Lignine, utilisé comme ressource renouvelable pour produire des produits à haute valeur ajoutée, a présenté à la fois des défis de production et des défis économiques pour les opérations de bioraffinerie.

Cependant, un scientifique de Texas A&M AgriLife Research suggère l'utilisation d'une méthode d'extraction, ainsi que d'autres processus de raffinage pour produire plusieurs flux de lignine.

Dr Joshua Yuan, chaire de biologie synthétique et produits renouvelables à la Texas A&M University, a publié ses résultats de recherche dans Chimie verte , la revue à comité de lecture de la Royal Society of Chemistry.

La bioraffinerie durable dépend fortement de la génération de produits à valeur ajoutée, notamment de la lignine. Malgré des efforts considérables, la production de bioproduits de lignine fongibles est toujours entravée par le mauvais fractionnement et la faible réactivité de la lignine, selon l'article de revue, qui figure sur la couverture.

Yuan propose l'utilisation de l'extraction sélective par solvant organique, également connu sous le nom de SOFA, un processus qui utilise différentes conditions telles que le pH et la température pour dériver la lignine avec une chimie différente.

"Ce processus est utilisé pour produire une variété de particules de lignine avec des caractéristiques différentes, " dit-il. " Cela permettra différentes fonctionnalités. C'est une considération importante pour des applications telles que l'administration de médicaments et les nanocomposites."

Par conséquent, il a dit, l'adaptation de la chimie de la lignine à l'aide de SOFA offre un moyen durable de valoriser la lignine à faible valeur et contribue ainsi à la rentabilité des bioraffineries.

« La biomasse lignocellulosique peut être utilisée pour produire du biocarburant de deuxième génération, ou biocarburant avancé, qui sera une solution durable et alternative aux énergies fossiles traditionnelles, " dit Yuan. " En gros, le sorgho et le panic raide peuvent être cultivés pour fixer le dioxyde de carbone et transformés en éthanol pour le carburant.

« Compte tenu du rendement élevé du sorgho énergétique, canne énergétique et autres matières premières, la productivité par acre est beaucoup plus élevée que l'éthanol de maïs. Cela réduira le bilan carbone et améliorera la production d'énergie des biocarburants. Pour les matières premières vivaces comme le panic raide et la canne énergétique, il favorise également la conservation des sols et de l'eau ainsi que la biodiversité.

Yuan a déclaré que le problème est que la lignine est le déchet de ce processus de bioraffinerie, ce qui a un impact négatif sur l'économie et la durabilité de la bioraffinerie. Il a déclaré que l'utilisation de la lignine pour des produits de grande valeur améliorera considérablement la rentabilité et la durabilité de la bioraffinerie.

« La nanoparticule de lignine est un produit de grande valeur qui pourrait atteindre cet objectif, lorsqu'il est utilisé pour des produits en vrac comme les engrais à libération lente, " at-il dit. " Un autre aspect très important est que la lignine est généralement considérée comme sûre et biocompatible. Et la nanoparticule de lignine peut être utilisée pour l'administration de médicaments."

Yuan a déclaré que l'un des défis les plus importants de la bioraffinerie, spécifiquement la bioraffinerie lignocellulosique, est d'utiliser la lignine pour des produits à haute valeur ajoutée, dit Yuan.

« La plupart de la configuration actuelle de la bioraffinerie se concentre sur l'éthanol en tant que produit unique, qui apporte une valeur limitée à la sortie, " a-t-il dit. " Si vous regardez la bioraffinerie d'éthanol de maïs, ils ont des drêches de distillerie et de l'huile de maïs comme sous-produits pour ajouter de la valeur, pour que la raffinerie puisse gagner de l'argent. De la même manière, l'industrie de la bioraffinerie pétrolière utilise chaque fraction de matière première pour produire des produits différents (de préférence de plus grande valeur).

« La bioraffinerie lignocellulosique doit utiliser une matière première complète pour produire différents produits et, si possible, produits de grande valeur, rendre la raffinerie économiquement viable. Cela nécessite de nouveaux procédés de bioraffinerie comme SOFA. »

Yuan a déclaré qu'une paroi cellulaire végétale a trois composants principaux :la cellulose, hémicellulose et lignine. La cellulose et l'hémicellulose sont toutes deux à base de sucre, et peut être utilisé pour la fermentation à l'éthanol.

"Mais la lignine est un polymère aromatique, et nous devons en trouver un bon usage. Cet article fournit l'une des solutions. Mon laboratoire s'est concentré sur cela, et nous avons développé des itinéraires pour produire de la fibre de carbone de haute qualité, nanoparticules, modificateur de liant d'asphalte, bioplastiques et biodiesel de lignine. Cette recherche a été soutenue par le Department of Energy Bioenergy Technology Office."