L'etanolo da generazione 2ième convertire la cellulosa in zuccheri


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Passa cellulosa a piccole molecole di zucchero

Un team di scienziati del Max Planck di ricerca del carbonio (MPI-KoFo) Mülheim-on-the-Ruhr ha sviluppato un nuovo metodo per la relativa facilità tagliare la cellulosa nei suoi elementi costitutivi, zuccheri. Questo potrebbe aprire la porta alla produzione di materie prime e di biocarburanti da biomassa da legno o scarti vegetali, quindi nessuna concorrenza con il cibo.



Cellulosa, la molecola organica più comune sulla terra, è il componente principale delle cellule vegetali. Come è particolarmente stabile, è stato difficile per scindere il settore nei suoi componenti elementari. Una quantità significativa di energia rimasto inutilizzato pure.

Roberto Rinaldi, Regina Palkovits e Ferdi Schüth MPI-KoFo sono ora in grado di superare questo ostacolo utilizzando un catalizzatore acido solido e di un ambiente ionico. Il processo utilizzato anche per consentire al taglio selettivamente le catene di cellulosa lunghi in piccoli pezzi, nel giro di alcune ore o meno. Inoltre, un vantaggio è che pochi sottoprodotti sorgono, che riduce il rischio di complicazioni per l'ulteriore trattamento. Il catalizzatore può essere recuperato e riutilizzato alla fine della reazione.

In una prima fase, i ricercatori posizionano la molecola di cellulosa in una soluzione ionica. È un sale, liquido a temperatura ambiente, che contiene elementi caricati positivamente e negativamente. "Questo passaggio rende le lunghe catene di cellulosa accessibili per le seguenti reazioni chimiche e la cellulosa può essere attaccata da catalizzatori solidi", spiega Schüth.

Nel frattempo, il team MPI-KoFo ha determinato quali proprietà deve avere un catalizzatore per fendere la cellulosa. Il materiale deve essere acido, cioè dare protoni H +. Deve anche avere una grande superficie e pori della giusta dimensione, perché la cellulosa sciolta nella soluzione ionica è molto viscosa, il che complica il trasporto delle catene al catalizzatore. "Abbiamo scoperto che la resina modificata chimicamente è particolarmente adatta per spaccare la cellulosa legata allo zucchero", afferma Schüth.

Con l'aggiunta di acqua, le catene di zuccheri così abbreviati cadono sul fondo, in modo che sia facile separarle dalla soluzione. I ricercatori quindi filtrano la soluzione e recuperano il catalizzatore. "Al fine di raggiungere finalmente gli elementi costituenti più piccoli della cellulosa, è necessario un ulteriore passaggio attraverso, ad esempio, l'uso di enzimi". Questi tagliano catene corte in molecole di zucchero isolate. Questo processo di "smantellamento" - dalla cellulosa alle molecole di glucosio - è chiamato depolimerizzazione.

Il nuovo metodo consente, tra le altre cose, di tagliare componenti vegetali molto stabili, come la cellulosa microcristallina o persino il legno. "Possiamo dire che, grazie a questo metodo, lo smantellamento del legno in zuccheri è possibile", commenta F. Schüth.

Questo trattamento della cellulosa apre molte strade di applicazioni. Le molecole di zucchero così ottenuti possono essere sottoposti a fermentazione e l'etanolo produce poi come biocarburante senza competere con il cibo. Resti di legno o paglia potrebbero essere utilizzati come materiale di base. Un importante lavoro di sviluppo rimane da effettuare prima di utilizzare questo metodo su larga scala. soluzioni ionici sono particolarmente molto costoso, che richiede l'uso nel ciclo produttivo, e quindi lo sviluppo di un approccio riciclaggio.

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

Fonte: BE Germania


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