Etanol z pokolenia 2ième konwersji celulozy do cukrów

Przejdź celulozę małych cząsteczek cukru

Zespół naukowców z Instytutu Badań Węgla im. Maxa Plancka (MPI-KoFo) w Mühlheim-sur-la-Ruhr opracował nową metodę umożliwiającą stosunkowo łatwe cięcie celulozy w jej składniki, cukry. Może to otworzyć drzwi do produkcji surowców i biopaliw z biomasy z drewna lub odpadów roślinnych, a zatem bez konkurencji z produktami spożywczymi.

Celuloza, najczęstsza organiczna cząsteczka na ziemi, jest głównym składnikiem komórek roślinnych. Ponieważ jest szczególnie stabilny, do tej pory przemysłowi trudno było podzielić go na podstawowe elementy. Znaczna ilość energii pozostała więc niewykorzystana.

Roberto Rinaldi, Regina Palkovits i Ferdi Schüth z MPI-KoFo zdołali pokonać tę przeszkodę, stosując kwaśny stały katalizator i ośrodek jonowy. Tak opracowany proces umożliwia selektywne dzielenie długich łańcuchów celulozy na małe kawałki, w ciągu kilku godzin lub mniej. Ponadto zaletą jest to, że pojawia się niewiele produktów ubocznych, co zmniejsza ryzyko powikłań w trakcie leczenia. Katalizator można odzyskać i ponownie wykorzystać pod koniec reakcji.

Po pierwsze, naukowcy umieszczają cząsteczkę celulozy w roztworze jonowym. Jest to sól, ciecz w temperaturze pokojowej, która zawiera dodatnio i ujemnie naładowane pierwiastki. „Ten etap sprawia, że ​​długie łańcuchy celulozy są dostępne dla następujących reakcji chemicznych, a zatem celuloza jest podatna na działanie stałych katalizatorów”, wyjaśnia F. Schüth.

Czytaj także: Analiza spalania kotłów na drewno i biomasę

Tymczasem zespół MPI-KoFo określił, jakie właściwości musi mieć katalizator, aby rozszczepić celulozę. Materiał musi być kwasowy, to znaczy być w stanie dać protony H +. Musi także mieć dużą powierzchnię i pory o odpowiedniej wielkości, ponieważ celuloza rozpuszczona w roztworze jonowym jest bardzo lepka, co komplikuje transport łańcuchów do katalizatora. „Odkryliśmy, że chemicznie modyfikowana żywica jest szczególnie odpowiednia do odrywania wiązań celulozy na bazie cukru”, kontynuuje Ferdi Schüth.

Dzięki dodaniu wody skrócone łańcuchy cukrowe opadają na dno, dzięki czemu łatwo je oddzielić od roztworu. Następnie naukowcy filtrują roztwór i odzyskują katalizator. „Aby ostatecznie dotrzeć do najmniejszych składników celulozy, konieczny jest dodatkowy etap, na przykład poprzez zastosowanie enzymów”. Tną one krótkie łańcuchy na wyizolowane cząsteczki cukru. Ten proces „demontażu” - od celulozy do cząsteczek glukozy - nazywa się depolimeryzacją.

Czytaj także: biopaliw drugiej generacji 2ieme

Nowa metoda umożliwia między innymi cięcie bardzo stabilnych składników roślinnych, takich jak celuloza mikrokrystaliczna, a nawet drewno. "Można powiedzieć, że dzięki tej metodzie możliwa jest demontaż drewna w cukry", komentuje F. Schüth.

Ten zabieg celulozowy otwiera wiele możliwości zastosowania. Tak otrzymane cząsteczki cukru można poddać fermentacji alkoholowej, a etanol następnie wyprodukować jako biopaliwo, bez konkurowania z produktami spożywczymi. Resztki drewna lub słomy można wykorzystać jako materiał podstawowy. Przed zastosowaniem tej metody na dużą skalę pozostaje wiele do zrobienia. Rozwiązania jonowe są szczególnie bardzo drogie, co wymaga ich ponownego użycia w cyklu produkcyjnym, a zatem opracowania podejścia do recyklingu.

Ferdi Schüth - Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mühlheim an der Ruhr - tel: +49 208 306 2373 - email: schueth@mpi-muehlheim.mpg.de

Czytaj także: Norma ISO 13065 dla bioenergii

Źródło: BE Niemcy

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *