Lignina, utilizado como recurso renovable para producir productos de alto valor, ha presentado desafíos productivos y económicos para las operaciones de biorrefinería.

Sin embargo, un científico de Texas A&M AgriLife Research sugiere el uso de un método de extracción, además de otros procesos de refinado para producir múltiples corrientes de lignina.

Dr. Joshua Yuan, presidente de Biología Sintética y Productos Renovables en Texas A&M University, ha publicado los resultados de su investigación en Química verde , la revista revisada por pares de la Royal Society of Chemistry.

La biorrefinería sostenible depende en gran medida de la generación de productos de valor agregado, particularmente de lignina. A pesar de los considerables esfuerzos, la producción de bioproductos fungibles de lignina todavía se ve obstaculizada por el escaso fraccionamiento y la baja reactividad de la lignina, según el artículo de la revista, que aparece en la portada.

Yuan propone el uso de extracción selectiva con solventes orgánicos, también conocido como SOFA, un proceso que utiliza diferentes condiciones como el pH y la temperatura para derivar lignina con diferente química.

"Este proceso se utiliza para producir una variedad de partículas de lignina con diferentes características, ", dijo." Esto permitirá una funcionalidad diferente. Es una consideración importante para aplicaciones como la administración de fármacos y los nanocompuestos ".

Como resultado, él dijo, Adaptar la química de la lignina utilizando SOFA proporciona un medio sostenible para mejorar la lignina de bajo valor y, por lo tanto, contribuye a la rentabilidad de las biorrefinerías.

"La biomasa lignocelulósica se puede utilizar para producir biocombustible de segunda generación, o biocombustible avanzado, que será una solución alternativa y sostenible a los combustibles fósiles tradicionales, "Yuan dijo." Básicamente, El sorgo parecido a la hierba y la hierba varilla pueden cultivarse para fijar dióxido de carbono y procesarse en etanol como combustible.

"Considerando el alto rendimiento energético del sorgo, caña de energía y otras materias primas, la productividad por acre es mucho mayor que la del etanol de maíz. Esto reducirá el balance de carbono y mejorará la producción de energía del biocombustible. Para materias primas perennes como pasto varilla y caña de energía, también promueve la conservación del suelo y el agua, así como la biodiversidad ".

Yuan dijo que el problema es que la lignina es el desperdicio en este proceso de biorrefinería, lo que impacta negativamente en la economía y la sostenibilidad de la biorrefinería. Dijo que la utilización de lignina para productos de alto valor mejorará significativamente la rentabilidad y la sostenibilidad de la biorrefinería.

"La nanopartícula de lignina es un producto de alto valor que podría lograrlo, cuando se utiliza para productos a granel como fertilizantes de liberación lenta, ", dijo." Otro aspecto muy importante es que la lignina generalmente se considera segura y biocompatible. Y las nanopartículas de lignina se pueden utilizar para la administración de fármacos ".

Yuan dijo que uno de los desafíos más importantes en la biorrefinería, específicamente biorrefinería lignocelulósica, es utilizar lignina para productos de alto valor, Dijo Yuan.

"La mayor parte de la configuración actual de la biorrefinería se centra en el etanol como producto único, que aporta un valor limitado a la salida, ", dijo." Si miras la biorrefinería de etanol de maíz, tienen granos de destilería y aceite de maíz como subproductos para agregar valor, para que la refinería pueda ganar dinero. Del mismo modo, la industria de la biorrefinería de petróleo utiliza cada pedacito de materia prima para producir productos diferentes (preferiblemente de mayor valor).

"La biorrefinería lignocelulósica necesita utilizar materia prima completa para producir diferentes productos y, si es posible, productos de alto valor, para hacer económicamente viable la refinería. Esto requiere nuevos procesos de biorrefinería como SOFA ".

Yuan dijo que una pared celular vegetal tiene tres componentes principales:celulosa, hemicelulosa y lignina. Tanto la celulosa como la hemicelulosa son a base de azúcar, y se puede utilizar para la fermentación de etanol.

"Pero la lignina es un polímero aromático, y necesitamos darle un buen uso. Este documento proporciona una de las soluciones. Mi laboratorio se ha centrado en esto, y hemos desarrollado rutas para producir fibra de carbono de alta calidad, nanopartículas, modificador de aglutinante de asfalto, bioplásticos y biodiésel a partir de lignina. Esta investigación fue apoyada por la Oficina de Tecnología de Bioenergía del Departamento de Energía ".