Plásticos sustentáveis de fontes naturais

A "biotecnologia branca", também conhecida como biotecnologia industrial, descreve a produção de produtos químicos e/ou ingredientes ativos orgânicos usando microrganismos (leveduras ou bactérias) e/ou enzimas otimizados. Ela oferece uma infinidade de benefícios, permitindo que os cientistas desenvolvam soluções sustentáveis e eficientes em várias indústrias, como a produção de biocombustíveis ecológicos, bioplásticos e produtos químicos de base biológica, que reduzem nossa dependência de combustíveis fósseis e minimizam seu impacto ambiental.

Além disso, a biotecnologia branca facilita a criação de processos de fabricação mais eficientes e econômicos, levando à redução do consumo de energia, geração de resíduos e uso geral de recursos. Através de suas aplicações inovadoras, este campo tem o potencial de impulsionar uma transição para uma economia mais ecológica e mais sustentável, enfrentando os desafios globais e promovendo o avanço tecnológico.

A biotecnologia branca também contribui para o desenvolvimento de produtos de consumo mais seguros e saudáveis. Ela desempenha um papel fundamental na produção de enzimas para detergentes, têxteis e processamento alimentar, aumentando a eficiência desses processos e minimizando a necessidade de produtos químicos agressivos.

A GEA sempre se interessou por métodos novos e inovadores, especialmente os que ajudam a conservar recursos e permitem a produção ecologicamente correta de alternativas aos produtos químicos convencionais à base de petróleo. E, acreditando nesta nova tecnologia desde o início, foi um tema de conversas animadas em congressos, na preparação de conhecimentos interdepartamentais e, claro, no centro de tecnologia interno da empresa, onde novas teorias foram testadas e implementadas.

Um foco chave foram os produtos químicos de base biológica e o biorrefino - processos que usam microrganismos para converter matérias-primas naturais e renováveis - como amido, açúcar, celulose e biomassa residual - em vários produtos intermediários e acabados. De particular interesse estavam os biopolímeros. Para maior clareza, enquanto os polímeros regulares compreendem qualquer classe de substâncias naturais ou sintéticas compostas de macromoléculas muito grandes, seus primos "bio" são sintetizados quimicamente a partir de um material biológico ou totalmente biossintetizados por organismos vivos. Estes substitutos ecológicos para polímeros à base de petróleo podem ser usados para produzir, entre outras coisas, plásticos sustentáveis. 

Sim, plásticos. Sem petróleo!

Os biopolímeros são sempre obtidos a partir de matérias-primas renováveis. Mas o termo é ambíguo. Por um lado, eles são usados para produzir novas substâncias que são completamente biodegradáveis. Isso é altamente desejável no caso de embalagens para alimentos para viagem ou sacos para envio de varejistas on-line. Por outro lado, produtos como acessórios para carros precisam ser robustos, confiáveis e resilientes pelo maior tempo possível. Os biopolímeros também tornam isso possível: eles podem ser usados para fabricar plásticos duráveis e que atendam aos mesmos padrões de segurança dos fabricados com polímeros à base de petróleo. Outra vantagem dos biopolímeros é que os processos de produção existentes podem ser facilmente adaptados para produzi-los. O setor de alimentos e rações há muito se preocupa com a produção e utilização de aminoácidos. A lisina, por exemplo, é usada como alimento para o gado. Reduz o consumo de soja, farinha de peixe e trigo, e leva a uma nutrição animal equilibrada. Os processos de conversão enzimática podem ligar aminoácidos como a lisina para formar biopolímeros, que podem então ser usados para produzir nylon em vez de ração.

Plantas de energia naturais: bactérias

O processo com o qual os biopolímeros são produzidos também é natural. "Os microrganismos fazem o trabalho por nós", explica o Gerente de Vendas de Produtos Jens Bühring, especialista no campo da tecnologia de separação centrífuga. "Em um equipamento chamado fermentador, os microrganismos primeiro são alimentados com açúcar ou amido e depois produzem os produtos intermediários desejados ou, às vezes, até polímeros acabados."

Seu colega especialista em separação, Burkhard Schiemann, acrescenta: "Para motivar nossas bactérias a produzir biopolímeros, primeiro fornecemos condições ambientais ideais. Em outras palavras, nós os alimentamos com oxigênio, açúcar e minerais. As bactérias então se sentem confortáveis e se multiplicam. Quando há organismos suficientes no fermentador, nós mudamos essas condições extremamente positivas removendo o açúcar do meio de crescimento ou mudando o pH de seu ambiente."

Isso faz com que as bactérias fiquem estressadas: elas percebem que algo mudou e que "tempos ruins" estão agora provavelmente acontecendo com elas. Como um mecanismo de enfrentamento, os organismos armazenam certas substâncias. Estes podem ser, por exemplo, polímeros. "Para as bactérias, é um suprimento de emergência para se preparar para o que está por vir; para nós é um composto químico valioso e versátil que é altamente interessante", acrescenta Burkhard. 

Potência centrífuga total para mais sustentabilidade

Para transformar polímeros produzidos naturalmente em um produto competitivo, as empresas muitas vezes recorrem à tecnologia de separação da GEA. "Para poder usar economicamente essas fábricas naturais, a centrifugação oferece uma série de vantagens", aponta Jens Bühring. "Como um processo mecânico que pode ser usado para separar a biomassa - a quantidade total ou o peso de organismos em uma determinada área ou volume - as centrífugas racionalizam os recursos e operam de uma maneira muito eficiente. Seja trabalhando com a matéria-prima ou processando o produto intermediário, a GEA tem muita experiência neste campo e também fornece equipamentos de processamento a jusante... até o produto acabado."

Os benefícios são múltiplos: "Nossos clientes já estão bem familiarizados com muitas das etapas do processamento a montante, como o manuseio de materiais e a fermentação, e têm a experiência e o equipamento necessários. Com apenas mais alguns passos, esse mesmo cliente agora tem acesso a um mercado adicional", diz Burkhard Schiemann.

Citando o ácido lático como exemplo. Além de seu uso tradicional como agente acidificante na indústria de alimentos e bebidas, agora é amplamente utilizado como ingrediente para um plástico biodegradável de base biológica chamado ácido polilático (PLA), graças ao suporte ativo da GEA.

"Também podemos ajudar nossos clientes no desenvolvimento do processo", diz Jens Bühring: "Isso apresenta muitos benefícios, porque os processos que funcionam perfeitamente bem na escala do laboratório nem sempre se transferem aos padrões (ou às capacidades) da indústria. Para evitar surpresas desagradáveis, estamos felizes em ajudar com nossa experiência e os equipamentos apropriados da GEA, porque nada é mais econômico e eficiente do que planejar processos juntos."