Biomassa lignocelulósica
Lignocelulosa es referix a la matèria seca vegetal (biomassa), cridada biomassa lignocelulósica. És la matèria primera més abundant disponible en la Terra per a la producció de biocombustibles, principalment bioetanol. Està compost per polímero de carbohidrats (celulosa, hemicelulosa) i un polímero aromàtic (lignina). Estos polímero de carbohidrats contenen diferents monòmers de sucre (sis i cinc sucres de carbono) i estan estretament lligats a la lignina. La biomassa lignocelulósica pot classificar-se àmpliament en biomassa verge, biomassa residual i cultius energètics. La biomassa verge inclou totes les plantes terrestres naturals, com a arbres, arbustos i pastures. La biomassa residual es produïx com un subproducte de baix valor de diversos sectors industrials com l'agricultura (restants de dacsa, bagazo de canya de sucre, palla, etc.) i la silvicultura (descartes d'aserraderos i fàbriques de paper). Els cultius energètics són cultius en alt rendiment de biomassa lignocelulósica produïda per a servir com a matèria primera per a la producció de biocombustibles de segona generació; els eixemples inclouen herba de canvi (Panicum virgatum) i herba d'elefant.
Cultius energètics dedicats
[editar | editar còdic]Molts cultius són d'interés per la seua capacitat per a proporcionar alts rendiments de biomassa i poden collir-se vàries voltes a l'any. Estos inclouen els arbres d'àlber i Miscanthus giganteus. El principal cultiu energètic és la canya de sucre, que és una font de sacarosa fàcilment fermentable i del bagazo de subproducte lignocelulósico.
Aplicació
[editar | editar còdic]Indústria de polpa i paper
[editar | editar còdic]La biomassa lignocelulósica és la matèria primera per a l'indústria de la celulosa i el paper. Esta indústria d'us intensiu d'energia se centra en la separació de la lignina i les fraccions celulósicas de la biomassa.
Biocombustibles
[editar | editar còdic]La biomassa lignocelulósica, en forma de combustible de fusta, té una llarga història com a font d'energia. Des de mediats de el XX, l'interés de la biomassa com a precursor de els combustibles líquits ha aumentat. Per a ser específics, la fermentació de biomassa lignocelulósica a etanol[1] és una ruta atractiva als combustibles que complementa els combustibles fòssils. La biomassa és una font d'energia neutra en carbono: ya que prové de les plantes, la combustió d'etanol lignocelulósico no produïx diòxit de carbono net en l'atmòsfera terrestre. A banda de l'etanol, molts atres combustibles derivats de lignocelulosa són d'interés potencial, incloent butanol, dimetilfurano i gamma-valerolactona.[2]
Una barrera per a la producció d'etanol a partir de biomassa és que els sucres necessaris per a la fermentació estan atrapats dins de la lignocelulosa. La lignocelulosa ha evolucionat per a resistir la degradació i per a conferir estabilitat hidrolítica i robustea estructural a les parets celulars de les plantes. Esta robustea o "recalcitancia" és atribuible a la reticulación entre els polisacàrits (celulosa i hemicelulosa) i la lignina a través d'enllaces éster i éter.[3] Els enllaces éster sorgixen entre els sucres oxidados, els àcits urónicos i les funcionalitats de fenol i fenilpropanoles de la lignina. Per a extraure els sucres fermentables, primer es deu desconectar les celulosa de la lignina i després usar métodos àcits o enzimàtics para hidrolizar les celulosa recent lliberades per a descompondre-les en monosacàrits simples. Un atre desafiu per a la fermentació de biomassa és l'alt percentage de pentosa en la hemicelulosa, com la xilosa o el sucre de la fusta. A diferència de les hexosa, com la glucosa, les pentosa són difícils de fermentar. Els problemes presentats per les fraccions d'lignina i hemicelulosa són el foc de molta investigació contemporànea.
Un gran sector d'investigació sobre l'explotació de la biomassa lignocelulósica com a matèria primera per al bioetanol se centra especialment en el fongo Trichoderma reesei, conegut per les seues capacitats celulolíticas. S'estan explorant múltiples vies, inclós el disseny d'un còctel optimisat de celulasas i hemicelulasas aïllades de T. reesei, aixina com la millora del cep basat en ingenieria genètica per a permetre que el fongo es coloque simplement en presència de biomassa lignocelulósica i descomponga la matèria en monòmers D -glucosa.[4] Els métodos de millora del cep han dut a ceps capaços de produir significativament més celulasas que l'aïllat original de QM6a; se sap que certs ceps industrials produïxen fins a 100 g de celulasa per litro de fongo[5] lo que permet l'extracció màxima de sucres de la biomassa lignocelulósica. Estos sucres es poden fermentar, lo que du al bioetanol.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Annual Review of Plant Biology.60(1)
- 165–182.doi:10.1146/annurev.arplant.043008.092125.
- ↑ Barbara A. Tokay "Biomass Chemicals" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a04_099
- ↑ U.S. Department of Energy Office of Science. «Breaking the Biological Barriers to Cellulosic Ethanol: A Joint Research Agenda. Report from the December 2005 Workshop» (PDF). Archivat des d'el original, el 7 de febrer de 2017. Consultat el 30 de maig de 2019.
- ↑ Monot. «Biofuels turn to fungus - Interview with Frédéric Monot and Antoine Margeot, Applied Chemistry and Physical Chemistry Division at IFPEN». IFP Energies nouvelles. Archivat des d'el original, el 6 de decembre de 2017. Consultat el July 2015.
- ↑ Seiboth, Bernhard; Ivanova, {{{nom2}}}; Seidl-Seiboth, Verena (15 de setembre de 2011). «Chapter 13: Trichoderma reesei: A Fungal Enzyme Producer for Cellulosic Biofuels», Dos Sants Bernardes (ed.). Biofuel Production-Recent Developments and Prospects, InTech, pp. 321. doi:10.5772/16848. ISBN 978-953-307-478-8.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Biomasa lignocelulósica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.