Di cosa è fatto l'etanolo cellulosico?
L'etanolo cellulosico è un biocarburante prodotto con cellulosa, il componente principale delle pareti cellulari delle piante. La cellulosa è contenuta in tutte le piante ed è il composto organico più comune della terra. Mentre è più difficile creare etanolo dalla cellulosa che farlo da amido o colture a base di zucchero come il mais, le fonti di cellulosa sono praticamente illimitate. Questo è un grande vantaggio che consente ai produttori di utilizzare risorse come rifiuti agricoli, sottoprodotti di cura del prato, del giardino e degli alberi e colture non alimentari in rapida crescita e che possono essere coltivate su terreni meno desiderabili.
Esistono due tipi principali di materie prime, o materie prime, utilizzate per creare etanolo cellulosico: biomassa agricola e biomassa forestale. La biomassa agricola può includere materiali di scarto provenienti da colture alimentari come pannocchie di mais, mais o paglia di riso. Può anche provenire da colture coltivate appositamente per la produzione di energia. Alcune colture che possono essere utilizzate includono switchgrass, canna da zucchero e miscanto. Le colture auto-seminanti che non devono essere re-piantate dopo ogni coltivazione, che sono resistenti alla siccità e agli agenti atmosferici, sono generalmente preferite.
La biomassa forestale o legnosa offre anche una varietà di opzioni per la produzione di etanolo e presenta alcuni vantaggi di lavorazione rispetto alla biomassa agricola che la rendono una valida alternativa. Come per la biomassa agricola, alcuni tipi di alberi possono essere coltivati specificamente come colture energetiche. Le colture arboree a rotazione breve che possono essere piantate, raccolte e ripiantate rapidamente sono i candidati ideali per l'uso nella produzione di etanolo cellulosico. I sottoprodotti forestali sono un'altra opzione; si possono usare trucioli di legno, corteccia e segatura. Un'altra alternativa è la carta straccia.
Al fine di creare etanolo cellulosico, è possibile utilizzare uno dei due processi principali. Il primo è la cellulolisi, un processo che utilizza l'idrolisi per scomporre la cellulosa in zuccheri semplici. La cellulosa è pretrattata per abbattere parte della sua struttura rigida, sia fisicamente che chimicamente. È quindi più accessibile per il processo di idrolisi, che suddivide le molecole in zuccheri usando enzimi chiamati enzimi della cellulasi. Gli zuccheri vengono separati da qualsiasi altro materiale rimasto, quindi fermentati con microbi e distillati.
Il secondo processo che può essere utilizzato è la gassificazione. Durante la gassificazione, il carbonio contenuto nella cellulosa viene convertito in idrogeno, anidride carbonica e monossido di carbonio mediante combustione parziale. Un microrganismo chiamato Clostridium ljungdhalii viene quindi utilizzato per fermentare questi gas e convertirli in etanolo e acqua. L'etanolo viene quindi distillato dall'acqua.