Etanol a partir de la generación de 2ième convertir la celulosa en azúcares


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Saltar de celulosa a las pequeñas moléculas de azúcar

Un equipo de científicos del Max Planck de Investigación del carbono (MPI-KoFo) Mülheim-on-the-Ruhr ha desarrollado un nuevo método para cortar relativamente fácil la celulosa en sus elementos constitutivos, los azúcares. Esto podría abrir la puerta a la producción de materias primas y de biocombustibles a partir de biomasa de madera o residuos de plantas, así que no hay competencia con los alimentos.



La celulosa, la molécula orgánica más común en la tierra, es el componente principal de las células vegetales. Como es particularmente estable, ha sido difícil para escindir la industria en sus componentes elementales. Una cantidad significativa de energía no utilizada se mantuvo así.

Roberto Rinaldi, Regina Palkovits y Ferdi Schüth MPI-KoFo ahora son capaces de superar este obstáculo mediante el uso de un catalizador ácido sólido y un ambiente iónico. El proceso utilizado también para permitir a cortar selectivamente las cadenas largas de celulosa en trozos pequeños, en el espacio de unas pocas horas o menos. Además, una ventaja es que pocos subproductos surgen, lo que reduce el riesgo de complicaciones en el tratamiento ulterior. El catalizador puede ser recuperado y reutilizado al final de la reacción.

En un primer paso, los investigadores colocan la molécula de celulosa en una solución iónica. Es una sal, líquida a temperatura ambiente, que contiene elementos con carga positiva y negativa. "Este paso hace accesibles las largas cadenas de celulosa para las siguientes reacciones químicas, y la celulosa puede ser atacada por catalizadores sólidos", explica Schüth.

Mientras tanto, el equipo de MPI-KoFo determinó qué propiedades debería tener un catalizador para escindir la celulosa. El material debe ser ácido, es decir, dar protones H +. También debe tener una gran superficie y poros del tamaño correcto, ya que la celulosa disuelta en la solución iónica es muy viscosa, lo que complica el transporte de las cadenas al catalizador. "Hemos descubierto que la resina modificada químicamente es particularmente adecuada para dividir la celulosa unida al azúcar", dice Schüth.

Con la adición de agua, las cadenas de azúcares así acortadas caen al fondo, de modo que es fácil separarlas de la solución. Luego los investigadores filtran la solución y recuperan el catalizador. "Para lograr finalmente los elementos constituyentes más pequeños de la celulosa, es necesario un paso adicional mediante, por ejemplo, el uso de enzimas". Estos cortan cadenas cortas en moléculas de azúcar aisladas. Este proceso de "desmantelamiento", desde la celulosa hasta las moléculas de glucosa, se denomina despolimerización.

El nuevo método hace posible, entre otras cosas, cortar componentes vegetales muy estables, como celulosa microcristalina, o incluso madera. "Podemos decir que, gracias a este método, el desmantelamiento de la madera en azúcares es posible", comenta F. Schüth.

Este tratamiento de la celulosa abre muchas vías de aplicaciones. Las moléculas de azúcar así obtenidos pueden someterse a fermentación y etanol produce entonces como biocombustible sin competir con los alimentos. Restos de madera o paja podrían ser utilizados como material de base. Un importante trabajo de desarrollo aún no se ha llevado a cabo antes de utilizar este método a gran escala. soluciones iónicos son especialmente muy costoso, lo que requiere su uso en el ciclo de producción, y por lo tanto el desarrollo de un enfoque de reciclaje.

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

fuente: BE Alemania


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