Cuando se trata de producir combustible a partir de plantas, el primer paso siempre ha sido el más difícil: descomponer la materia vegetal.Un nuevo estudio encuentra que la introducción de una sustancia química simple y renovable en el paso de pretratamiento puede finalmente hacer que la producción de biocombustibles de próxima generación sea rentable y neutra en carbono.

Para que los biocombustibles compitan con el petróleo, las operaciones de biorrefinería deben diseñarse para utilizar mejorlignina.La lignina es uno de los componentes principales de las paredes celulares vegetales.Proporciona a las plantas una mayor integridad estructural y resistencia a los ataques microbianos.Sin embargo, estas propiedades naturales de la lignina también dificultan su extracción y utilización de la materia vegetal, también conocida como biomasa.

"La utilización de lignina es la puerta de entrada para producir lo que se desea a partir de biomasa de la forma más económica y respetuosa con el medio ambiente posible", afirmó Charles Cai, profesor asociado de investigación de UC Riverside."Diseñar un proceso que pueda utilizar mejor tanto la lignina como los azúcares que se encuentran en la biomasa es uno de los desafíos técnicos más apasionantes en este campo".

Para superar el obstáculo de la lignina, Cai inventó CELF, que significa fraccionamiento lignocelulósico mejorado con cosolvente.Se trata de una innovadora tecnología de pretratamiento de biomasa.

"CELF utiliza tetrahidrofurano o THF para complementar el agua y diluir el ácido durante el pretratamiento de la biomasa. Mejora la eficiencia general y añade capacidades de extracción de lignina", afirmó Cai."Lo mejor de todo es que el propio THF se puede producir a partir de azúcares de biomasa".

Un hitopapelpublicado enEnergía y ciencias ambientalesdetalla el grado en que una biorrefinería CELF ofrece beneficios económicos y ambientales sobre los combustibles a base de petróleo y los anteriores.biocombustiblemétodos de producción.

El artículo es una colaboración entre el equipo de investigación de Cai en la UCR, el Centro de Innovación en Bioenergía administrado por los Laboratorios Nacionales de Oak Ridge y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable.En él, los investigadores consideran dos variables principales: qué tipo de biomasa es la más ideal y qué hacer con la lignina una vez extraída.

Las operaciones de biocombustibles de primera generación utilizan cultivos alimentarios como maíz, soja y caña de azúcar como materias primas o materias primas.Debido a que estas materias primas desvían tierra y agua de la producción de alimentos, utilizarlas para biocombustibles no es lo ideal.

Las operaciones de segunda generación utilizan biomasa vegetal no comestible como materia prima.Un ejemplo de materias primas de biomasa incluye los residuos de madera de las operaciones de molienda, el bagazo de la caña de azúcar o los rastrojos de maíz, todos los cuales son abundantes subproductos de bajo costo de las operaciones forestales y agrícolas.

Según el Departamento de Energía, hasta unmil millones de toneladasPor año, se podría disponer de biomasa para la fabricación de biocombustibles y bioproductos sólo en Estados Unidos, capaz de desplazar el 30% de nuestro consumo de petróleo y al mismo tiempo crear nuevos empleos nacionales.

Debido a que una biorrefinería CELF puede utilizar más plenamente la materia vegetal que los métodos anteriores de segunda generación, los investigadores descubrieron que una materia prima más pesada y densa como la madera dura del álamo es preferible a los rastrojos de maíz menos densos en carbono para producir mayores beneficios económicos y ambientales.