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Thursday, December 2, 2010

Biocarburanti Efficienti: Panicum Virgatum

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La discussione sulla reale efficacia e utilità dei bio-carburanti è sempre più ampia e le opinioni spesso divergono.
Le caratteristiche di un buon bio-carburante, sia esso bio-etanolo o bio-diesel, sono essenzialmente tre:

a) deve avere un buon bilancio energetico, nel senso che l'energia necessaria a produrre un litro di bio-carburante deve essere molto inferiore all'energia che da esso litro si può estrarre;

b) deve, qualora prodotto da coltura, richiedere poca acqua per l'irrigazione;

c) non deve interferire con colture ad uso alimentare onde evitare turbolenze e speculazioni sui mercati dei cereali fondamentali per il sostentamento di buona parte degli umani.

La produzione di bio-etanolo lignocellulosico sembra tra le più promettenti. In particolare sono promettenti le ricerche sul Panicum Virgatum, pianta molto diffusa nel Nord America,  proprio perchè soddisfa a tutti e tre i requisiti elencati. Scopo della ricerca tecnologica è principalmente quello di sviluppare trattamenti enzimatici a basso costo capaci di convertire la cellulosa in zuccheri e dunque in etanolo.

Uno studio, appena pubblicato su Biomacromolecules da alcuni ricercatori del Oak Ridge National Laboratory e Georgia Institute of Technology,  mi sembra a tal proposito molto interessante.

Generalmente la biomassa lignocellulosica è costituita da tre polimeri: 1) cellulosa, polimero formato da catene di glucosio assemblate in strutture fibrose e cristalline, 2) Hemicellulosa, un polimero contenente diversi zuccheri, 3) Lignina, polimero pesante che riveste le fibre di cellulosa.
Al fine di estrarre glucosio è necessario decomporre le fibre di cellulosa mediante idrolisi enzimatica ma gli enzimi possono attaccare  le fibre solo dopo che gli strati di hemicellulosa e lignina sono stati rimossi. Ecco perchè è necessario trattare la biomassa meccanicamente e chimicamente. Questi trattamenti naturalmente incidono sul prezzo finale del bio-etanolo dunque devono essere efficienti.

Lo studio citato analizza, mediante tecniche di diffusione di neutroni, i cambiamenti strutturali nella lignocellulosa del Panicum Virgatum indotti da un pre-trattamento della biomassa in acido solforico caldo.
Questo trattamento risulta efficace nel redistribuire la lignina, nel dissolvere l'hemicellulosa e nel aumentare il diametro delle fibre di cellulosa. Ciò favorirebbe la digeribilità della cellulosa da parte degli enzimi e aumenterebbe l'efficienza nella produzione di bio-etanolo.

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