Valorizzazione di biomassa residua proveniente da impianto di bioraffineria : idrogenolisi della lignina a derivati aromatici a basso peso molecolare

Il lavoro di tesi riguarda l’estrazione e la valorizzazione di lignina proveniente da impianto di produzione di bioetanolo di seconda generazione. La materia prima utilizzata è costituita dai residui del trattamento industriale della biomassa, forniti a diversi step del processo di bioraffineria. Sono state studiate diverse forme di recupero della lignina presente negli scarti prodotti, seguendo i protocolli standard già sviluppati per questo tipo di lavorazione su matrici vegetali native. Le caratterizzazioni effettuate sui prodotti ottenuti (SEM ed EA) hanno indicano che in tutti casi la lignina recuperata dagli scarti industriali risulta seriamente contaminata da composti di diversa natura, fatto che ha reso necessario studiare una ulteriore fase di purificazione compatibile con l’applicazione industriale del processo. La lignina utilizzata nel successivo studio di idrogenolisi catalitica, è stata prodotta mediante precipitazione selettiva da soluzione alcalina, seguita da purificazione per estrazione intensiva con acqua (Soxhlet) dei contaminanti presenti a fine lavorazione. La seconda parte del lavoro ha riguardato lo studio di reazioni di idrogenolisi catalitica della lignina purificata con l’intento di convertirla in frammenti solubili a basso peso molecolare. Questo processo consente di deframmentare il polimero fino a fenoli sostituiti, preservando la catena laterale C3 delle unità strutturali di cui è costituito. Il processo studiato si basa sulla combinazione di due catalizzatori metallici abbinati ad un opportuno solvente alcolico avente funzione di datore di idrogeno. I risultati ottenuti mediante l’abbinamento di Pd/C, Ni(II) acetato e 1,2 –propandiolo, hanno consentono un recupero di lignina solubile per oltre il 70%, valore nettamente superiore ai dati riportati in letteratura per analoghi processi su lignina nativa, di cui il 50% risulta costituito da frammenti a basso peso molecolare. I derivati fenolici attesi sono stati riconosciuti via GC-MS, mentre altri derivati a basso peso molecolare presenti nella miscela di reazione devono essere ancora caratterizzati. Possibili indagini future riguardano l’analisi quantitativa dei composti leggeri ottenuti, l’ottimizzazione del sistema catalitico, il recupero del catalizzatore e la caratterizzazione della frazione di lignina solubile, costituita da frammenti poli aromatici, suscettibile di ulteriori trasformazioni.