Etanol celulósico
Se puede producir a partir de hierbas, madera, algas u otras plantas.
Incluso los componentes de los desechos sólidos urbanos, como el papel, podrían posiblemente convertirse en etanol.
[5] Según la Academia Nacional de Ciencias en 2011, no existe una biorrefinería comercialmente viable para convertir la biomasa lignocelulósica en combustible.
[8] En 1819, el químico francés Henri Braconnot descubrió que la celulosa podía hidrolizarse en azúcares, tratándola con ácido sulfúrico.
La primera producción de etanol comercializado comenzó en Alemania en 1898, donde se usaba ácido para hidrolizar la celulosa.
Sin embargo, ambas plantas fueron cerradas después de la Primera Guerra Mundial por razones económicas.
UU. y culminó en dos plantas comerciales que operaron en el sureste durante la Primera Guerra Mundial.
UU. volvió a recurrir al etanol celulósico, esta vez para convertirlo en butadieno para producir caucho sintético.
Se contrató a Vulcan Copper and Supply Company para construir y operar una planta para convertir aserrín en etanol.
La planta se basó en modificaciones del proceso Scholler alemán original desarrollado por el Laboratorio de Productos Forestales.
[18] Aunque la lignocelulosa es el recurso material vegetal más abundante, su usabilidad se ve limitada por su estructura rígida.
[19] Para lograr una mayor eficiencia, se requieren tratamientos previos tanto físicos como químicos.
El pretratamiento químico despolimeriza parcialmente la lignocelulosa para que las enzimas puedan acceder a la celulosa para las reacciones microbianas.
[27] La hidrólisis de la celulosa (celulólisis) produce monosacáridos mediante ácidos o reacciones enzimáticas (celulasas).
Esta reacción ocurre a la temperatura corporal en los estómagos de los rumiantes, como el ganado vacuno y ovino, donde microorganismos producen las enzimas.
[33] Recientemente, se han descrito levaduras modificadas que fermentan eficientemente xilosa,[34][35] y arabinosa,[36] e incluso ambas juntas.
Un ejemplo es Clostridium thermocellum, que utiliza un celulosoma complejo para descomponer la celulosa y sintetizar etanol.
Sin embargo, también produce otros productos durante el metabolismo de la celulosa, incluidos acetato y lactato, lo que reduce la eficiencia del proceso.
En lugar de la fermentación del azúcar con levadura, este proceso utiliza la bacteria Clostridium ljungdahlii.
[42] Se realizan estudios intensivos para desarrollar métodos económicos para convertir tanto la celulosa como la hemicelulosa en etanol.
[43] El etanol se quema de manera más limpia y eficiente que la gasolina.
Esto da como resultado rendimientos mucho mejores; por ejemplo, el pasto varilla produce el doble de etanol por acre que el maíz.
[52][53][54] Alrededor del 44% de los residuos domésticos generados en todo el mundo consisten en alimentos y verduras.
[56] Además, incluso las tierras marginales para la agricultura podrían plantarse con cultivos productores de celulosa, como el pasto aguja.
[62] Siendo el mercado del etanol celulósico sigue siendo relativamente pequeño y depende de los subsidios gubernamentales.
Además, los residuos sólidos no fermentables que quedan después de producir etanol se pueden usar en la generación termoeléctrica.
Se estima que las enzimas para la producción de etanol celulósico son entre 20 y 40 veces más caras.
En conjunto, las enzimas comprenden una parte significativa del 20 al 40 % para la producción de etanol celulósico.
Se puede cosechar todo el año, lo que elimina el almacenamiento a largo plazo.
Conocida por su resistencia y rápido crecimiento, esta planta perenne crece durante los meses cálidos.
