Lignina, usado como um recurso renovável para produzir produtos de alto valor, apresentou desafios de produção e econômicos para as operações de biorrefinaria.

Contudo, um cientista da Texas A&M AgriLife Research sugere o uso de um método de extração, além de outros processos de refino para produzir múltiplos fluxos de lignina.

Dr. Joshua Yuan, cadeira de Biologia Sintética e Produtos Renováveis ​​na Texas A&M University, publicou suas descobertas de pesquisa em Química verde , o jornal revisado por pares da Royal Society of Chemistry.

A biorrefinaria sustentável depende fortemente da geração de produtos de valor agregado, particularmente da lignina. Apesar dos esforços consideráveis, a produção de bioprodutos fungíveis de lignina ainda é prejudicada pelo fraco fracionamento e baixa reatividade da lignina, de acordo com o artigo do jornal, que é destaque na capa.

Yuan propõe o uso de extração seletiva de solvente orgânico, também conhecido como SOFA, um processo que usa diferentes condições, como pH e temperatura, para derivar a lignina com uma química diferente.

"Este processo é usado para que uma variedade de partículas de lignina com características diferentes possam ser produzidas, "disse ele." Isso permitirá uma funcionalidade diferente. É uma consideração importante para aplicações como entrega de drogas e nanocompósitos. "

Como resultado, ele disse, adaptar a química da lignina usando SOFA fornece um meio sustentável para atualizar a lignina de baixo valor e, portanto, contribui para a lucratividade das biorrefinarias.

“A biomassa lignocelulósica pode ser usada para produzir biocombustíveis de segunda geração, ou biocombustível avançado, que será uma solução sustentável e alternativa ao combustível fóssil tradicional, "Yuan disse." Basicamente, sorgo semelhante a grama e switchgrass podem ser cultivados para fixar dióxido de carbono e processados ​​em etanol para combustível.

"Considerando o alto rendimento de sorgo energético, cana de energia e outras matérias-primas, a produtividade por acre é muito maior do que o etanol de milho. Isso reduzirá o balanço de carbono e aumentará a produção de energia do biocombustível. Para matérias-primas perenes, como switchgrass e cana-de-energia, também promove a conservação do solo e da água, bem como a biodiversidade. "

Yuan disse que o problema é que a lignina é o resíduo neste processo de biorrefinaria, que impacta negativamente a economia e a sustentabilidade da biorrefinaria. Ele disse que a utilização de lignina para produtos de alto valor irá melhorar significativamente o custo-benefício e a sustentabilidade da biorrefinaria.

"Nanopartículas de lignina é um produto de alto valor que poderia alcançar isso, quando é usado para produtos a granel, como fertilizantes de liberação lenta, "disse ele." Outro aspecto muito importante é que a lignina é geralmente considerada segura e biocompatível. E nanopartículas de lignina podem ser usadas para a entrega de drogas. "

Yuan disse que um dos desafios mais importantes na biorrefinaria, especificamente biorrefinaria lignocelulósica, é utilizar lignina para produtos de alto valor, Yuan disse.

"A maior parte da configuração atual da biorrefinaria se concentra no etanol como produto único, que traz valor limitado para a saída, "disse ele." Se você olhar para a biorrefinaria de etanol de milho, eles têm grãos de destilaria e óleo de milho como subprodutos para agregar valor, para que a refinaria ganhe dinheiro. Do mesmo jeito, a indústria de biorrefinaria de petróleo utiliza cada bit de matéria-prima para produzir produtos diferentes (de preferência de valor mais alto).

"A biorrefinaria lignocelulósica precisa usar matéria-prima completa para produzir diferentes produtos e, se possível, produtos de alto valor, para viabilizar economicamente a refinaria. Isso requer novos processos de biorrefinaria como SOFA. "

Yuan disse que a parede celular de uma planta tem três componentes principais:celulose, hemicelulose e lignina. Tanto a celulose quanto a hemicelulose são à base de açúcar, e pode ser usado para fermentação de etanol.

“Mas a lignina é um polímero aromático, e precisamos encontrar um bom uso para ele. Este artigo fornece uma das soluções. Meu laboratório tem se concentrado nisso, e desenvolvemos rotas para produzir fibra de carbono de alta qualidade, nanopartículas, modificador de aglutinante de asfalto, bioplásticos e biodiesel a partir da lignina. Esta pesquisa foi apoiada pelo Departamento de Energia do Escritório de Tecnologia de Bioenergia. "