Biotecnologia pode reduzir custos da produção de papel

Com apoio do programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) e do Programa de Apoio à Pesquisa em Empresas (PAPPE-Subvenção), a Verdartis, empresa especializada em biotecnologia, desenvolveu um processo de produção de enzimas (proteínas que desempenham a função de catalisadores) capazes de tornar o processo de refino de celulose mais sustentável, reduzindo o impacto ambiental da produção de papel.

Marcos Lourenzoni e Álvaro de Baptista Neto, pesquisadores e sócios da empresa, instalada no Centro de Negócios do Parque de Inovação e Tecnologia Supera, em Ribeirão Preto, explicam que, no processo de produção de papel, a pasta de celulose, obtida no processo físico-químico Kraft a partir de cavacos de madeira, passa por refinadores que provocam mudanças estruturais nas fibras, tornando-as mais flexíveis. Esse processo é mecânico e, por isso, consome uma considerável quantidade de energia elétrica. A ação das enzimas ajuda a degradar as fibras de celulose, acelera o processo e diminui, assim, a energia elétrica gasta na produção.

Segundo uma avaliação realizada no Laboratório de Celulose e Papel da Universidade Federal de Viçosa, em Minas Gerais, a mistura das enzimas produzidas pela Verdartis leva à redução de cerca de 30% no consumo de energia gasto na etapa de refino.

A startup concluiu o projeto PIPE em abril de 2017, chegando ao desenvolvimento do processo produtivo de variantes melhoradas de enzimas celulases e xilanases que, misturadas em diferentes proporções, podem atuar tanto no refino da fibra virgem de celulose quanto no refino de celulose proveniente do papel reciclado.

Segundo Lourenzoni, o plano é buscar o apoio da FAPESP também para o desenvolvimento do escalonamento da produção. O objetivo dos sócios é colocar no mercado uma alternativa nacional às enzimas produzidas no exterior. “Existe uma alta demanda por esse produto e não há produção nacional: as enzimas utilizadas atualmente são importadas”, diz Baptista.

Lourenzoni explica que o processo de refino depende do tipo de papel que se deseja obter e do tipo de madeira utilizada em sua produção. Nesse último aspecto, o uso de enzimas produzidas fora do país apresenta um problema: são desenvolvidas para um processo de fabricação que utiliza madeira de coníferas, enquanto no Brasil a árvore mais utilizada pela indústria de papel e celulose é o eucalipto – para o qual a enzima importada não se mostra tão eficiente. A Verdartis, segundo ele, aposta exatamente na customização para atrair os clientes.

Evolução dirigida

A empresa já tinha contado com o apoio do PIPE da FAPESP para desenvolver tecnologia batizada com o nome de Persozyme, baseada no processo denominado “evolução dirigida”, que mimetiza in vitro a evolução da biodiversidade natural e permite a seleção de enzimas com características predefinidas.

Nesse projeto, as enzimas personalizadas foram desenvolvidas para o processo de branqueamento da polpa de celulose. Lourenzoni explica que a polpa entra nesse processo com coloração marrom, devido à lignina residual. Para obter a celulose branca, os fabricantes precisam usar grandes quantidades de dióxido de cloro, um alvejante tóxico que reage com a lignina, quebrando-a em moléculas menores, a fim de extraí-la.

A enzima tem a função de facilitar o acesso desses compostos à lignina e, assim, reduzir a quantidade de dióxido de cloro utilizado na produção, o que resulta em ganhos ambientais e financeiros. “A utilização da enzima permite a redução de cerca de 25% na utilização de dióxido de cloro”, afirma o pesquisador.

Na pesquisa e desenvolvimento da Persozyme, além de outros cinco projetos financiados pelo programa PIPE (clique aqui para ver a lista de projetos apoiados), a empresa também contou com o apoio do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto. Essa parceria, aliás, foi o que estimulou a constituição da empresa, em 2007.

“O professor Richard Ward trabalhava, na época, com enzimas para atuar em altas temperaturas e queria avançar nas pesquisas que eram feitas na universidade. Optamos por abrir uma empresa de biotecnologia: eu tinha conhecimento de bioinformática; o Álvaro Baptista, de produção, e o Richard Ward, de biologia molecular. Nesse momento também tivemos apoio da empresa Suzano Papel e Celulose, com amostras para testes e orientações sobre o processo”, diz Lourenzoni. Hoje, o professor Ward atua como consultor da Verdartis.

Em 2010, os resultados com a produção de enzimas personalizadas para branqueamento de celulose renderam à Verdartis o primeiro lugar no Prêmio Abiquim de Tecnologia, conferido pela Associação Brasileira da Indústria Química na categoria “Empresa Nascente”. Mas esse reconhecimento não tornou a empresa imune às crises enfrentadas pelo setor. “Por volta de 2011, o custo da água ficou muito alto e as empresas de celulose começaram a usar menos água na lavagem, o que limitou a utilização da enzima para o branqueamento, pois o processo requer uma lavagem eficiente”, lembra Baptista.

A saída para a Verdartis foi “pivotar”, e redirecionar o modelo de negócio. Decidiu então iniciar novas pesquisas direcionadas à etapa do refino. Agora, com o produto destinado ao refino já desenvolvido e prestes a ingressar no mercado em escala industrial, a Verdartis tem planos de retomar a produção de enzimas voltadas ao processo de branqueamento de papel. “Vamos investir agora nas duas frentes”, diz Lourenzoni.