Un défi majeur à la production commerciale d'éthanol cellulosique concerne la décomposition rentable de la structure complexe et récalcitrante de la lignocellulose en ses composants par des méthodes de prétraitement - physiques, chimiques, physico-chimiques, biologiques et diverses combinaisons de ceux-ci. Le type et les conditions d'un prétraitement ont un impact sur les processus en amont tels que la réduction de la taille ainsi que sur les processus en aval tels que l'hydrolyse enzymatique et les charges enzymatiques, et en tant que tel, le choix d'une méthode de prétraitement pour une biomasse spécifique (ou un mélange de matériaux) est influencé par plusieurs facteurs tels que la préservation des glucides et la digestibilité, les rendements en sucre et en éthanol, la consommation d'énergie, les coûts des équipements et des solvants, l'élimination et la qualité de la lignine, la formation de produits de dégradation du sucre/lignine, la production de déchets et l'utilisation de l'eau, entre autres. Ce chapitre examine les méthodes physico-chimiques connues et émergentes de fractionnement de la biomasse en ce qui concerne la description et les applications du processus, les avantages et les inconvénients, ainsi que les innovations récentes utilisées pour améliorer les rendements en sucre, la durabilité environnementale et l'économie des processus.

Un desafío importante para la producción comercial de etanol celulósico se refiere a la descomposición rentable de la estructura compleja y recalcitrante de la lignocelulosa en sus componentes mediante métodos de pretratamiento: físico, químico, físico-químico, biológico y varias combinaciones de los mismos. El tipo y las condiciones de un pretratamiento afectan tanto a los procesos anteriores, como a la reducción de tamaño, como a los procesos posteriores, como la hidrólisis enzimática y las cargas enzimáticas, y como tal, la elección de un método de pretratamiento para una biomasa específica (o mezcla de materiales) está influenciada por varios factores, como la conservación y digestibilidad de carbohidratos, los rendimientos de azúcar y etanol, el consumo de energía, los costos de equipos y disolventes, la eliminación y calidad de la lignina, la formación de productos de degradación de azúcar/lignina, la producción de desechos y el uso de agua, entre otros. Este capítulo revisa los métodos fisicoquímicos de fraccionamiento de biomasa conocidos y emergentes con respecto a la descripción y las aplicaciones del proceso, las ventajas y desventajas, así como las innovaciones recientes empleadas para mejorar los rendimientos de azúcar, la sostenibilidad ambiental y la economía del proceso.

A major challenge to commercial production of cellulosic ethanol pertains to the costeffective breakdown of the complex and recalcitrant structure of lignocellulose into its components by pretreatment methods-physical, chemical, physico-chemical, biological and various combinations thereof.The type and conditions of a pretreatment impacts both upstream processes such as size reduction as well as downstream processes such as enzymatic hydrolysis and enzyme loadings, and as such the choice of a pretreatment method for a specific biomass (or mix of materials) is influenced by several factors such as carbohydrate preservation and digestibility, sugar and ethanol yields, energy consumption, equipment and solvent costs, lignin removal and quality, formation of sugar/lignin degradation products, waste production, and water usage, among others.This chapter reviews both well-known and emerging physico-chemical methods of biomass fractionation with regards to process description and applications, advantages and disadvantages, as well as recent innovations employed to improve sugar yields, environmental sustainability and process economics.

يتعلق التحدي الرئيسي للإنتاج التجاري للإيثانول السليولوزي بالتحلل الفعال من حيث التكلفة للهيكل المعقد والمتمرد لليجنوسليلوز إلى مكوناته من خلال طرق المعالجة المسبقة - الفيزيائية والكيميائية والفيزيائية والكيميائية والبيولوجية وتوليفات مختلفة منها. يؤثر نوع وشروط المعالجة المسبقة على كل من عمليات المنبع مثل تقليل الحجم وكذلك العمليات النهائية مثل التحلل المائي الإنزيمي وتحميل الإنزيمات، وعلى هذا النحو، فإن اختيار طريقة المعالجة المسبقة لكتلة حيوية معينة (أو مزيج من المواد) يتأثر بعدة عوامل مثل الحفاظ على الكربوهيدرات وقابليتها للهضم، ومحاصيل السكر والإيثانول، واستهلاك الطاقة، وتكاليف المعدات والمذيبات، وإزالة اللجنين وجودته، وتشكيل منتجات تحلل السكر/اللجنين، وإنتاج النفايات، واستخدام المياه، من بين أمور أخرى. يستعرض هذا الفصل كلا من الأساليب الفيزيائية والكيميائية الناشئة لتجزئة الكتلة الحيوية فيما يتعلق بوصف العملية وتطبيقاتها ومزاياها وعيوبها، بالإضافة إلى الابتكارات الحديثة المستخدمة لتحسين محاصيل السكر، والاستدامة البيئية والعمليات الاقتصادية.