Método simplificado para digestión de biomasa celulósica.

Un proceso para convertir biomasa celulósica en una mezcla fácilmente hidrolizable que comprende las etapas de:

formar un gel por medio de reticulación de una disolución acuosa de poli(alcohol vinílico);

combinar partículas de biomasa con el gel de poli(alcohol vinílico) reticulado para formar una mezcla de gelbiomasa; y

homogeneizar-amasar la mezcla de gel-biomasa hasta que la biomasa se convierta en biomasa hinchada e hidratada en un estado de tipo gel susceptible de hidrólisis enzimática.

Mïtodo simplificado para digestiïn de biomasa celulïsica La presente invenciïn se refiere a un proceso para la conversiïn de biomasa celulïsica en una mezcla fïcilmente hidrolizable.

El documento WO 02/057317 (del solicitante) divulga un proceso para convertir biomasa celulïsica en una mezcla fïcilmente hidrolizable que comprende las etapas de combinar partïculas de biomasa (polvo de celulosa o polvo de serrïn, un polïmero hidrïfilo ("espesante", que es por ejemplo una dextrina) y agua para formar una mezcla de polïmero-biomasa; y mezclar-amasar la mezcla de polïmero-biomasa para convertir la biomasa en un material fïcilmente hidrolizable.

El documento US 2003/225206 A1 divulga un proceso para obtener una disoluciïn celulïsica, que implica someter

un polvo de celulosa y N-ïxido de N-metilmorfolina, un disolvente celulïsico, a mezcla en un amasador o dispositivo de extrusiïn con polvo de poli (alcohol vinïlico) .

El documento JP 11 302448 A divulga un proceso para obtener un material compuesto de celulosa que comprende celulosa y polïmeros hidrïfilos, pudiïndose usar el material compuesto como, por ejemplo, estabilizador de suspensiïn. El proceso comprende la co-molienda en hïmedo de una materia prima de celulosa y una cantidad predeterminada de un polïmero hidrïfilo (por ejemplo, dextrina) en un molino de bolas centrïfugo.

MOSIER N y col., BIORESOURCE TECHNOLOGY, ELSEVIER, GB, vol. 96, nï. 6, abril 2005, pïginas 673-686 es una artïculo de revisiïn de los mïtodos actualmente conocidos para pre-tratar biomasa celulïsica antes del

tratamiento enzimïtico para la producciïn de azïcares fermentables (y para la producciïn de sus biocombustibles) . Se describen diferentes mïtodos fïsicos y quïmicos. Entre estos, se describe un mïtodo donde se aïaden disolventes hidrïfilos tales como glicerol o etilenglicol para modificar la estructura de celulosa y para favorecer la hidrïlisis.

El documento WO 2007/084711 A divulga el uso de proteïnas GR2 (grupo de polen de hierba -2/3 alïrgenos) para modificar los materiales celulïsicos y para mejorar la modificaciïn quïmica y enzimïtica de la celulosa.

Antecedentes de la invenciïn Durante las ïltimas dïcadas, se han sucedido repetidas advertencias sobre las sustituciones de energïa. El patrïn general ha sido el aumento brusco de los precios de la energïa que ha dado como resultado un retroceso econïmico significativo que libera presiïn, de forma temporal, sobre las reservas energïticas. Al mismo tiempo, se han establecido medidas de conservaciïn de energïa de forma poco entusiasta. En el pasado, esto tuvo como resultado una disminuciïn temporal de los precios de la energïa de manera que se reanudï rïpidamente un consumo de energïa creciente y se olvidaron por completo las medidas de conservaciïn de energïa y planificaciïn energïtica a largo plazo. Al mismo tiempo, el rïpido desarrollo de China e India estï sometiendo a las reservas energïticas a una presiïn cada vez mayor. Parece probable que esta demanda amortigïe la caïda tïpica cïclica de los precios. Recientemente, el precio del barril de petrïleo ha aumentado hasta un mïximo de 150, 00 $, y parece que los precios podrïan alcanzar de nuevo finalmente esos valores si no se mejora la conservaciïn energïtica y se 45 descubren nuevas fuentes de energïa.

Ademïs, las reservas energïticas son finitas. Las mejores estimaciones son las que apuntan a que las reservas de petrïleo se agotarïn en su mayorïa dentro de cuarenta aïos mïs o menos. Incluso con el descubrimiento de nuevos yacimientos petrolïferos y la mejora de la recuperaciïn de los yacimientos existentes, resulta altamente improbable que esta estimaciïn se amplïe dos veces hasta ochenta aïos. De este modo, la escasez de mejoras drïsticas en cuanto a eficacia o grandes esfuerzos de conservaciïn harï que algunas personas que estïn actualmente vivas puedan contemplar el final de un mundo que gira en torno al petrïleo igual que nuestros antepasados, de no muchas generaciones atrïs, pudieron contemplar el final de la tecnologïa accionada por caballos. Algunos han depositado sus esperanzas en la energïa nuclear. Desafortunadamente, las reservas de combustible nuclear tambiïn se 55 encuentran particularmente limitadas, tomando en consideraciïn los reactores nucleares ineficaces que actualmente se encuentran en uso. Ademïs, el problema de los residuos nucleares sigue siendo tan crïtico que nuestra civilizaciïn no podrïa depender de forma segura de la energïa nuclear, incluso si las reservas de combustible fueran ilimitadas.

El dibujo de otros combustibles fïsiles populares no es mucho mejor que el del petrïleo. Se estima que las reservas actuales de gas natural se agotarïn en aproximadamente sesenta aïos.

Incluso si se estima el doble de tiempo, parece que la amplia dependencia del gas natural concluirïa en no mïs de ciento veinte aïos. Quizïs, el carbïn es el combustible fïsil mïs abundante; se piensa que existen reservas para al 65 menos 200 aïos. Esto significa que, a menos que se produzca el desarrollo temprano de tecnologïas energïticas alternativas, nuestra civilizaciïn se convertirï en dependiente del carbïn en los prïximos cincuenta a cien aïos.

Aunque el carbïn fue el primer combustible fïsil que se desarrollï, ha sido sustituido en gran medida por el petrïleo y el gas natural, debido a que la combustiïn de carbïn resulta sucia y deja grandes volïmenes de ceniza. No se hace menciïn alguna sobre los terribles costes ambientales de la explotaciïn de las minas de carbïn.

No obstante, probablemente, el abandono del uso del carbïn no se debe a la escasez del mismo. Mïs bien, son las consecuencias ambientales de la liberaciïn continuada de diïxido de carbono fïsil a la atmïsfera. Este problema, con frecuencia denominado calentamiento global, es el resultado de la combustiïn de cualquier combustible fïsil. Es probable que el petrïleo se haya agotado antes de que se perciban los efectos mïs intensos de esta problemïtica. Probablemente, calentamiento global no es una buena expresiïn ya que aunque las temperaturas globales totales estïn aumentando debido al exceso de diïxido de carbono en la atmïsfera, el problema real no es el calentamiento en sï mismo sino el brusco cambio climïtico. El clima de la Tierra estï siempre cambiando, unas veces de manera mïs rïpida que otras. Por ejemplo, durante un pasado relativamente reciente tuvo lugar un cambio climïtico al final de la edad de hielo; este cambio climïtico aunque repentino debido a los patrones geolïgicos, fue suficientemente lento para permitir la adaptaciïn de los organismos vivos al nuevo clima o la reubicaciïn de los mismos en zonas de clima mïs favorable. De este modo, a medida que los glaciares retrocedieron y las temperaturas subieron, las especies "ïrticas" adaptadas a temperaturas frïas se movieron hacia el norte o a ubicaciones mïs elevadas. Existen mïltiples evidencias de que los cambios climïticos que se producen como consecuencia del uso de combustibles fïsiles serïn demasiado rïpidos para permitir la reubicaciïn de los organismos vivos. El resultado serï la pïrdida extrema de especies y diversidad biolïgica global, con una tasa de extinciïn de especies mucho mïs elevada que la tasa de extinciïn de especies elevada provocada por la dispersiïn de nuestra civilizaciïn.

Hasta que se produzca el perfeccionamiento de alguna fuente energïtica completamente nueva, tal como la fusiïn, parecer que la mejor respuesta al enigma serïa una mayor conservaciïn acoplada con un uso exclusivo de los recursos energïticos renovables. La mayorïa de la energïa de nuestro planeta procede finalmente del sol. Por tanto, 25 la energïa solar en forma de electricidad fotovoltaica y el calentamiento solar son ideales. No obstante, la energïa solar directa no puede satisfacer todas nuestras necesidades. La energïa hidroelïctrica y la energïa accionada por el viento son otras dos formas de energïa renovable basada en el sol. Ninguna de estos recursos energïticos tiene como resultado cambios en el diïxido de carbono de la atmïsfera. La energïa de la biomasa (es decir, madera y otros materiales vegetales) puede ser el complemento ideal para la energïa solar. Esto parece resultar sorprendente debido a que, normalmente, la energïa de la biomasa se obtiene por medio de la combustiïn de la misma, y dicha combustiïn libera diïxido de carbono a la atmïsfera. No obstante, la biomasa es renovable. Si se llevan a cabo plantaciones verdes para producir biomasa, el nuevo material fijarï rïpidamente el diïxido de carbono liberado. De este modo, el diïxido de carbono se usa una y otra vez, y la cantidad total de diïxido de carbono atmosfïrico no... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para convertir biomasa celulïsica en una mezcla fïcilmente hidrolizable que comprende las etapas de:

formar un gel por medio de reticulaciïn de una disoluciïn acuosa de poli (alcohol vinïlico) ; combinar partïculas de biomasa con el gel de poli (alcohol vinïlico) reticulado para formar una mezcla de gelbiomasa; y homogeneizar-amasar la mezcla de gel-biomasa hasta que la biomasa se convierta en biomasa hinchada e hidratada en un estado de tipo gel susceptible de hidrïlisis enzimïtica.

2. El proceso de la reivindicaciïn 1, donde se forma gel de poli (alcohol vinïlico) por medio de adiciïn de iones de borato a la disoluciïn acuosa de poli (alcohol vinïlico) .

3. El proceso de la reivindicaciïn 1, donde las partïculas de biomasa tienen diïmetros medios menores de aproximadamente 100 micrïmetros.

4. El proceso de la reivindicaciïn 3, donde las partïculas de biomasa tienen diïmetros medios de aproximadamente 20-70 micrïmetros. 20

5. El proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, donde se aïaden enzimas de licuefeacciïn y sacaraficaciïn a la biomasa hinchada e hidratada para licuarla e hidrolizarla dando lugar a azïcares libres.

6. El proceso de la reivindicaciïn 1, donde las partïculas de biomasa constituyen aproximadamente un 40 % en peso 25 de la mezcla de gel-biomasa.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, que ademïs comprende una etapa de adiciïn periïdica de agua para reducir la viscosidad de la mezcla de gel-biomasa.