Los investigadores han desarrollado un nuevo proceso que podría abaratar mucho la producción de biocombustibles como el etanol a partir de residuos vegetales y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.

Su enfoque con un disolvente a base de sal de amoniaco que convierte rápidamente las fibras vegetales en azúcares necesarios para producir etanol, funciona bien cerca de la temperatura ambiente, a diferencia de los procesos convencionales, según un estudio dirigido por Rutgers en la revista Química verde .

"Nuestro sistema de pretratamiento puede reducir, hasta 50 veces, el uso de enzimas para convertir la celulosa (fibra vegetal) tratada con solvente en glucosa (un azúcar) que se utiliza para fabricar bioproductos como el etanol, "dijo el autor principal Shishir P. S. Chundawat, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Rutgers-New Brunswick. "Procesos similares podrían reducir en gran medida el costo de producir biocombustibles a partir de biomasa residual como tallos y hojas de maíz".

El solvente también puede extraer más del 80 por ciento de la lignina en los desechos vegetales. Lignina, que une y fortalece las fibras vegetales, podría utilizarse para ayudar a mejorar los productos químicos aromáticos valiosos en el futuro, según Chundawat. La investigación se benefició de los esfuerzos de colaboración y el acceso a un instrumento Bio-SANS de alta tecnología en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para analizar cómo los sistemas biológicos complejos como los desechos vegetales responden durante el procesamiento para comprender mejor cómo se disuelve la celulosa a nivel molecular.

Tallos de maiz, hojas y otros residuos (llamado rastrojo de maíz) y pasto varilla, por ejemplo, tienen microfibrillas de celulosa compactas, que son hebras diminutas más delgadas que las fibras. Las microfibrillas son difíciles de descomponer utilizando enzimas o microbios, lo que dificulta convertir muchos materiales de origen vegetal en biomasa en biocombustibles o bioquímicos. La biomasa incluye microbianos, materiales de origen vegetal o animal utilizados para la producción de energía renovable y los procesos industriales.

Acelerar la conversión de celulosa en azúcares como glucosa con enzimas requiere solventes adecuados o pretratamientos basados ​​en calor y / o químicos. En los últimos 150 años, Se han explorado varios disolventes que pueden degradar las fibras de celulosa. Pero la mayoría de los solventes siguen siendo costosos o requieren rangos extremos de presiones o temperaturas operativas para ser efectivos.

El sistema de disolventes a base de sal de amoniaco acelera la conversión de celulosa en azúcares utilizando enzimas. Puede reducir en gran medida el costo de producción de biocombustibles porque las enzimas pueden representar entre el 15 y el 20 por ciento del costo de producir biocombustibles como el etanol a partir de biomasa.

Los próximos pasos serán optimizar el proceso de pretratamiento para biomasa como rastrojo de maíz, Residuos sólidos municipales y cultivos bioenergéticos como el pasto varilla y el álamo que podrían convertirse en combustibles. al mismo tiempo que desarrolla enzimas más robustas para reducir aún más los costos, según Chundawat.