Produzione di bioetanolo di seconda generazione dalla canna comune (Arundo donax L.)

Lo scopo del presente lavoro è stato studiare l'effetto di temperatura, tempo di reazione e concentrazione di acido ossalico durante il pretrattamento della canna comune (Arundo donaxL.), su i) rilascio di zuccheri e composti inibitori dall'emicellulosa, ii) idrolisi enzimatica della cellulosa e iii) simultanea saccarificazione e fermentazione (SSF) della cellulosa utilizzando un complesso cellulase/β-glucosidase ed il ceppo di lievito Scheffersomyces (Pichia) stipitisCBS 6054. La fase di pretrattamento è stata ottimizzata utilizzando un disegno fattoriale completo (central composite design) con due parametri come input –Severity Factor (SF) e concentrazione di acido ossalico (0A). La temperatura di reazione è variata da 150 a 190°C, il tempo di reazione da 10 a 40 minuti e la concentrazione di acido dal 2 all 8% (peso/peso). La concentrazione di xilosio (g L–1) nell'idrolizzato emicellulosico è cresciuta fino a valori medi di SF e 0 A; a più alte severità di trattamento, l'acido acetico ed i composti di degradazione degli zuccheri sono aumentati linearmente all'aumentare del SF o della OA. L'idrolizzato emicellulosico pretrattato a SF 2,87 e 5,0% OA è stato utilizzato come substrato per la fermentazione ad opera di S. stipitis CBS6054. A pH 6,0, circa il 100% degli zuccheri presenti sono stati fermentati ad etanolo, ottenendo una concentrazione di 8,20 g/L–1dopo 48 ore di incubazione. Il tasso di conversione dei glucani a glucosio seguendo l'idrolisi enzimatica della cellulosa ha raggiunto il valore massimo di 95% a 4,05 SF e 5,0% 0A. Analogamente la SSF alle più alte severità di pretrattamento ha fatto registrare sia la resa che la concentrazione più elevata in etanolo, rispettivamente 75.3% e 18,0 g/L–1.