2th Generation Ethanol: selluloosan muuntaminen sokereiksi


Jaa tämä artikkeli kavereillesi:

Siirtyminen selluloosasta pieniin molekyyleihin sokereita

Mühlheim-sur-la-Ruhrin Max Planckin hiilentutkimuslaitoksen (MPI-KoFo) tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen menetelmän selluloosan leikkaamiseksi suhteellisen helposti elementteihinsä, sokereihin. Tämä voisi avata oven raaka-aineiden ja biopolttoaineiden tuotannosta puusta tai kasvihedelmistä peräisin olevasta biomassasta ilman kilpailua elintarvikkeiden kanssa.



Selluloosa, joka on maan yleisin orgaaninen molekyyli, on kasvisolujen tärkein komponentti. Koska se on erityisen vakaa, alan vaikea hajottaa sen peruskomponentit. Suuri määrä energiaa jätettiin käyttämättä.

MPI-KoFon Roberto Rinaldi, Regina Palkovits ja Ferdi Schüth ovat nyt voittaneet tämän esteen käyttäen kiinteää happokatalyyttiä ja ioniväliainetta. Kehitetty prosessi jakaa selektiivisesti pitkien selluloosaketjujen pieniksi paloiksi muutamassa tunnissa. Lisäksi on etu, että harvoilla sivutuotteilla esiintyy, mikä pienentää komplikaatioiden riskiä hoidon aikana. Katalyytti voidaan ottaa talteen ja käyttää uudelleen reaktion lopussa.

Dans un premier temps, les chercheurs placent la molécule de cellulose dans une solution ionique. Il s’agit d’un sel, liquide à température ambiante, qui contient des éléments chargés positivement et négativement. « Cette étape rend les longues chaînes de cellulose accessibles pour les réactions chimiques suivantes, et la cellulose est ainsi attaquable par des catalyseurs solides », explique F. Schüth.

L’équipe du MPI-KoFo a entre-temps déterminé quelles propriétés un catalyseur devait posséder afin de cliver la cellulose. Le matériau doit être acide, c’est-à-dire pouvoir donner des protons H+. Il doit aussi disposer d’une grande surface et de pores de la bonne dimension, car la cellulose dissoute dans la solution ionique est très visqueuse, ce qui complique le transport des chaînes vers le catalyseur. « Nous avons découvert que la résine modifiée chimiquement est particulièrement bien adaptée au clivage des liaisons sucrées de la cellulose », poursuit Ferdi Schüth.

Grâce à un ajout d’eau, les chaînes de sucres ainsi raccourcies tombent au fond, de sorte qu’il est facile de les séparer de la solution. Les chercheurs filtrent alors la solution et récupèrent le catalyseur. « Afin de parvenir enfin aux plus petits éléments constitutifs de la cellulose, une étape supplémentaire est nécessaire via, par exemple, l’utilisation d’enzymes ». Celles-ci découpent les courtes chaînes en molécules de sucres isolées. Ce processus de « démontage » -de la cellulose aux molécules de glucose- est appelé dépolymérisation.

La nouvelle méthode permet, entre autres, de découper des composants végétaux très stables, comme la cellulose micro-cristalline, voire même du bois. « Nous pouvons ainsi dire que, grâce à cette méthode, le démontage du bois en sucres est possible », commente F. Schüth.

Tämä selluloosan käsittely avaa monia sovelluksia. Näin saadut sokerimolekyylit voitaisiin altistaa alkoholipitoiselle käymiselle ja sen jälkeen tuotettu etanoli biopolttoaineena kilpailematta elintarvikkeita. Puun tai oljen jäännökset voisivat toimia perusmateriaalina. Tärkeää kehitystyötä on vielä tehtävä ennen tämän menetelmän käyttöä laajamittaisesti. Ioniset liuokset ovat erityisen kalliita, mikä vaatii niiden uudelleenkäyttöä tuotantosyklissä ja siten kierrätystekniikan kehittämisestä.

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

Lähde: BE Saksa


Facebook-kommentit

Jätä kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *