A celulose é a principal substância da parede celular da planta e é responsável pela resistência à tracção da biomassa. Em termos de quantidade, é o maior polímero do mundo. A celulose é constituída por 42% de carbono, 6% de hidrogénio e 52% de oxigénio. Tem um valor calorífico de cerca de 17,3 MJ/kg. Dependendo da espécie vegetal em consideração, o teor de celulose da madeira em celulose situa-se entre 40 e 49 por cento, e entre 23 e 43 por cento para os combustíveis de talo. A tabela 1 mostra o conteúdo de celulose de diferentes plantas.
| Planta | Celulose |
|---|---|
| Fábricas de madeira | Dados em percentagem de peso |
| Abeto | 42,3 |
| Pinho | 41,9 |
| Abeto | 41 |
| Cinzas | 40,2 |
| Faia | 45,4 |
| Bétula | 40,9 |
| Álamo | 48,4 |
| Salgueiro | 42,9 |
| Plantas perseguidas | Dados em percentagem de matéria seca |
| Palha de trigo | 38 |
| Relva da Pradaria | 37 |
| Miscanthus | 43 |
| Leite doce | 23 |
| Festuca tubular | 25 |
| Palha de milho | 38 |
As matérias-primas à base de celulose podem ser utilizadas tanto energeticamente como materialmente. As matérias-primas à base de celulose são utilizadas como materiais de construção, alimentação animal, na indústria alimentar ou na produção de papel. O uso energético inclui a utilização como combustível, bem como a produção de bioetanol. Várias madeiras duras e macias, palha e resíduos orgânicos correspondentes são concebíveis para utilização na produção de etanol.
A dificuldade na produção de bioetanol reside na degradação da celulose, uma vez que esta está frequentemente presente em combinação com a hemicelulose e a lignina. São necessários processos complexos de digestão para separar estes compostos para processamento em bioetanol. Mas também a degradação da celulose pura à glicose é difícil devido à sua estrutura cristalina. A digestão pode ser realizada por processos de hidrólise catalisada enzimaticamente ou catalisada por ácido. Na hidrólise catalisada enzimaticamente, a celulose é convertida em glicose através da aplicação de enzimas. É necessário um pré-tratamento químico, mecânico ou térmico da celulose. Isto assegura uma penetração rápida e profunda das enzimas no material e destrói a estrutura cristalina. A celulose torna-se assim acessível para a hidrólise catalisada enzimaticamente. A hidrólise catalisada por ácido utiliza ácido para converter celulose e hemicelulose em glicose. A vantagem aqui é a conversão mais rápida do material de partida. Contudo, em condições técnicas, formam-se subprodutos (por exemplo, açúcar C5), que são mais difíceis de converter no decurso do processo.
Celulose
cellulose