El biocombustible de primera generación, industrializado, etanol, se produce a partir de alimentos como el maíz y, por lo tanto, plantea una gran preocupación por una posible escasez futura de alimentos. Por lo tanto, es necesario producir etanol a partir de biomasa no alimentaria como malezas, papel de desecho, etc.vaso de papel, etc. etanol de biocombustible de segunda generación. Los solventes necesarios para la producción de etanol de biocombustible de segunda generación conocidos hasta ahora son altamente tóxicos para los microorganismos. Para eliminar estos solventes altamente tóxicos, se necesitan procesos complicados, como el lavadocon agua, separación por centrifugación, compresión, etc.
Como resultado, la energía recuperada en el etanol así producido es menor que la requerida para producirlo, es decir, hay un balance energético negativo una mayor producción de etanol impone más carga al medio ambiente. Se consideró imposible de resolverEste problema, ya que se necesitaba un solvente áspero para descomponer los materiales vegetales recalcitrantes como la celulosa, mientras que un solvente tan áspero mataría a los microorganismos con membranas celulares frágiles y muy vulnerables que juegan papeles esenciales en la fermentación necesaria para producir etanol.
En el presente estudio, los investigadores de la Universidad de Kanazawa, Japón, atacaron este problema; lograron reducir la toxicidad a los microorganismos al desarrollar un nuevo solvente, un zwitterión líquido tipo carboxilato * 1, para disolver la celulosa de biomasa.Se encontró que la concentración de una sustancia que reduce el crecimiento de Escherichia coli al 50% fue de 158 g / L para el zwitterión líquido de tipo carboxilato recientemente desarrollado, mientras que la CE50 de líquido iónico * 2, uno de los solventes convencionales de la celulosa,fue de 9 g / L. Esto indica que el nuevo zwitterión líquido de tipo carboxilato muestra una toxicidad 17 veces menor que el líquido iónico.
Con Escherichia coli que puede producir etanol, se examinó la capacidad de fermentación y se demostró que era casi máxima en zwitterión líquido de tipo carboxilato 0.5 mol / L con una concentración final de etanol de 21 g / L. Por otro lado, el mismo experimento conel líquido iónico produjo solo 1 g / L de etanol. Por lo tanto, la fermentación en presencia del zwitterión líquido de tipo carboxilato produjo 21 veces más etanol que el que usa el líquido iónico.
En otro experimento, el bagazo se utilizó como biomasa vegetal inicial para la producción de etanol sin procesos de lavado / separación. La fermentación en presencia del zwitterión líquido tipo carboxilato produjo 1,4 g / L de etanol, mientras que no se obtuvo etanol con el líquido iónicodebido a su alta toxicidad.
Con estos resultados experimentales, se demuestra que, utilizando el zwitterión líquido de tipo carboxilato, la biomasa de la planta podría convertirse en etanol en una sola olla de reacción sin procesos de lavado / separación. Esto debería ser un gran paso adelante en la producción / utilizaciónde etanol de biocombustible de segunda generación mediante la reducción de grandes cantidades de aporte de energía.
Además del biocombustible de etanol de primera y segunda generación, se puede hacer un biocombustible de tercera generación, un tipo de aceite, de algunas especies de algas. Para obtener dicho biocombustible de tercera generación a partir de algas, polisacáridos como la celulosa,que son componentes principales de las paredes celulares, tienen que disolverse. La eficiencia energética aumentaría mucho si los polisacáridos disueltos pudieran convertirse en etanol. El desarrollo adicional de nuestro estudio actual contribuiría significativamente a la producción no solo de segunda generación sino también de terceros.-generación biocombustible etanol.
Además, las características únicas del zwitterión líquido de tipo carboxilato han atraído mucha atención, y actualmente se están llevando a cabo tres colaboraciones internacionales, una de las cuales es con la Universidad de Rutgers, EE. UU.
[Glosario]
zwitterión líquido de tipo carboxilato
Disolvente recientemente desarrollado que puede disolver la biomasa celulosa con baja toxicidad para los microorganismos. La diferencia con el líquido iónico es que la carga positiva y la carga negativa están unidas covalentemente. Este zwitterión líquido es el segundo que se informa, pero esto esel primero que tiene un anión carboxilato
líquido iónico
Sales que son líquidas por debajo de 100 ºC. Consisten en varios pares de iones cargados positivamente y cargados negativamente, y se sabe que líquidos iónicos específicos pueden disolver biomasa y celulosa de manera eficiente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :