Entrevista – Biotecnologia entra em cena para fazer etanol de biomassa no Brasil

A indústria química DSM, de origem holandesa, foi selecionada para fornecer as leveduras que transformarão em etanol os açúcares derivados de celulose e hemicelulose, obtidos de biomassa de cana-de-açúcar, a etapa final do processo que será montado pela GraalBio (da família Gradin)em Alagoas. Anunciada em 23 de maio, trata-se da primeira iniciativa em escala comercial para a produção do chamado etanol de segunda geração no Hemisfério Sul.

Petróleo & Energia, Frank Nadini, Diretor de desenvolvimento de negócios da DSM Bio-based Products & Services, Entrevista - Biotecnologia entra em cena para fazer etanol de biomassa no Brasil
Nadini: leveduras da DSM participam do projeto da GraalBio

Embora o país tenha posição destacada na produção de etanol – é o segundo maior produtor mundial, atrás dos Estados Unidos, e o primeiro entre os que usam a cana-de-açúcar –, o aproveitamento do bagaço, folhas e ponteiros para isso ainda não decolou. Caso todo esse material fosse convertido em etanol, seria possível duplicar a produção nacional do álcool sem plantar um único pé de cana adicional.

Os Estados Unidos ofereceram incentivos aos produtores de biocombustíveis e começam a obter resultados importantes. A DSM estabeleceu parceria com a produtora de biocombustíveis Poet para iniciar, no segundo semestre de2013, aprodução de 20 milhões de galões (72 milhões de litros) por ano de etanol obtido de biomassa de milho em Iowa (EUA), após investimentos de US$ 250 milhões. Nesse caso, além das leveduras, a DSM também fornecerá as enzimas que desdobram a celulose e a hemicelulose em açúcares menores (hexoses e pentoses), de fermentação direta por leveduras. A Poet-DSM Advanced Biofuels implantará, no futuro, unidades semelhantes ao lado de cada uma das 26 plantas de etanol de milho da Poet naquele país.

“É preciso ajustar o coquetel de enzimas e leveduras para se obter a maior eficiência de conversão em cada caso”, comentou Frank Nadini, diretor de desenvolvimento de negócios para a América Latina da DSM Bio-based Products & Services. Falando bom português, embora trabalhe no Brasil há menos de dez anos, tendo passado pela unidade de produção de elastômeros da companhia em Triunfo-RS, ele explicou que o processo da Poet é semelhante ao que será adotado pela Graal, porém terá diferenças marcantes na fase inicial. “Como eles usarão o milho, o pré-tratamento não será o mesmo para preparar a biomassa de cana aqui no Brasil”, disse.

A GraalBio comprou a licença tecnológica do processo Proesa, da Beta Renewables (associação entre a Chemtex, do grupo italiano Mossi&Ghisolfi, e a TPG Biotech), a mesma que está sendo usada na construção de uma planta para 20 milhões de galões de etanol de segunda geração em Crescentino (Itália), com partida prevista para o final deste ano. Com a tecnologia, vieram os parceiros do licenciador, a Novozymes (enzimas) e a DSM (leveduras). A futura unidade brasileira terá capacidade para 82 milhões de litros/ano, com previsão de iniciar a produção no final de 2013, após investimentos de R$ 300 milhões.

“Poderíamos vender as enzimas também, como faremos no projeto de Iowa, mas, tanto no Brasil como em Crescentino, a responsabilidade pela integração das tecnologias é da Beta/Chemtex”, salientou Nadini.

O pré-tratamento escolhido pela tecnologia Proesa é a explosão das fibras vegetais mediante a aplicação de vapor em alta pressão, dentro de um reator específico. Segundo os licenciadores, essa tecnologia tem a vantagem de não incluir produtos químicos que possam interferir nas etapas seguintes, caso das digestões ácidas ou alcalinas, bem como da aplicação de fungos e enzimas específicas. Nessa fase do processo, o objetivo é romper a estrutura das células vegetais, protegida por uma resistente camada de lignina. Ela obstrui o acesso às moléculas de celulose e hemicelulose, de fácil aproveitamento em processos fermentativos.

Após a ruptura e separação da lignina, ela não é desperdiçada. Os processos preveem seu aproveitamento em caldeiras alimentadas a biomassa, a exemplo dos equipamentos que queimam o licor negro nas indústrias de celulose. “Com isso, a cogeração de eletricidade não é prejudicada pelo aproveitamento químico do bagaço”, considerou Nadini. Aliás, como o governo federal forçou para baixo o preço do kW gerado pela queima de biomassa, o uso químico acabou sendo incentivado.

A DSM foi qualificada pelo BNDES para fornecer tecnologia para projetos de investimento em etanol celulósico e também em derivados químicos de biomassa de cana, dentro do escopo da valorização da cadeia produtiva de açúcar e álcool no país. No primeiro caso, a companhia pode fornecer enzimas e leveduras, atividade na qual já possui larga experiência. “Queremos estabelecer convênios e parcerias com empresas que entendam de bagaço e palha e de como fazer o pré-tratamento”, comentou. A companhia não tem a intenção de investir em usinas de álcool convencional, segundo Nadini.

Apesar de dominar a tecnologia das leveduras, falta à DSM verificar qual será o impacto das cepas naturais, indígenas, sobre as cepas melhoradas geneticamente. A base é sempre a boa e velha Saccharomyces cerevisiae. “As leveduras apresentam alta capacidade de multiplicação e suportam bem a competição com outros micro-organismos e as variações ambientais, por isso são geralmente preferidas nos processos fermentativos industriais, embora também possam ser aplicados fungos e bactérias, dependendo de cada caso”, comentou.

As cepas melhoradas pela DSM conseguem fermentar simultaneamente os açúcares C5 e C6, inclusive a arabinose e a xilose. Nadini admite que o tempo de fermentação dos derivados celulósicos é maior que as oito horas geralmente requeridas pela fermentação usual da sacarose (açúcar da cana). Esse período de tempo também varia com o grau de conversão desejado para o processo. “É possível converter 100% dos açúcares em etanol, mas isso nem sempre é economicamente desejável, porque pode requerer a aplicação de mais enzimas, encarecendo a operação”, calculou. Ele afirmou que os últimos 7% de eficiência de conversão são os mais difíceis de se alcançar.

Embora pudesse ser conduzido de forma contínua, o processo a ser adotado pela GraalBio terá a configuração de bateladas. “Cada um deles tem suas vantagens e desvantagens, mas, em ambos os casos, é preciso garantir que as leveduras modificadas não sejam liberadas para o ambiente, de acordo com as normas da CNTBio”, informou. Além disso, é preciso olhar para os custos de produção, pois a meta é vender o álcool de segunda geração com o mesmo preço do obtido pelo processo tradicional.

Biorrefinarias – No segundo caso de aprovação pelo BNDES, as biorrefinarias, a DSM começa a alcançar avanços significativos na Europa. Em parceria com a Roquette, está sendo montadaem Cassano Spinola (Itália) uma unidade de escala comercial (10 toneladas por ano) de ácido succínico oriundo de fonte biotecnológica. Com início de obras anunciado para o começo de maio, a planta deve produzir ainda em 2012. “Estamos trabalhando nisso há oito anos e já temos uma planta de demonstração na França, agora estamos fazendo o scale-up que, se tudo correr bem, permitirá a construção de unidades cada vez maiores”, explicou.

O ácido succínico, como explicou Nadini, é um importante building block verde, ou seja, molécula que dá origem a várias substâncias úteis. No caso do succínico, podem ser obtidos o butanodiol e o ácido adípico, produtos usados para a produção de polímeros, resinas, alimentos e ingredientes farmacêuticos, hoje obtidos pela via sintética, por meio de derivados de petróleo. “Como indústria química centenária, nós queremos unir os conhecimentos de química aos da biotecnologia, gerando produtos da chamada white chemistry, para substituição imediata (drop in) de moléculas idênticas, porém menos sustentáveis”, ressaltou.

Além do succínico, a DSM está desenvolvendo estudo com outras moléculas de origem biotecnológica para aproveitamento na indústria química. “Esses trabalhos ainda são tratados em caráter confidencial pela empresa”, disse. A produção do ácido succínico também será feita mediante a fermentação de açúcares (no caso, derivados de amido) com cepas engenheiradas da Saccharomices cerevisiae, aproveitando a base de dados adquirida há alguns anos pela DSM de outra empresa holandesa, especializada nessa área.

No caso do Brasil, a companhia procura parceiros (grupos usineiros) interessados em montar biorrefinarias. “Alguns empresários já perceberam que os produtos químicos apresentam um retorno financeiro mais estável durante o ano do que as commodities como etanol e açúcar”, comentou.

As iniciativas biotecnológicas têm importância crescente dentro da DSM. Segundo Nadini, a companhia opera com planos estratégicos para cinco anos e o atual, elaborado em 2010, tem por meta a obtenção de uma receita de um bilhão de euros em 2015, proveniente dos seus grupos de inovação em biotecnologia e produtos biomédicos (este mais forte nos EUA). “Nesse quadro, nossa atuação no país é muito importante, podemos ajudar a desenvolver a química verde por aqui e também contribuir para as metas estabelecidas pela Abiquim para2020”, considerou.

Nadini explicou que a produção de enzimas pode ser feita no local da aplicação, enquanto as leveduras geralmente são produzidas em alguns poucos centros de pesquisa e multiplicadas nos países onde serão usadas em processos industriais. “Com o avanço do etanol de segunda geração, a multiplicação também será feita aqui, pela DSM ou por terceiros qualificados”, comentou.

A DSM possui laboratórios próprios no Brasil, porém dedicados a outras divisões. O atendimento ao projeto da GraalBio exigirá a implantação de um laboratório da divisão biotecnológica para avaliar o comportamento das leveduras e as condições operacionais nas quais operam. A divisão tem laboratórios operando na Holanda e nos Estados Unidos, este para apoiar o projeto Poet-DSM.

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