Tetrahydrofuraan.

Biobrandstof maken van houtige biomassa kan dertig procent goedkoper als je tetrahydrofuraan gebruikt als cosolvent bij de voorbehandeling. Zo heb je namelijk een factor tien minder enzymen nodig, schrijven Charles Wyman en collega’s van de UC Riverside in ChemSusChem.

Die enzymen breken cellulose en hemicellulose in de biomassa af tot suikers die je in een fermentor kunt laten vergisten tot ethanol. Maar die fracties zitten verstopt in onverteerbare lignine. De huidige voorbehandelingsprocessen gebruiken meestal een combinatie van hitte en zwavelzuur om deze lignine open te breken. Maar dat lukt nooit helemaal: er blijft een vrij grote hoeveelheid (hemi)cellulose over waar de enzymen nog steeds niet bij kunnen. Je kunt de suikeropbrengst verhogen door er méér enzymen bij te doen, maar het gevolg is wel dat je uiteindelijk alleen al aan enzymen een kwartje kwijt bent per liter ethanol.

Wyman schrijft nu dat je de lignine veel effectiever kunt afbreken door tetrahydrofuraan (THF) door het zwavelzuur te doen. Dat oplosmiddel mengt met water maar is veel vluchtiger, zodat je het er na afloop eenvoudig weer uit kunt stoken om het opnieuw in het proces te gebruiken. Bijkomend voordeel is dat de ligninefractie dan vanzelf neerslaat uit het resterende water, zodat je die óók meteen in zuivere vorm in handen krijgt om er iets nuttigs mee te doen.

Waarom lignine zo goed oplost in een mix van THF en zwavelzuur blijft een beetje onduidelijk. Maar volgens Wyman maakt zijn ‘co-solvent enhanced lignocellulosic fractionation’ (CELF) het mogelijk om 95 procent van de theoretische suikeropbrengst uit maisafval te halen. Daarvoor is 2 mg enzym per gram glucanen al genoeg, als je het 14 dagen laat inweken. Zonder THF heb je na die tijd maar 70 procent van je suikers in handen.

Verhoog je de enzymdosering tot 15 mg, dan heb je zonder THF na 14 dagen 85 procent van je suikers. Mét THF blijft het 95 procent, maar dat maximum bereik je dan al na twee dagen.

Of het ook op industriële schaal werkt is nog even afwachten, maar het bewijst in elk geval dat de mogelijkheden van het spelen met simpele oplosmiddelen nog lang niet zijn uitgeput.

bron: UC Riverside