Os biocombustíveis, como biogás, são cruciais para um futuro sustentável e de energia verde. Biogás pode ser gerado a partir de resíduos abundantes de biomassa, por exemploResíduos de papelão ondulado (CBW), que surgiram devido ao crescimento do comércio eletrônico. A digestão anaeróbica (AD) do CBW para gerar biogás é desafiada pela etapa de limitação da taxa da hidrólise enzimática e restrições de transporte de massa sólidas. Para resolver essas questões, a hidrólise ácida dos componentes de carboidratos de CBW para uma mistura de açúcar solúvel em água é uma alternativa mais eficiente. A hidrólise do ácido típico emprega ácido sulfúrico derivado de combustível fóssil como catalisador, que é insustentável e pode inibir bioprocessos a jusante. Aqui, relatamos uma nova estratégia de pré-tratamento mecanoquímica-microwave que supera efetivamente a restrição de transporte de massa da hidrólise enzimática. Substituímos o ácido sulfúrico comumente usado por um ácido orgânico renovável (por exemploácido oxálico) como um catalisador verde. Nosso novo processo com um catalisador verde exibe várias vantagens. O novo tratamento mecanoquímico que alavanca o efeito catalítico durante a moagem diminui com eficiência o tamanho do CBW, desintegra sua estrutura e dispersa o catalisador ácido em partículas de CBW. A adição de ácido oxálico facilita a transformação de dois efeitos duplos da celulose, reduzindo seu grau de polimerização e convertendo celulose cristalina em celulose amorfa reativa através da esterificação do grupo C6-OH, que perturba as ligações intra- e intermoleculares. Com base nisso, a hidrólise assistida por microondas quebra ainda mais a celulose, onde o ácido oxálico sofre desprotonação para formar íons hidrônios, facilitando a clivagem de ligações glicosídicas β-1,4 e liberando produtos de glicose. Esse processo integrado aprimora a eficiência geral e permite um pré -tratamento muito mais verde. Como resultado, a estrutura do complexo recalcitrante da CBW é efetivamente quebrada, alcançando um notável rendimento de açúcar de 52,3 g por 100 g de CBW seco. O anúncio do CBW tratado, sem etapas adicionais de separação, produziu biogás com um alto teor de metano de 69,9%, que é comparável ao da alimentação de glicose pura de controle. Notavelmente, essa abordagem de mistura inteira simplifica significativamente o processo e aumenta a produção inicial de metano sem comprometer o potencial de produção de metano a longo prazo. Além disso, a avaliação do ciclo de vida revela que o processo tem um potencial de aquecimento international comparável ao dos processos tradicionais de gerenciamento de resíduos, e o catalisador de ácido oxálico tem um impacto ambiental menor que o ácido sulfúrico, mostrando assim promessa de maior sustentabilidade.
