Apoiado pelo COMPETE, no âmbito Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico, este projeto visa a Conceção de produtos de base biológica como percursores para a bioindústria de síntese química e de biomateriais a partir de fontes renováveis lenhocelulósicas.
No âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (SI I&DT), apoiado pelo Programa Operacional Fatores de Competitividade (COMPETE) na vertente de projetos em co promoção, o Projeto BioBlocks, promovido pela Soporcel,S.A., grupo PortucelSoporcel, foi aprovado com um investimento elegível de 698.290 € e um incentivo no montante de 434.957 €.
Este projeto visa conceber novos produtos destinados ao mercado global, nomeadamente xaropes de açúcares (glucose e xilose) e lenhina, matéria-prima base da bioindústria, e avaliar a viabilidade de novas áreas de negócio.
Enquadramento
O aumento dos preços de petróleo e uma maior apetência dos consumidores por produtos ecológicos e sustentáveis, têm vindo a viabilizar progressivamente o processo de produção e comercialização de biocombustíveis, bioquímicos e biopolímeros, com base em materiais de fontes renováveis alternativos aos de origem petroquímica, permitindo a emergência de um mercado recente mas com taxas de crescimento significativas. A regulamentação internacional determina que as matérias-primas não tenham origem em terras de cultivo e capitaliza a floresta como a grande fornecedora destas soluções. Esta é uma área de investigação com forte investimento internacional com o propósito assumido do desenvolvimento de uma nova plataforma de indústria química e biológica. É igualmente uma área estratégica para a Soporcel e para Portugal dada a importância do setor da fileira florestal na economia nacional.
A Soporcel, enquanto empresa da fileira florestal com forte vocação exportadora, procura reforçar a sua competitividade acompanhando o desenvolvimento da “bioeconomia” e posicionando-se na rampa de crescimento inicial deste novo mercado.
Este projeto visa a criação de novos produtos com base em fontes de matéria-prima renovável, destinados ao mercado global, nomeadamente xaropes de açúcares (glucose e xilose) e lenhina, matéria-prima base da bioindústria, através da realização de investigação industrial entre a Soporcel e um conjunto de entidades do SCTN - Sistema Científico e Tecnológico Nacional com elevada competência científica nas várias áreas tecnológicas e capacidade para demonstração da utilidade das novas soluções a desenvolver. Esta estratégia permitirá dotar a Soporcel do conhecimento necessário para avaliar este novo negócio e reduzir o time to market dos novos produtos, assegurando o acesso competitivo aos novos mercados e a criação de mais valor.
A indústria da pasta e papel é, por si só, uma biorrefinaria uma vez que são processadas elevadas quantidades de madeira de forma sustentável, obtendo-se pasta e/ou papel e energia in situ. O processo de produção de pasta e papel origina uma série de subprodutos e resíduos de base lenhocelulósica que importa valorizar. Estes materiais (ramos, bicadas, casca, finos, cepos, biomassa de culturas energéticas), devido ao seu elevado teor em polissacáridos e lenhina, possuem um grande potencial como matéria prima renovável no âmbito do conceito de biorrefinaria.
Os xaropes de açúcares, obtidos por hidrólise enzimática, poderão ser diretamente comercializados ou transformados, por processos fermentativos ou químicos, em biocombustíveis avançados ou outros bioprodutos de valor acrescentado. Por outro lado, as lenhinas podem ser recuperadas e convertidas em diversos produtos de valor acrescentado.
De acordo com as estimativas da UE o mercado dos bioprodutos alcançará os 250 mil milhões € em 2020, criando mais 380.000 postos de trabalho. Para as categorias enquadráveis em bioquímicos, bioplásticos, biolubrificantes, biosolventes, biosurfactantes, são apresentadas estimativas de mercado a rondar os 40 mil milhões de € em 2020, com a criação de 90.000 postos de trabalho (CEPI – Standards for Bio-base Industry - 2013). As estimativas para o mercado de biocombustíveis referem valores globais de 1100 mil milhões $ em 2025 (Silicon Valley Bank – The Advanced Biofuel and Biochemical Overview – 2012).
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Esquematização simplificada do projecto Bioblocks
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Objetivos
Os principais objetivos deste projeto são:
> Avaliar a viabilidade de novas áreas de negócio, orientadas para mercados de referência, nomeadamente, biomateriais e produtos químicos obtidos a partir de fontes renováveis lenhocelulósicas e, nesse contexto,
>Conceber novos produtos transacionáveis, nomeadamente, xaropes de açúcares (glucose e xilose) e lenhina, que são a base da bioindústria de síntese química e polímeros, bem como,
> Comprovar a viabilidade de uso dos novos produtos açúcares e lenhinas para produção final de bioquímicos, biocombustíveis e biopolímeros. |
Atividades
Este projeto envolve uma forte componente de atividades de investigação industrial ao nível de processos visando a conceção de novos produtos, soluções comercializáveis de açúcares e lenhina. Serão estudados vários processos de desconstrução da biomassa adaptados a cada material lenhocelulósico (resíduos e subprodutos da indústria), nomeadamente cozimento Kraft, processo Organosolv e tratamento hidrotérmico. O processo de desconstrução incluirá adicionalmente um tratamento com enzimas com o objetivo de fracionar as cadeiras de celulose e hemiceluloses e obter soluções concentradas de açúcares.
Através de atividades de desenvolvimento experimental será demonstrada a viabilidade dos novos produtos obtidos para utilização na bioindústria, permitindo também ajustar as suas propriedades e caraterísticas às necessidades de cada setor. A fração de açúcar será convertida, por via bioquímica numa série de bioprodutos, incluindo biocombustíveis (p.e. bioetanol), bioquímicos (p.e. ácido lático) e biomateriais (p.e. o biopolímero PHB e celulose bacteriana). A fração de lenhina será convertida por via química numa série de produtos de elevado valor acrescentado, nomeadamente seringaldeído, vanilina, ácido seríngico, ácido vanílico, polióis, poliuretano e colas ligantes para aglomerados.
Os resultados destes ensaios experimentais, complementados com uma análise de sustentabilidade, contribuirão para definir o potencial das novas soluções e permitir estabelecer as etapas subsequentes de demonstração de viabilidade.
Consórcio
A investigação industrial, para produção das soluções de açúcares e lenhina, será realizada pelos Promotores Soporcel, o Instituto RAIZ, o LNEG (Laboratório Nacional de Energia e Geologia) e a FEUP (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto).
A validação integrada dos novos produtos obtidos, através da produção e teste de bioprodutos destinados a diversos mercados, além dos parceiros acima mencionados, contará também com o apoio científico dos promotores Universidade de Aveiro e IPB (Instituto Politécnico de Bragança) e com a colaboração do IST (Instituto Superior Técnico), e a Biotrend (empresa de biotecnologia).
Trabalhos efetuados e em curso
O projeto no final do primeiro semestre apresenta um desenvolvimento de acordo com o planeamento e cronograma definidos, tendo sido realizado o planeamento de detalhe com as entidades participantes no consórcio, foram constituídas as equipas de investigação e contratados os recursos humanos necessários, foi feita a seleção de equipamento específico e recolha de informação científica.
Foram iniciados os trabalhos de investigação com a desconstrução de vários tipos de biomassa, com recurso ao processo Kraft e Hidrotérmico, complementada com a hidrólise das pastas celulósicas obtidas nesses ensaios e a recuperação de lenhinas.