Language
Country/Area
No result found
La struttura segreta delle piante: perché le fibre di legno sono così importanti per la produzione di biocarburanti?
La lignocellulosa è una materia prima ampiamente disponibile sulla Terra ed è estremamente importante per la produzione di biocarburanti. La fibra di legno è composta da tre componenti principali: cellulosa, emicellulosa e lignina. Ciascuno di questi componenti ha proprietà chimiche uniche, rendendo la lavorazione e l'applicazione della fibra di legno piena di sfide.
La fibra di legno è un composto di tre componenti chimici, che la rende sorprendentemente resistente alla degradazione, un fenomeno noto come "refrattarietà".
La lignina è un polimero altamente eterogeneo e altamente reticolato, composto principalmente da 3 a 4 monomeri, il cui rapporto varia da specie a specie. Poiché la struttura chimica della lignina è ricca di proprietà aromatiche, è relativamente resistente all'acqua e rigida.
Il valore della lignina è generalmente apprezzato, ma di solito è considerata un combustibile e il suo utilizzo non è stato pienamente compreso.
L'emicellulosa è composta da polisaccaridi ramificati, solitamente legati alla lignina attraverso legami esterei dell'acido uronico, che rendono più difficile l'estrazione degli zuccheri fenolici dalle fibre del legno. Essendo la seconda fonte di polisaccaridi nelle piante, la cellulosa ha scarsa solubilità in acqua, ma può essere estratta mediante degradazione chimica o biologica.
Colture energetiche speciali e applicazioni
Molte colture sono interessanti perché forniscono rendimenti elevati di biomassa, inclusi alberi e alcune erbe come Spartina (Miscanthus giganteus) e canna da zucchero che possono essere raccolte più volte all'anno. La canna da zucchero non è solo una ricca fonte di zucchero, ma produce anche bagassa con fibra legnosa come sottoprodotto.
Il potenziale dei biocarburanti
L'uso delle fibre di legno come energia ha una lunga storia. Dalla metà del XX secolo, l'interesse delle persone per la raffinazione dei combustibili liquidi dalle fibre di legno è gradualmente aumentato. In particolare, l’etanolo prodotto dalla fermentazione della lignocellulosa è visto come un complemento ai combustibili fossili. Tuttavia, la fonte della fibra di legno ha un impatto diretto sulle sue proprietà di neutralità del carbonio.
La fibra di legno derivata dai residui vegetali prodotti ogni anno può essere considerata a zero emissioni di carbonio, mentre è difficile che la fibra di legno derivata dagli alberi raggiunga la neutralità del carbonio a breve termine.
L'etanolo non è l'unica opzione. Altri combustibili derivati dalle fibre di legno, tra cui butanolo e dimetilfurano, hanno un potenziale. Tuttavia, durante la produzione di etanolo, gli zuccheri presenti nelle fibre del legno rimangono spesso intrappolati nella struttura.
Prospettive di ricerca
La ricerca attuale mostra che dalle fibre di legno è possibile estrarre una varietà di sostanze chimiche, la maggior parte delle quali sono legate all'idrolisi della cellulosa. Inoltre, le fibre di legno vengono prese in considerazione anche per la produzione di biocompositi, come pannelli truciolari e compositi legno-plastica. Nelle aree in cui le risorse forestali sono scarse, l’utilizzo dei residui agricoli e delle segherie come materie prime per nuovi materiali compositi verdi diventerà una tendenza del futuro.
I biocompositi hanno attirato molta attenzione come alternative rinnovabili e a basso costo, in linea con la politica del "riciclo delle risorse".
Sebbene la fibra di legno debba ancora affrontare sfide legate ai biocarburanti e ad altre applicazioni, il suo enorme potenziale la rende una parte importante del futuro sviluppo sostenibile. Di fronte alla crescente domanda globale di energia e alle sfide ambientali, dobbiamo pensare a: come utilizzare al meglio queste risorse vegetali per promuovere il futuro sviluppo delle energie rinnovabili?
