Etanol 2G, lignina y derivados de celulosa

Las materias primas celulósicas son más difíciles de descomponer en azúcares fermentables que el almidón y las materias primas a base de azúcar. La conversión bioquímica celulósica (tecnología de bioetanol de 2a generación (2G)) requiere por tanto, pasos adicionales para los tratamientos estándares: pretratamiento de biomasa e hidrólisis de celulosa.

Para descomponer la celulosa (la principal fuente de azúcar en la biomasa fibrosa) las hemicelulosas y lignina que rodean la celulosa en una vaina protectora necesitan ser cortadas. El enfoque general para la conversión de material celulósico en Etanol es el pretratamiento para abrir la biomasa a las enzimas, hidrólisis enzimática de biomasa y fermentación de azúcares seguido de la recuperación y purificación de etanol, así como el procesamiento de residuos.

Los ácidos pueden descomponer las cadenas largas en hemicelulosas y celulosas para liberar los azúcares contenidos en estos materiales a través de reacciones de hidrólisis. Gracias a su alta especificidad, las enzimas conocidas como celulasa pueden lograr mayores rendimientos de glucosa de celulosa y a menudo son las más utilizadas.

Para sobrevivir en la naturaleza, la biomasa celulósica ha desarrollado una estructura resistente el ataque enzimático; por tanto, la celulosa debe pre-tratarse previamente para exponer mejor a las enzimas.

A lo largo de los años, se han experimentado pretratamientos biológicos, químicos, mecánicos, físicos y térmicos, pero actualmente, sólo los métodos que tratan la biomasa a temperaturas en torno a los 80 – 200 ºC con uno o más productos químicos han sido capaces de obtener altos rendimientos de azúcar, esencial para la viabilidad económica.

Las principales opciones de pretratamiento de productos termoquímicos incluyen el ácido sulfúrico diluido, la expansión de fibra con amoníaco (AFEX), pH neutro y cal. La elección depende de muchos factores, incluyendo la naturaleza del sustrato, enzimas y organismos y otros detalles del proceso.

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