Degradarea Materialelor Lignocelulozice

Introducere

În toate tarile Europei, au început sa fie utilizate diferite biomase lignocelulozice pentru producerea de energie regenerabila. Dintre acestea, putem aminti: reziduurile agricole (paie, paie ce contin dejectii) sau fractiuni din deseuri municipale solide disponibile în cantitatii mari, însa putin din acest potential este utilizat la momentul de fata. Nu toate deseurile au un continut adecvat tratarii lor cu ajutorul tehnicilor disponibile cum este digestia anaeroba, producerea de etanol sau valorificarea termica. În lucrarea de fata este prezentat un tablou general al optiunilor de utilizare a masei lignocelulozice atât pentru a produce biocombustibili, cât si pentru integrarea biomasei în procese de digestie anaeroba.

Pe plan mondial, în ultimii ani a crescut tot mai mult gradul de constientizare a publicului asupra schimbarilor climatice si a necesitatii reducerii impactului uman asupra mediului.Luarea în considerare a emisiilor de gaze de sera este strâns legata de actualul context al energiei. Dintre sursele potentiale de energie alternativa, lignocelulozele au fost identificate ca surse de prima importanta pentru biocombustibili si alte produse cu valoare adaugata Lignocelulozele sunt prezente în fractiuni mari de deseuri municipale solide, reiziduuri de la culturile agricole, gunoiul de grajd de la animale, resturi de lemne, deseuri forestiere sau culturi agricole energetice

Materialele lignocelulozice din diferite surse au o compoziţie variabilă, după cum rezultă din tabelul de mai jos

Materialul lignocelulozic Celuloza (%) Hemiceluloza (%) Lignina (%)

Tulpina de lemn tare 40 -55 24 - 40 18 - 25

Tulpina de lemn moale 45 - 50 25 - 35 25 -35

Coaja de nuca 25 - 30 25 - 30 30 -40

Stiulete de porumb 45 35 15

Hartie 85 -99 0 0 - 15

Paie de grau 30 50 15

Paie de orez 32,1 24 18

Rebuturi lemnoase sortate 60 20 20

Frunze 15 -20 80 - 85 0

Fibre din seminte de bumbac 80 - 95 5 - 20 0

Ziare 40 - 55 25 - 40 18 - 30

Reziduu de hartie de la prelucrarea chimica 60 - 70 10 - 20

Solide din rezidii primare apoase 8 - 15 NA 24 - 29

Borhot proaspat 33,4 30 18,9

Dejectii de porc 6 28 NA

Balegar solid de vita 1,6 – 4,7 1,4 – 3,3 2,7 – 5,7

Ierburi (valori medii) 25 - 40 25 - 50 10 - 30

CELULOZA

Celuloza este polizaharida cea mai raspindita in natura. Ea corespunde formulei(C6 H10 O5)n, in care n are valori cuprinse intre 700-800 si 2500-3000. Impreuna cu lignina si alte substante necelulozice , ea formeaza pereti celulelor vegetale si da plantei rezistenta mecanica si elasticitate.

Formarea celulozei in plante este rezultatul unui proces de biosinteza fotochimica. Procentual celuloza din plante variaza in limite foarte largi: 7-10% pentru unele plante leguminoase, 40-50% in paiele de cereale sau stuf, 40-60% in masa lemnoasa a diferitelor specii de arbori, pina la 85-99% in plante textile.

Celuloza se obtine in general din bumbac, lemn, stuf si paie.Cea mai pura varietate de celuloza se obtine din bumbac prin egrenarea(indepartarea semintelor) si apoi spalarea vatei din capsulele plantei de bumbac.Aceasta varietate este folosita aproape exclusiv in scopuri textile.

O celuloza mai putin pura se obtine din lemn, stuf sau paie. In acestea celuloza este amestecata cu diferiti componenti necelulozici, numiti irecruste(lignina, oligozaharide, ceruri, rasini etc.), care trebuie indepartati. Separarea se poate face cu ajutorul unor reactivi acizi sau bazici care dzolva incrustele, eliberind cea mai mare parte a materialului celulozic util. Printre reactivii folositi, cel mai intrebuintat este bisulfitul de calciu, Ca (HSO3)2 (in procedeul bisulfitic) sau amestecul de sulfat de sodiu si hidroxid de sodiu (in procedeul sulfat). Celuloza rezultata este supusa albirii si serveste la fabricarea hirtiei sau la chimizare; in tara noastra productia de celuloza se realizeaza in numeroase unitati industriale.