggiungere questo obiettivo, quando viene utilizzato per prodotti sfusi come fertilizzanti a lenta cessione, " ha detto. "Un altro aspetto molto importante è che la lignina è generalmente considerata sicura e biocompatibile. E le nanoparticelle di lignina possono essere utilizzate per la somministrazione di farmaci".

Yuan ha detto che una delle sfide più importanti nella bioraffineria, bioraffineria specificamente lignocellulosica, è utilizzare la lignina per prodotti di alto valore, ha detto Yuan.

"La maggior parte dell'attuale configurazione della bioraffineria si concentra sull'etanolo come singolo prodotto, che porta un valore limitato all'output, " disse. "Se guardi alla bioraffineria di etanolo da mais, hanno distillatori cereali e olio di mais come sottoprodotti per aggiungere valore, in modo che la raffineria possa fare soldi. Nello stesso modo, l'industria della bioraffineria del petrolio utilizza ogni bit di materia prima per produrre prodotti diversi (preferibilmente di valore più elevato).

"La bioraffineria lignocellulosica deve utilizzare materie prime complete per produrre prodotti diversi e, se possibile, prodotti di alto valore, per rendere la raffineria economicamente fattibile. Ciò richiede nuovi processi di bioraffineria come SOFA".

Yuan ha detto che una parete cellulare vegetale ha tre componenti principali:cellulosa, emicellulosa e lignina. Sia la cellulosa che l'emicellulosa sono a base di zucchero, e può essere utilizzato per la fermentazione dell'etanolo.

"Ma la lignina è un polimero aromatico, e dobbiamo trovare un buon uso per esso. Questo documento fornisce una delle soluzioni. Il mio laboratorio si è concentrato su questo, e abbiamo sviluppato percorsi per produrre fibra di carbonio di alta qualità, nanoparticelle, modificatore del raccoglitore dell'asfalto, bioplastiche e biodiesel da lignina. Questa ricerca è stata supportata dall'Ufficio per la tecnologia delle bioenergie del Dipartimento di energia".