Reator químico desenvolvido pela equipe para dividir a madeira em polpa de madeira e óleo de lignina.

[Imagem: KU Leuven]

 

Uma equipe interdisciplinar de bioengenheiros e economistas da Universidade de Leuven, na Bélgica, traçou um roteiro mostrando como a madeira poderia substituir o petróleo na indústria química.

Eles analisaram não apenas os requisitos tecnológicos, mas também se esse cenário seria financeiramente viável e como ele impactaria o meio ambiente.

Atualmente, o petróleo é mais barato do que a madeira. Assim, nossos plásticos, agentes de limpeza e materiais de construção são tipicamente feitos de componentes químicos derivados do petróleo.

Mas não há entraves técnicos para usar a madeira para produzir matérias-primas químicas necessárias para uma infinidade de produtos. De fato, Yuhe Liao e seus colegas fizeram os cálculos mostrando que pode ser financeiramente viável construir e manter uma biorrefinaria que converte madeira em blocos de construção químicos.

"O que há de tão especial neste estudo é que calculamos a viabilidade econômica de uma troca do petróleo pela madeira," reforçou o professor Bert Sels, coordenador da equipe.

Com um manejo florestal adequado, a madeira pode ser extraída de forma sustentável. "Além disso, como resultado do encolhimento da indústria de papel, atualmente existe um excedente de madeira na Europa," acrescentou Sels.

Também o custo ambiental do uso de madeira seria menor do que o uso de petróleo na indústria química, uma vez que os compostos feitos de madeira geram menos emissões de CO2. Além disso, produtos feitos com derivados de madeira podem armazenar CO2, assim como as árvores. "Como resultado, seria possível armazenar carbono do CO2 em plásticos - de preferência recicláveis," disse Sels.

Para extrair compostos químicos da madeira, a equipe construiu um biorreator no qual ela é primeiro dividida em uma pasta sólida de papel e um óleo líquido de lignina. A polpa pode ser usada para produzir biocombustíveis de segunda geração ou isolantes naturais, enquanto o óleo de lignina, assim como o petróleo, pode ser processado ainda mais para fabricar compostos químicos básicos, como fenol, propileno e componentes para criar tintas.

A lignina também pode ser usada para fazer compostos alternativos para plásticos. Os compostos químicos à base de lignina são menos prejudiciais aos seres humanos, em comparação com os feitos de petróleo.

"Na indústria de papel, a lignina é vista como um produto residual e geralmente é queimada. É uma pena porque, assim como o petróleo, ela pode ter muitos usos de alta qualidade se puder ser adequadamente separada da madeira e usada para extrair os blocos químicos adequados," disse Sels.

Para criar um cenário realista, os pesquisadores uniram forças com uma empresa de tinta belgo-japonesa porque vários compostos de lignina podem ser usados para fabricar tintas. Os cálculos indicam que uma planta química que utilize madeira como matéria-prima pode ser rentável em poucos anos.

Para demonstrar ainda mais a aplicação prática de suas pesquisas, a equipe agora está ampliando o processo de produção dos seus biorreatores. A primeira fase de testes já começou, mas o objetivo é instalar uma biorrefinaria de madeira na Bélgica. Enquanto isso, os pesquisadores estão conversando com vários parceiros de negócios que podem processar a polpa de celulose e o óleo de lignina em uma variedade de produtos.

Artigo: A sustainable wood biorefinery for low-carbon footprint chemicals production
Autores: Yuhe Liao, Steven-Friso Koelewijn, Gil Van den Bossche, Joost Van Aelst, Sander Van den Bosch, Tom Renders, Kranti Navare, Thomas Nicolaï, Korneel Van Aelst, Maarten Maesen, Hironori Matsushima, Johan Thevelein, Karel Van Acker, Bert Lagrain, Danny Verboekend, Bert F. Sels
Revista: Science
Vol.: eaau1567
DOI: 10.1126/science.aau1567