Costo de los depósitos de deconstrucción de azúcares lignocelulósicos diversificados basados en residuos que utilizan...

Área de la Ciencia:

• Conversión de la biomasa y biorrefinamiento
• Química sostenible y disolventes verdes
• Desarrollo de las materias primas de la bioeconomía

Sus antecedentes:

• La transición a una bioeconomía requiere métodos de deconstrucción de la biomasa adaptables para manejar diversas materias primas de bajas emisiones y superar los desafíos de almacenamiento.
• Las tecnologías actuales de deconstrucción de la biomasa se enfrentan a limitaciones en el procesamiento eficiente de una amplia gama de materias primas, lo que afecta a la rentabilidad y la escalabilidad.
• El almacenamiento a largo plazo de la biomasa presenta desafíos como la pérdida de material y el riesgo de incendio, lo que hace hincapié en la necesidad de un procesamiento rápido y eficiente.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la rentabilidad del uso de la butilamina, un disolvente destilable, para la deconstrucción de una variedad de materias primas de la biomasa.
• Identificar los parámetros clave del proceso que influyen en los costes de producción del azúcar lignocelulósica y determinar las vías de reducción de costes.
• Evaluar el potencial de la deconstrucción a base de butilamina para apoyar las biorrefinerías flexibles en materia prima.

Principales métodos:

• Se aplicó la deconstrucción asistida por disolventes de butilamina a 22 materias primas de biomasa diversas, incluidos los residuos herbáceos, leñosos y de procesamiento de alimentos.
• Los costes de producción del azúcar lignocelulósico se calcularon sobre la base de datos empíricos, centrándose en la carga de disolvente como parámetro crítico.
• La optimización del proceso, incluida la reducción de la carga de disolvente (hasta 59 g/kg), se demostró en un reactor a escala L utilizando biomasa de álamo.

Principales resultados:

• Los costes iniciales de producción de azúcar lignocelulósica oscilaron entre 1,3 y 6,1 USD/kg, lo que indica la necesidad de una reducción significativa de los costes.
• La alta carga de disolventes (850 g/kg) se identificó como un cuello de botella importante; su reducción a 59 g/kg redujo el precio mínimo de venta del azúcar en un 33%.
• El logro de los costos de producción de azúcar objetivo de $ 0,45-0,79 / kg depende de la optimización de la carga de disolventes, la recuperación, la carga sólida, el rendimiento de azúcar, el uso de enzimas y el costo de la biomasa.

Conclusiones:

• La deconstrucción de la butilamina ofrece una vía viable para el procesamiento de diversas materias primas de la biomasa, pero la optimización del proceso es crucial para la competitividad económica.
• La reducción de la carga de disolventes y la mejora de la recuperación son estrategias clave para reducir el coste de los azúcares de base biológica derivados de materiales lignocelulósicos.
• La mezcla estratégica de materias primas, la optimización de procesos y la selección de materias primas de bajo costo son esenciales para el avance de las biorrefinerías flexibles en materia de materias primas.