Química Verde – Rhodia e Cobalt avançam no n-butanol
Com forte posição em produtos químicos de origem renovável apoiada nas plataformas do etanol e da glicerina, a Rhodia busca ampliar sua oferta de insumos “verdes”, agora na linha do n-butanol.
Em outubro, a Rhodia Coatis (unidade mundial de negócios para solventes oxigenados da companhia, pertencente ao grupo belga Solvay) firmou um memorando de entendimento com a empresa de tecnologia norte-americana Cobalt com o objetivo de realizar estudos de viabilidade técnico-econômica para desenvolver biorrefinarias para produzir n-butanol pela fermentação direta de resíduos celulósicos no Brasil.
Diferentemente do seu isômero isobutanol, que serve apenas como combustível, o n-butanol tem diversos usos adicionais como building block químico na produção, por exemplo, de acetato de butila, ésteres glicólicos ou de resinas acrílicas, além de ser ele mesmo um solvente importante.
“O consumo mundial de n-butanol chega a dois milhões de toneladas por ano, hoje produzidas com propeno, que custa cerca de US$ 1,5 mil por tonelada”, explicou Vincent Kamel, presidente da Rhodia Coatis.
A intenção da companhia é aproveitar essa tecnologia para ampliar a linha Augeo de solventes de fonte renovável, com produtos desenvolvidos com glicerina residual de biodiesel e etanol.
O processo da Cobalt foi escolhido por ser seletivo em n-butanol e por apresentar custos interessantes. O dr. (Ph.D.) Rick Wilson, CEO da empresa, explicou se tratar de um processo fermentativo, usando colônias de bactérias do gênero Clostridium, selecionadas após longos estudos, mas sem modificações genéticas engenheiradas. “É um processo rápido, bastam duas horas para cozinhar o material celulósico e mais duas horas de fermentação, depois basta separar o n-butanol por meio de uma tecnologia específica”, explicou sem dar mais detalhes, por motivo de proteção de propriedade intelectual.
Segundo Wilson, a tecnologia emprega equipamentos convencionais, facilmente encontráveis ou de construção sobejamente dominada pelas caldeirarias. Já existe uma unidade piloto operando nos Estados Unidos, produzindo cerca de 120 t/ano. “Estamos construindo uma unidade de demonstração para 1.200 t/ano no estado de Michigan, com partida programada para janeiro próximo”, afirmou.
No país de origem, a unidade foi desenvolvida para usar resíduos de madeira, obtidos em fábricas de celulose e papel. Mas o bagaço de cana também foi testado, com sucesso, no piloto. Também pode ser usada a glicerina para alimentar as bactérias. “É até melhor, por dispensar a etapa de cozimento”, disse Wilson, aventando a possibilidade de alimentar uma futura planta brasileira com o resíduo do biodiesel durante a entressafra canavieira.
Nos EUA, o bio n-butanol também está sendo estudado para uso em resinas e elastômeros, além de servir como fonte alternativa para o querosene de aviação. A Cobalt e a marinha dos EUA desenvolveram um processo de conversão e estão em fase de certificação do combustível.
Segundo Wilson, o processo Cobalt é conduzido em baixa temperatura, usando apenas vapor. “A etapa da digestão a vapor também torna asséptico o material que será depois fermentado, evitando a competição com outros micro-organismos”, salientou. O processo é contínuo, com alimentação e retirada do álcool constantes, sem prejuízo da atividade bacteriana pelo aumento da concentração do álcool. “O fator importante é a taxa de fermentação e não a concentração no tanque”, afirmou. O processo gera uma pequena quantidade de acetona e etanol como subprodutos, que podem ser usados para gerar energia para o processo.
Economia prevista – Embora as empresas não tenham divulgado números precisos, elas estimam que a produção de bio n-butanol pelo processo Cobalt apresente um custo igual a 40% do n-butanol feito de propeno. “Em compensação, o butanol feito de etanol hoje é quase 60% mais caro que o de origem petroquímica, porque o etanol está muito caro”, explicou Kamel.
A parceria é interessante para a Rhodia, ela mesma uma grande consumidora de n-butanol. Além disso, o Brasil possui condições únicas que lhe garantem custos muito baixos para esse projeto. “O sistema de produção de etanol no país já leva para as usinas uma enorme quantidade de material celulósico (bagaço e palha), que pode ser facilmente destinada para uma biorrefinaria”, comentou o executivo.
No entanto, falta uma avaliação segura da rentabilidade do processo quando se considera o custo do bagaço em relação ao seu uso tradicional de fonte de energia. As estimativas apresentadas pela Rhodia indicam uma agregação de valor ao bagaço vinte vezes maior que a venda de eletricidade. Segundo Wilson, cada tonelada de n-butanol requer o processamento de aproximadamente 60 t de bagaço. Isso explica a intenção da Rhodia de buscar parcerias com usinas de açúcar e álcool para garantir o acesso ao material. A companhia, após a confirmação dos estudos preliminares de adaptação do processo às condições locais, pretende construir uma unidade produtiva maior que a planta de demonstração de Michigan. “Mais tarde, poderemos colocar várias unidades em outros locais, inclusive em outros países da América Latina”, disse Kamel.
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