امروز روند فعالیت‌هایِ صنعتیِ تبدیلِ مواد قندی به فرآورده‌های ارزشمند، به سمت استفاده از زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی است. دلیل این امر، فراوانی و تجدیدپذیری منابع آن‌هاست. محصولات کشاورزی، تولیدات جنگلی، و ضایعات صنایع کاغذ همگی جزء این منابع هستند. زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی که متشکل از سلولز، همی‌سلولز و لیگنین هستند، ارزان قیمت‌اند و به کمک فرایندهای به خصوص، به مواد واسطه تبدیل می‌شوند. سپس می‌توان آن‌ها را وارد جریان اقتصاد زیستی نمود. سلولز و همی‌سلولز، قابلیت تبدیل شدن به گلوکز و دیگر قندها را دارند. از لیگنین هم می‌توان به بنزن اکسیژنه شده دست یافت.
خواص زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی، باعث شده که یک سری چالش‌ها در تبدیل این مواد به وجود آید. پیوندهای شیمیایی موجود در این زیست‌توده‌ها، منجر به استحکام آن‌ها، و دشواری تبدیل آن‌ها به مواد واسطه شده.
فرایندهای مختلفی ابداع شده، اما در نهایت فرایندی تجاری می‌شود که از همه ساده‌تر، موثرتر، و اقتصادی‌تر باشد.سادگی بیشتر فرایند، قابلیت افزایش مقیاس آن را بیشتر می‌کند.
روش‌های فعلی اکثرا بر مبنای تبدیل‌های ترموشیمیایی و آنزیمی است. بر اساس پژوهش‌ها و آمار فرایندهای موجود، می‌توان تکنیک‌های تبدیل زیست‌توده‌های لیگنوسلولزی را، بر اساس سادگی و اقتصادی بودن فرایند، به ترتیب زیر مرتب نمود:
۱️⃣ کاهش اندازه ذرات
۲️⃣ استفاده از تنش
۳️⃣ غلظت دادن
۴️⃣ استفاده از دمای بالا
۵️⃣ استفاده از فشار بالا
۶️⃣ استفاده از حلال‌ها
۷️⃣ استفاده از کاتالیست‌های قابل احیا
۸️⃣ استفاده از آنزیم‌ها، فعال‌سازها و بهبود دهنده‌ها pH
بررسی‌ها نشان می‌دهد که استفاده از روش‌های تخریب فیزیکی با وجود مصرف زیاد انرژی، بر روش‌های شیمیایی برتری دارد.
روش‌های شیمیایی به دلیل وجود واکنش‌های نامطلوب، نیاز به واحدهای جداسازی و بازیابی دارند؛ در نتیجه منجر به افزایش هزینه در پایین دست فرایند می‌شوند.
از روش‌های فیزیکی، می‌توان به کاهش اندازه، تنش شدید، اختلاف فشار زیاد و استفاده از امواج فراصوت اشاره کرد.
استفاده از آنزیم‌ها منجر به خلوص بالای محصول و موثر بودن فرایند می‌شود، اما این امر مستلزم غلظت زیاد آنزیم است که باعث غیراقتصادی شدن فرایند می‌شود؛ چرا که آنزیم‌ها گران هستند.
در نهایت، همان طور که اشاره شده، فرایندی تجاری می‌شود که از تکنیک‌های موثر، ساده و اقتصادی بهره ببرد. در این متن سعی بر این بود که تکنیک‌های مختلف به طور بسیار خلاصه، از منظر قابلیت تجاری شدن مقایسه شوند.
ترجمه: سینا سلطانی
