Biodegradazione enzimatica di biomasse lignocellulosiche per la produzione di biocarburante

L'utilizzo dei combustibili fossili in ambito energetico è la causa principale dell'inquinamento globale, quindi diverse industrie stanno cercando di contrastare gli effetti negativi derivanti dall'uso massiccio di queste risorse dirigendosi verso un'industrializzazione più ambientalista. Nella società moderna si sta quindi facendo sempre più uso di biocarburanti, cioè carburanti derivati dalla lavorazione di biomasse sia animali che vegetali che formano un tipo di combustibile rinnovabile poiché non necessita di tempi dell'ordine di milioni di anni per la formazione e possiede un limitato impatto ambientale. L'obbiettivo di questo elaborato è quello di determinare i processi chimici mediante i quali è possibile ricavare a partire da biomasse lignocellulosiche un biocarburante valido per le industrie in termini di produttività e capacità energetiche. Verranno studiati metodi chimici per la biodegradazione dei due fondamentali componenti lignocellulosici: per la lignina si analizzeranno i processi di depolimerizzazione tramite pirolisi e solventi supercritici (CO₂/acetone/acqua) che non prevedono l'uso di enzimi esterni e laccasi e Dyp perossidasi (di tre tipi LiP lignina perossidasi, MnP manganese perossidasi e VP perossidasi versatile) che invece sfruttano una componente enzimatica per degradare la parte cellulare della pianta; mentre per la degradazione in zuccheri fermentabili della cellulosa verrà analizzato un processo enzimatico, favorito rispetto all'idrolisi acida in quanto in grado di produrre meno sottoprodotti e operabile a condizioni di lavoro meno stringenti, che prevede l'uso di Cellulasi (divisa in tre principali componenti endoglucanasi, esoglucanasi, β-glucossidasi) e di un enzima ausiliario LPMO (Lytic polysaccharide monooxygenases) in grado di migliorare l'attività della Cellulasi stessa. Verrà infine analizzata la struttura della bioraffineria e i passaggi di pretrattamento, conversione e fermentazione che la materia lignocellulosica segue per poter diventare biocarburante.