Tornando os bioplásticos mais convencionais
16 Aug 2019
Não há como negar que os plásticos representam parte integrante de nossas vidas tecnológicas, de consumo e de lazer. Barato de produzir e altamente versátil, os plásticos podem ser moldados, prensados, espremidos e modelados em praticamente qualquer forma e para qualquer finalidade. Estamos todos familiarizados com os plásticos que compõem a embalagem que conserva nossos alimentos, bebidas e produtos de higiene, e com os brinquedos plásticos duráveis e coloridos com os quais nossas crianças brincam; mas esses materiais onipresentes também são usados para fabricar equipamentos e instrumentos médicos que salvam vidas, roupas impermeáveis e até coletes à prova de balas.
Mas, o que são plásticos?
O termo plástico vem da palavra grega ‘plastikos’, que significa adequado para moldagem, e geralmente se refere à enorme variedade de materiais sintéticos. A maioria dos plásticos são polímeros. Estes são constituídos por pequenas moléculas orgânicas que se juntam em longas cadeias. As propriedades finais de qualquer polímero - como o nível de resistência ao calor ou quão suave ou elástico ele pode ser - dependerão da composição química das unidades individuais, ou monômeros, bem como do comprimento das cadeias do polímero, e como essas cadeias interagem entre si.
O Politereftalato de etileno, conhecido pela sigle PET, é um tipo de poliéster e um dos plásticos mais amplamente fabricados em todo o mundo. Em suas diferentes formas, o polímero é usado para fabricar uma enorme variedade de produtos, incluindo embalagens de alimentos. Provavelmente, estamos familiarizados com os nomes de outros plásticos comuns, como poliestireno e cloreto de polivinil (PVC).
Atualmente, a maioria dos plásticos é fabricada a partir de combustíveis fósseis, como petróleo bruto e carvão, mas os avanços científicos dos últimos anos permitiram a produção de plásticos a partir de fontes sustentáveis derivadas de plantas ou outras matérias-primas, incluindo a cana-de-açúcar, o amido de batata, a celulose (madeira), o milho, a soja, o óleo vegetal usado e outros resíduos alimentares e agrícolas. Os engenheiros químicos e de processos de todo o mundo estão desenvolvendo métodos para produzir esses polímeros e plásticos de base biológica que possam substituir os materiais feitos a partir de combustíveis fósseis. Hoje, muitos polímeros que podem ser fabricados a partir de matérias-primas renováveis têm propriedades idênticas às de seus congêneres derivados de combustíveis fósseis e podem ser completamente biodegradáveis e recicláveis.
Rotas alternativas para fabricação de bioplásticos
Organizações industriais, cientistas de materiais e grupos públicos e privados estão explorando os desenvolvimentos da biotecnologia "branca" ou industrial, para otimizar os processos que possam ser aproveitados para desenvolver métodos com eficiência energética e que usem poucos recursos para a fabricação de bioplásticos mais ecológicos e sustentáveis.
Aqui estão alguns exemplos:
- Uma equipe da Universidade de Bath, no Reino Unido, desenvolveu um método para fabricar microesferas completamente biodegradáveis a partir da celulose.
- O projeto EUROPHA, financiado pela UE, está desenvolvendo poli-hidroxialcanoato 100% natural e biodegradável (bioplásticos à base de PHA) para aplicações em embalagens de alimentos1.
- A Biofase, empresa mexicana de biopolímeros, produz canudinhos e talheres bioplásticos a partir de sementes de abacate, como uma alternativa aos produtos descartáveis feitos a partir de produtos petroquímicos.
- A Ecovative Design, sediada em Nova York, desenvolveu uma tecnologia que utiliza fungos para criar alternativas ao plástico de base biológica, que podem ser transformadas em uma ampla gama de produtos, desde casacos impermeáveis, roupas e calçados técnicos a esponjas para aplicação de cosméticos.
- A GC Innovation America, que faz parte da PTT Global Chemical Public Company Ltd, empresa química da Tailândia, está desenvolvendo produtos químicos de base biológica, incluindo biopolímeros, usando ácido succínico derivado de fontes renováveis.
- A startup francesa Lyspackaging produz a Veganbottle, uma alternativa compostável 100% vegetal às garrafas plásticas convencionais à base de petróleo, das quais 200.000 toneladas não são recicladas todos os anos, isso apenas na França.
As estimativas sugerem que, embora os bioplásticos atualmente representem cerca de 1% da quantidade total de plásticos produzidos globalmente todos os anos2, a capacidade de produção de bioplásticos está aumentando e o mercado global de biopolímeros bioplásticos, que era de cerca de USD 6,95 bilhões em 2018, poderia chegar a USD 14,92 bilhões até 20233.
O financiamento público é fundamental para apoiar a inovação no setor. No final de 2018, o governo do Reino Unido prometeu 60 milhões de libras para apoiar o desenvolvimento de métodos sustentáveis para converter resíduos agrícolas, alimentícios e industriais em embalagens ecológicas4. A UE está igualmente financiando uma série de iniciativas, incluindo o desenvolvimento de processos para transformar resíduos de cana-de-açúcar em biopolímeros para aplicações resistentes ao fogo e bioplásticos que possam ser transformados em embalagens de alimentos 100% compostáveis.5.
Os bioplásticos estão fechando o ciclo
Novos processos de conversão de biomassa em biopolímeros e bioplásticos dependem de tecnologias e equipamentos de processo eficientes e confiáveis. Como líder global em biotecnologia "branca", a GEA está na vanguarda do setor e trabalha com o ramo de bioplásticos há mais de uma década para desenvolver, testar e ajustar equipamentos e tecnologias que possibilitem a indústria o scale up de P&D e os processos piloto em fluxos de manufatura comercial viáveis.
Os especialistas da GEA combinam conhecimentos detalhados para as principais etapas da fabricação, incluindo o uso de compostos intermediários de base biológica, como o ácido succínico, que ofereçam rotas alternativas para a fabricação de bioplásticos. Outro exemplo é a produção de ácido lático a partir de fontes vegetais. O ácido láctico é usado para fabricar ácido polilático (PLA), uma alternativa biodegradável e sustentável ao PET, e um dos bioplásticos mais produzidos em todo o mundo.
Os engenheiros da GEA podem projetar sistemas customizados para as etapas de processamento upstream e downstream na fabricação de intermediários e biopolímeros. O portfólio da GEA abrange soluções para fermentação e separação de biomassa usando centrífugas ou filtração por membrana, juntamente com tecnologias para purificação por destilação, cristalização por derretimento ou filtração por membranas e para processos downstream incluindo concentração, cristalização e secagem do produto final.
A GEA também faz parte da iniciativa PRODIAS, financiada pela UE, no valor de € 14 milhões, através da qual oito organizações em toda a Europa estão trabalhando para desenvolver tecnologias sustentáveis que reduzirão o custo de produção de alternativas renováveis para produtos baseados em combustíveis fósseis.6.
É importante ressaltar que a GEA trabalha com as organizações para resolver problemas relacionados com os processos e para melhorar a eficiência, além de ajudar a transformar conceitos inovadores em processos industriais viáveis para a fabricação de bioplásticos e outros produtos de base biológica. Cada solução é projetada para ajudar a economizar energia e o uso da água, reciclar o calor residual e reduzir o desperdício e as emissões, sempre que possível, para que os processos sustentáveis sejam realizados usando tecnologias sustentáveis.
Referências
- https://cordis.europa.eu/project/rcn/110340/brief/en
- https://docs.european-bioplastics.org/publications/market_data/2017/Report_Bioplastics_Market_Data_2017.pdf
- https://prnewswire.co.uk/news-releases/bioplastics-amp-biopolymers-market-worth-14-92-billion-by-2023-exclusive-report-by-marketsandmarkets-tm--864391477.html
- https://gov.uk/government/news/food-scraps-could-be-turned-into-environmentally-friendly-plastic-packaging
- https://cordis.europa.eu/article/id/400694-sustainable-materials-for-a-strong-and-circular-european-bio-economy/en
- https://cordis.europa.eu/project/rcn/193460/factsheet/en
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