Etanol a partir de Celulosa

La celulosa es un polimero de la glucosa (polisacarido), el cual puede degradarse en azucares fermentables por hidrolisis acida, en la cual se usa un acido a alta temperatura.
Las primeras plantas de demostracion de celulosa-etanol que iniciaran produccion estan basadas en hidrolisis acida. Por ejemplo, Verenium Corp. (Cambridge, Mass.; www.verenium.com) arranco una planta de demostracion de 1.4-million gal/año  en Jennings, La., la cual produce etanol de materia prima regional (incluyendo bagazo de caña y una "caña energetica" especialmente diseñada) via una tecnologia patentada celulosa-etanol.
En el proceso Verenium, la biomasa primero es hidrolizada por acido en un jarabe hemicelulosico (xilosa y otros azucares C5) y residuos de fibra (celulosa y lignina). Las dos corrientes son separadas e individualmente fermentadas en alcohol diluido (licor) usando bacterias patentadas. La fermentacion de la celulosa usa enzimas comerciales que son producidas en sitio por un hongo que puede ser "entrenado" para manejar una biomasa dada.
El licor de ambas corrientes de fermentacion es subsiguientemente concentrado en etanol grado combustible por destilacion. El residuo de biomasa es incinerado para producir vapor para el proceso.
En Febrero 2009, Verenium firmo una sociedad de segunda fase con BP (London; www.bp.com) parfa formar una empresa conjunta a 50:50, Vercipia Biofuels, para desarrollar celulosa-etanol comercial desde materias primas no alimenticias. La empresa conjunta esta abocada a desarrollar dos proyectos en la Region de la Costa del Golfo, la primera en Highlands County, Fla., la cual esta programada para arrancar en el 2012. Mas recientemente, se han desarrollado metodos enzimaticos como alternativa a la hidrolisis acida para degradar la celulosa. Las enzimas tienen la ventaja de operar a condiciones mas suaves, lo cual reduce la degradacion del azucares y aumentan los rendimientos de etanol. Por ejemplo, en Enero, DuPont Danisco Cellulosic Ethanol LLC (www.ddce. com) — un negocio conjunto de DuPont (Wilmington,Del.; www.dupont.com), y Danisco A/S (Copenhagen, Denmark) — arrancaron su primera planta de demostracion en Vonore, Tenn., la cual produce etanol de fuentes no alimenticias tales como rastrojo, tuza de maiz y mala hierba.
La inversion de $ 50 MM tiene la capacidad de producir 250,000 gal/año de etanol. La fermentacion es ejecutada por la bacteria geneticamente desarrollada Z. mobilis, la cual puede metabolizar tanto glucosa como xylosa.
Para hacer los costos de produccion competitivos de estas plantas basadas en enzimas, contra las de etanol basado en granos o caña de azucar, los productores de enzimas han estado trabajando en formas de reducir los costos. En Febrero ultimo se anuncio el lanzamiento de Celic CTec2 fabricado por Novozymes A/S - Dinamarca, Accelerase DUET fabricado por Genencore - USA, una division de Danisco.
Ambos productos supuestamente son mas potentes en desintegrar la biomasa en azucares fermentables que la tecnologia existente. Como resultado se necesita menos enzima por galon de etanol. Dejando a un lado las nuevas enzimas, se estan desarollando nuevas etapas de pretratamiento para reducir adicionalmente los costos de produccion del etanol celulosico. El quimico de la agencia de investigacion de utilizacion agricola, Badal Saha condujo un estudio de 5 años que examino si la paja del trigo podria tener potencial comercial para la produccion de etanol.
El encontro que podria tener acceso y fermentar casi todos los azucares de las plantas de las biomasas cuando estas son tratadas con peroxido alcalino y luego desintegradas por las enzimas. Este proceso produjo aun azucares dificiles de conseguir de las paredes de la planta, lo cual aumento significativamente la produccion de etanol hasta 93 gal/TM de paja de trigo.
Ver abajo la tabla de plantas de etanol existentes y planeadas.
Para mayor informacion, consultar la revista Chemical Engineering (www.che.com) Mayo 2010, p. 25