Una biorrefinería de circuito cerrado podría reducir drásticamente el costo de los biocombustibles y productos relacionados. En este enfoque, la refinería produce los solventes que necesita, en lugar de "importarlos". Los científicos del Joint BioEnergy Institute están desarrollando un concepto de biorrefinería de circuito cerrado que utiliza lignina de desecho como posible disolvente de proceso. ¿Cómo? Sintetizaron una clase nueva y renovable de disolventes eutécticos profundos. Estos disolventes funcionan bien. Cuando se mezcla con otros líquidos y se utiliza para el pretratamiento de biomasa, estos disolventes liberaron azúcar de materias primas herbáceas para la producción de combustibles y productos químicos.

Los disolventes eutécticos profundos ofrecen una amplia gama de ventajas sobre otras opciones de pretratamiento de biomasa disponibles, como líquidos iónicos. Los disolventes son fáciles de sintetizar debido a la amplia disponibilidad de lignina residual económica. Más lejos, existe un buen potencial para una ampliación significativa del proceso de producción de disolventes. La lignina es un componente importante de la biomasa vegetal. También es una importante corriente de residuos durante el procesamiento de biomasa. Convertir los residuos en un activo convierte a estos disolventes renovables en un nuevo enfoque atractivo para la conversión de biomasa en biocombustibles y productos menos costosos. Más lejos, Los solventes eutécticos profundos ofrecen una alternativa sostenible a los solventes convencionales y líquidos iónicos.

Los solventes eutécticos profundos (DES) representan una nueva clase de solventes renovables derivados de la conversión de compuestos derivados de la lignina. Se encuentra naturalmente en la biomasa lignocelulósica, la lignina representa del 20 al 30 por ciento del peso seco de la biomasa. Con el desarrollo de la producción comercial de biocombustibles y bioproductos, Se prevé que se generará una cantidad significativa de lignina anualmente que debe convertirse en los bioproductos deseados. Por lo tanto, La valorización de la lignina es un tema muy importante que deben abordar los investigadores para permitir el crecimiento de la bioeconomía de EE. UU. Se probaron diez compuestos fenólicos derivados de la lignina como donantes de enlaces de hidrógeno en diversas mezclas con cloruro de colina para sintetizar DES profundos, disolventes que cuando se mezclan tienen una temperatura de fusión más baja que los disolventes individuales.

Después de la selección inicial, el equipo seleccionó y utilizó cuatro DES para el pretratamiento de biomasa de pasto varilla. Los investigadores lavaron la biomasa pretratada para eliminar los posibles efectos inhibidores sobre la hidrólisis enzimática y la fermentación. Un nuevo lote de la mezcla de DES y cloruro de colina dio como resultado un rendimiento de glucosa de aproximadamente el 87 por ciento, mientras que el DES reciclado dio como resultado una disminución de los rendimientos del 78 por ciento y del 70 por ciento para la segunda y tercera rondas, respectivamente. Los procesos de biomasa que utilizan estos DES renovables podrían reducir los costos operativos al lograr una biorrefinería de circuito cerrado que genere los solventes necesarios para el pretratamiento de biomasa a partir del proceso de conversión de biomasa en sí.