I ricercatori hanno sviluppato un nuovo processo che potrebbe rendere molto più economico produrre biocarburanti come l'etanolo dai rifiuti vegetali e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.

Il loro approccio, caratterizzato da un solvente a base di sali di ammoniaca che trasforma rapidamente le fibre vegetali in zuccheri necessari per produrre etanolo, funziona bene vicino alla temperatura ambiente, a differenza dei processi convenzionali, secondo uno studio condotto da Rutgers sulla rivista chimica verde .

"Il nostro sistema di pretrattamento può ridurre, fino a 50 volte, l'uso di enzimi per trasformare la cellulosa trattata con solvente (fibra vegetale) in glucosio (uno zucchero) utilizzato per produrre bioprodotti come l'etanolo, " ha detto l'autore principale Shishir P. S. Chundawat, un assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biochimica della School of Engineering della Rutgers University-New Brunswick. "Processi simili potrebbero ridurre notevolmente il costo di produzione di biocarburanti da biomasse di scarto come steli e foglie di mais".

Il solvente può anche estrarre più dell'80% della lignina nei rifiuti vegetali. lignina, che lega e fortifica le fibre vegetali, potrebbe essere utilizzato per aiutare a migliorare le preziose sostanze chimiche aromatiche in futuro, secondo Chundawat. La ricerca ha beneficiato degli sforzi collaborativi e dell'accesso a uno strumento Bio-SANS ad alta tecnologia presso l'Oak Ridge National Laboratory per l'analisi di come i sistemi biologici complessi come i rifiuti vegetali rispondono durante la lavorazione per comprendere meglio come la cellulosa viene dissolta a livello molecolare.

gambi di mais, foglie e altri residui (chiamati corn stufa) e erbaccia, Per esempio, hanno microfibrille di cellulosa ben confezionate, che sono piccoli fili più sottili delle fibre. Le microfibrille sono difficili da scomporre usando enzimi o microbi, rendendo difficile trasformare molti materiali a base vegetale nella biomassa in biocarburanti o sostanze biochimiche. La biomassa include microbi, materiali di origine vegetale o animale utilizzati per la produzione di energia rinnovabile e processi industriali.

Accelerare la conversione della cellulosa in zuccheri come il glucosio con enzimi richiede solventi idonei o pretrattamenti a base di calore e/o chimici. Negli ultimi 150 anni, sono stati esplorati diversi solventi che possono abbattere le fibre di cellulosa. Ma la maggior parte dei solventi rimane costosa o richiede intervalli estremi di pressioni o temperature operative per essere efficace.

Il sistema solvente a base di sali di ammoniaca accelera la conversione della cellulosa in zuccheri mediante enzimi. Può ridurre notevolmente il costo della produzione di biocarburanti perché gli enzimi possono rappresentare circa il 15-20% del costo di produzione di biocarburanti come l'etanolo dalla biomassa.

I prossimi passi saranno l'ottimizzazione del processo di pretrattamento per la biomassa come stufato di mais, rifiuti solidi urbani e colture bioenergetiche come la gramigna e il pioppo che potrebbero essere trasformati in combustibili, sviluppando anche enzimi più robusti per ridurre ulteriormente i costi, secondo Chundawat.