Les chercheurs ont mis au point un nouveau procédé qui pourrait rendre la production de biocarburants tels que l'éthanol à partir de déchets végétaux beaucoup moins chère et réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

Leur approche, comportant un solvant à base de sel d'ammoniaque qui transforme rapidement les fibres végétales en sucres nécessaires à la fabrication de l'éthanol, fonctionne bien à près de la température ambiante, contrairement aux procédés conventionnels, selon une étude menée par Rutgers dans la revue Chimie verte .

"Notre système de prétraitement peut réduire jusqu'à 50 fois l'utilisation d'enzymes pour transformer la cellulose traitée au solvant (fibre végétale) en glucose (un sucre) utilisé pour fabriquer des bioproduits comme l'éthanol, " a déclaré l'auteur principal Shishir P. S. Chundawat, professeur adjoint au Département de génie chimique et biochimique de l'École de génie de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick. "Des processus similaires pourraient réduire considérablement le coût de production de biocarburants à partir de déchets de biomasse comme les tiges et les feuilles de maïs."

Le solvant peut également extraire plus de 80 pour cent de la lignine dans les déchets végétaux. Lignine, qui se lie et fortifie les fibres végétales, pourrait être utilisé pour aider à améliorer les produits chimiques aromatiques précieux à l'avenir, selon Chundawat. La recherche a bénéficié d'efforts de collaboration et d'un accès à un instrument Bio-SANS de haute technologie au Oak Ridge National Laboratory pour analyser la façon dont les systèmes biologiques complexes tels que les déchets végétaux réagissent pendant le traitement afin de mieux comprendre comment la cellulose est dissoute au niveau moléculaire.

tiges de maïs, les feuilles et autres résidus (appelés tiges de maïs) et le panic raide, par exemple, ont des microfibrilles de cellulose bien emballées, qui sont de minuscules brins plus fins que les fibres. Les microfibrilles sont difficiles à décomposer à l'aide d'enzymes ou de microbes, rendant difficile la transformation de nombreux matériaux végétaux de la biomasse en biocarburants ou produits biochimiques. La biomasse comprend microbienne, les matières végétales ou animales utilisées pour la production d'énergie renouvelable et les procédés industriels.

Accélérer la conversion de la cellulose en sucres comme le glucose avec des enzymes nécessite des solvants adaptés ou des prétraitements thermiques et/ou chimiques. Au cours des 150 dernières années, plusieurs solvants pouvant décomposer les fibres de cellulose ont été explorés. Mais la plupart des solvants restent coûteux ou nécessitent des plages de pressions ou de températures de fonctionnement extrêmes pour être efficaces.

Le système de solvants à base d'ammoniac et de sel accélère la conversion de la cellulose en sucres à l'aide d'enzymes. Cela peut réduire considérablement le coût de production des biocarburants, car les enzymes peuvent représenter environ 15 à 20 pour cent du coût de fabrication des biocarburants comme l'éthanol à partir de la biomasse.

Les prochaines étapes consisteront à optimiser le processus de prétraitement de la biomasse comme les tiges de maïs, les déchets solides municipaux et les cultures bioénergétiques comme le panic raide et le peuplier qui pourraient être transformés en carburants, tout en développant des enzymes plus robustes pour réduire encore les coûts, selon Chundawat.