A bioconversão da biomassa em misturas de álcool pode ser realizada usando o processo MixAlco.Através da bioconversão de biomassa para um combustível de álcool misto, mais energia da biomassa vai acabar como combustíveis líquidos do que na conversão de biomassa para etanol por fermentação de levedura.

O processo envolve um método biológico / químico para converter qualquer material biodegradável (por exemplo, resíduos urbanos, como resíduos sólidos urbanos, resíduos biodegradáveis ​​e lodo de esgoto, resíduos agrícolas como palha de milho, bagaço de cana, algodão descaroçador de gin, esterco) em útil produtos químicos, tais como ácidos carboxílicos (por exemplo, ácido acético, propiônico, butírico), cetonas (por exemplo, acetona, metil etil cetona, dietil cetona) e biocombustíveis, como uma mistura de álcoois primários (por exemplo, etanol, propanol, n-butanol ) e / ou uma mistura de álcoois secundários (por exemplo, isopropanol, 2-butanol, 3-pentanol). Por causa dos muitos produtos que podem ser produzidos economicamente, este processo é uma verdadeira biorrefinaria.

O processo usa uma cultura mista de microrganismos naturais encontrados em habitats naturais, como o rúmen de bovinos, cupins e pântanos marinhos e terrestres para digerir anaerobicamente a biomassa em uma mistura de ácidos carboxílicos produzidos durante os estágios acidogênico e acetogênico da digestão anaeróbia, no entanto, com a inibição do estágio final metanogênico. Os métodos mais populares de produção de etanol e etanol celulósico utilizam enzimas que devem ser isoladas primeiro para serem adicionadas à biomassa e assim converter o amido ou celulose em açúcares simples, seguido pela fermentação de levedura em etanol. Este processo não precisa da adição de enzimas como esses microorganismos fazem seus próprios.

Como os microoganismos digerem anaerobicamente a biomassa e a convertem em uma mistura de ácidos carboxílicos, o pH deve ser controlado. Isto é feito pela adição de um agente tamponante (por exemplo, bicarbonato de amónio, carbonato de cálcio), produzindo assim uma mistura de sais carboxilato. A metanogênese, sendo o estágio final natural da digestão anaeróbica, é inibida pela presença dos íons de amônio ou pela adição de um inibidor (por exemplo, iodofórmio). O caldo de fermentação resultante contém os sais carboxilatos produzidos que devem ser desidratados. Isto é conseguido eficientemente pela evaporação por compressão de vapor. Além disso, a refinação química do caldo de fermentação desidratado pode ocorrer dependendo do produto químico final ou biocombustível desejado.

A água destilada condensada do sistema de evaporação por compressão a vapor é reciclada de volta para a fermentação. Por outro lado, se esgoto bruto ou outras águas residuais com alta DBO em necessidade de tratamento são usadas como água para a fermentação, a água destilada condensada da evaporação pode ser reciclada de volta para a cidade ou para a fonte original da alta – desperdício de água. Assim, esse processo também pode servir como uma instalação de tratamento de água, enquanto produz produtos químicos valiosos ou biocombustíveis.

Como o sistema utiliza uma cultura mista de microrganismos, além de não necessitar de nenhuma adição de enzimas, a fermentação não requer esterilidade ou condições assépticas, tornando este passo diante do processo mais econômico do que em métodos mais populares para a produção de etanol celulósico. Essas economias no front end do processo, onde os volumes são grandes, permitem flexibilidade para futuras transformações químicas após o desaguamento, onde os volumes são pequenos.

Ácidos carboxílicos
Ácidos carboxílicos podem ser regenerados a partir dos sais de carboxilato usando um processo conhecido como “ácido que salta”. Este processo faz uso de uma amina terciária de alto peso molecular (por exemplo, trioctilamina), que é trocada com o cátion (por exemplo, amônio ou cálcio).O carboxilato de amina resultante pode então ser decomposto termicamente na própria amina, que é reciclada, e o correspondente ácido carboxílico. Desta forma, teoricamente, não são consumidos produtos químicos ou resíduos produzidos durante esta etapa.

Cetonas
Existem dois métodos para produzir cetonas. O primeiro consiste em converter termicamente os sais de carboxilato de cálcio nas cetonas correspondentes. Este foi um método comum para a produção de acetona a partir de acetato de cálcio durante a Primeira Guerra Mundial. O outro método para produzir cetonas consiste em converter os ácidos carboxílicos vaporizados em um leito catalítico de óxido de zircônio.

Álcoois
Álcoois primários
O resíduo não digerido da fermentação pode ser usado na gaseificação para produzir hidrogênio (H2). Este H2 pode então ser usado para hidrogenizar os ésteres sobre um catalisador (por exemplo, cromita de cobre), que são produzidos por esterificação dos sais de carboxilato de amônio (por exemplo, acetato de amônio, propionato, butirato) ou os ácidos carboxílicos (por exemplo, acético, propiônico ácido butírico) com um álcool de alto peso molecular (por exemplo, hexanol, heptanol). A partir da hidrogenólise, os produtos finais são o álcool de alto peso molecular, que é reciclado de volta para a esterificação, e os álcoois primários correspondentes (por exemplo, etanol, propanol, butanol).

Álcoois Secundários
Os álcoois secundários (por exemplo, isopropanol, 2-butanol, 3-pentanol) são obtidos por hidrogenação sobre um catalisador (por exemplo, níquel de Raney) das correspondentes cetonas (por exemplo, acetona, metil etil cetona, dietil cetona).

Biocombustíveis drop-in
Os álcoois primários ou secundários obtidos conforme descrito acima podem sofrer conversão para biocombustíveis drop-in, combustíveis que são compatíveis com a infraestrutura atual de combustíveis fósseis, como a biogasolina, o diesel verde e o combustível biojato. Tal é feito submetendo os álcoois a desidratação seguida de oligomerização utilizando catalisadores de zeólito de um modo semelhante ao processo metanex, que foi utilizado para produzir gasolina a partir de metanol na Nova Zelândia.

Ácido acético versus etanol
As fábricas de etanol celulósico são obrigadas a ser exportadoras líquidas de eletricidade, porque uma grande parte da biomassa lignocelulósica, a lignina, permanece não digerida e deve ser queimada, produzindo eletricidade para a usina e excesso de eletricidade para a rede. À medida que o mercado cresce e essa tecnologia se torna mais difundida, o acoplamento do combustível líquido e dos mercados de eletricidade se tornará cada vez mais difícil.

O ácido acético, ao contrário do etanol, é biologicamente produzido a partir de açúcares simples, sem a produção de dióxido de carbono:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2 CH ₃ CH ₂ OH + 2 CO ₂
(Produção biológica de etanol)

C ₆ H ₁₂ O ₆ → 3 CH ₃ COOH
(Produção biológica de ácido acético)

Por causa disso, em massa, os rendimentos serão maiores do que na fermentação de etanol. Se, então, o resíduo não digerido (principalmente lignina) é usado para produzir hidrogênio por gaseificação, é assegurado que mais energia da biomassa acabará como combustíveis líquidos em vez de excesso de calor / eletricidade.

3 CH ₃ COOH + 6 H _2? 3 CH ₃ CH ₂ OH + 3 H ₂ O
(Hidrogenação do ácido acético)

C ₆ H ₁₂ O ₆ (da celulose) + 6 H ₂ (da lignina) → 3 CH ₃ CH ₂ OH + 3 H ₂ O
(Reação geral)
Uma descrição mais abrangente da economia de cada um dos combustíveis é dada nas páginas álcool combustível e etanol combustível, mais informações sobre a economia de vários sistemas podem ser encontradas na página central de biocombustível.

Fase de desenvolvimento
O sistema está em desenvolvimento desde 1991, passando da escala de laboratório (10 g / dia) para a escala piloto (200 lb / dia) em 2001. Uma pequena planta em escala de demonstração (5 ton / dia) foi construída e é em operação e uma planta de demonstração de 220 ton / dia é esperada para 2012.