Pular para o conteúdo principal

Intensificação de processos e química verde: importância para as indústrias farmacêutica, cosméticos, alimentícia e biorrefinarias

Revista Fitos

O conceito de intensificação de processos (PI) foi inicialmente colocado visando minimizar os custos operacionais e de capital sem comprometer as metas de produção, através apenas da redução na escala. Os benefícios associados incluem alguns princípios da Química Verde, como a segurança intrínseca, baixo impacto ambiental e o menor consumo material, energético e hídrico. Entretanto, para alcançar drásticas reduções de tamanho são necessárias novas abordagens para o projeto dos equipamentos e processos. Os riscos associados à falta de regulamentação e de um histórico que comprove a eficácia e baixos índices de falhas têm comprometido a aceitação destas tecnologias pelo mercado. Ademais, muitas soluções em infraestrutura e no modelo conceitual dos processos intensivos ainda são necessárias para torná-los mais eficientes, flexíveis e verdes. A superação dessas barreiras permitirá que o Brasil estruture um modelo econômico altamente competitivo, baseado na comercialização de produtos de origem biológica. Dessa forma, o principal objetivo do artigo é descrever a importância da inclusão da PI na política de pesquisa, desenvolvimento e inovação nacional. Com isso, espera-se favorecer a diversificação da indústria farmacêutica, de química fina, de alimentos, e de outras indústrias de base biológica, bem como a estruturação das biorrefinarias a longo prazo.

DOI
10.17648/2446-4775.2019.704
Identificação
Referências do artigo
ABDI e CGEE. Agenda Tecnológica Setorial (ATS) Química: Química de Renováveis: Panorama Econômico. Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial, Brasília, Brasil, p. 1-37. 2016. [Link]. Acesso em: 28 abr. 2017. WHITE HOUSE. National Bioeconomy Blueprint Released. 2012. [Link]. Acesso em: 03 mai 2017. Golden JS, Handfied RB, Daystar J, Mcconnell TE. An Economic Impact Analysis of the U.S. Biobased Products Industry: A Report to the Congress of the United States of America. 2015. [Link]. Acesso em: 03 mai 2017. CGEE. Química Verde no Brasil: 2010 – 2030. Centro de Gestão e Estudos Estratégicos, Brasília, Brasil, p.1-438. 2010. ISBN: 978-85-60755-31-8. Bain & Company, Gas Energy e BNDES. Potencial de diversificação da indústria química brasileira: relatório final. Bain & Company, Rio de Janeiro, Brasil, p. 1-58. 2014b. [Link]. Acesso em: 28 abr 2017. Boodhoo K, Harvey A. (Eds.) Process intensification technologies for green chemistry: engineering solutions for sustainable chemical processing. John Wiley & Sons: West Sussex. 2013. ISBN: 9780470972670. Anastas PT, Heine LG, Williamson TC. Green Chemical Syntheses and Processes: Introduction. In: Anastas, P. T.; Heine, L. G.; Williamson, T. C. (org.). Green Chemical Syntheses and Processes. American Chemical Society. Washington, DC. 2000. p. 1-6. ISBN: 9780841218208. [CrossRef]. Goulart AK, Figueiredo ACM, Nascimento RC, Seidl PR. Ensino em Química Verde. Caderno de Química Verde, ano 2, n. 4. Rev Quim Ind (RQI), Rio de Janeiro/RJ. 2017; 754(12):14.1-20. ISSN: 2358-1697. [Link]. Acesso em: 30 abr 2017. REACH - Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals. 2017. [Link]. Acesso em: 02 abr. 2017. Brasil. Anteprojeto de Lei que dispõe sobre o cadastro, a avaliação e o controle de substâncias químicas industriais, Brasília, DF, 28 de junho de 2016. [Link]. Acesso em: 26 abr 2017. Seidl PR, Freire E, Borschiver S. Non-fuel Applications of Sugars in Brazil. In: Murzin D, Simakova O. Biomass Sugars for Non-Fuel Applications. Royal Society of Chemistry. Cambridge. 2015; p. 228-257. ISBN: 978-1-78262-207-9. [CrossRef]. Seidl PR, Freire E, Borschiver S, Leite LF. Introducing Green Chemistry into Graduate Courses at the Brazilian Green Chemistry School. In: ZUIN, V.; MAMMINO, L. (org.). Worldwide Trends in Green Chemistry Education. Royal Society of Chemistry. Cambridge. 2015. p. 266-277. ISBN: 978-1-84973-949-8. [CrossRef] Brasil. Senado Federal. Temas e agendas para o desenvolvimento sustentável. Brasília: Senado Federal. Subsecretaria de Edições Técnicas, p.263. 2012. ISBN: 978.85.7018-464-1 [Link]. Acesso em: 02 mai. 2017. Carioca JOB, Friedrich HE, Ehrenberger S. in: Biofuels: From Hopes to Reality. Biofuel Production-Recent Developments and Prospects, InTech, Rijeka, Croatia, p. 521-546. 2011. ISBN: 978-953-307-478-8. [CrossRef]. Bain & Company, Gas Energy e BNDES. Potencial de diversificação da indústria química brasileira: relatório 4: Químicos com base em fontes renováveis. Bain & Company, Rio de Janeiro, Brasil, p. 1-58. 2014a. [Link]. Acesso em: 27 abr. 2017. CNI. Bioeconomia: uma agenda para o Brasil. – Brasília: Confederação Nacional da Indústria. p.1-40. 2013. [Link].Acesso em: 20 abr 2017. ISBN: 978-85-7957-101-5. Clark JH, Macquarrie DJ. (Ed.). Handbook of green chemistry and technology. John Wiley & Sons, p. 1-26, 2008. ISBN 978-0-632-05715-3. Jiménez-González, C. et al. Key green engineering research areas for sustainable manufacturing: A perspective from pharmaceutical and fine chemicals manufacturers. Organic Process Research & Development. 2011; 15(4):900-911. [CrossRef]. Anastas PT, Wagner JC. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, New York, US, p.30. 1998. ISBN: 0198502346, 9780198502340. Anastas P, Eghbali N. Green chemistry: principles and practice. Chem Soc Rev. 2010. 39(1): 301-312. [CrossRef] [PubMed]. Cruz AC, Pereira FS, Costa LM, Silva MFO. Química verde na ótica dos agentes de mercado. BNDES Setorial, Rio de Janeiro, Brasil. 2014; (39):5-54. [Link]. Acesso em: 28 abr 2017. Lancaster M. Green Chemistry: An Introductory Text, 3rd Edition. Royal Society of Chemistry: Cambridge. 2016. ISBN: 9781782622949. Borman S. Asymmetric Catalysis Wins. Chem. Eng. News 2001, 79(42): 5. [Link]. Acesso em: 02 mai 2017. Anastas PT, Kirchhoff MM. Origins, current status, and future challenges of green chemistry. Acc Chem Res. 2002. p.686-694. [CrossRef] [PubMed]. Tundo P. (Ed.); Perosa, A.; Zecchini, F. Methods and reagents for green chemistry: an introduction. Wiley: Hoboken. 2007. ISBN: 978-0-471-75400-8. Bond JQ, et al. Production of renewable jet fuel range alkanes and commodity chemicals from integrated catalytic processing of biomass. Energy & Environmental Science. 2014; 7(4):1500-1523. [CrossRef]. Li H, Bhadury PS, Riisagerc A, Yang S. One-pot transformation of polysaccharides via multi-catalytic processes. Catalysis Science & Technology. 2014; 4(12): 4138-4168. [CrossRef]. Lee JW, Kim HU, Choi S, Yi J, Lee SY. Microbial production of building block chemicals and polymers. Current Opinion in Biotechnology. 2011; 22(6):758-767. [CrossRef]. Lynd LR, Van Zyl WH, Mcbride JE, Laser M. Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass: an update. Current Opinion in Biotechnology. 2005; 16(5): 577-583. [CrossRef] [PubMed]. Berezina N, Martelli SM. Bio-based polymers and materials. Renewable Resources for Biorefineries, 2014, p.1­28. ISBN: 978­1­78262­018­1. [CrossRef]. Koutinas AA, et al. Valorization of industrial waste and by-product streams via fermentation for the production of chemicals and biopolymers. Chem Soc Rev. 2014; 43(8):2587-2627. [CrossRef] [PubMed]. Geddes CC, Nieves IU, Ingram LO. Advances in ethanol production. Current Opinion in Biotechnology. 2011; 22(3):312-319. [CrossRef] [PubMed]. Ishola MM, Jahandideh A, Haidarian B, Brandberg T, Taherzadeh MJ. Simultaneous saccharification, filtration and fermentation (SSFF): a novel method for bioethanol production from lignocellulosic biomass. Biore tech. 2013; 133:68-73. [CrossRef] [PubMed]. Qureshi N, Hodge D, Vertes A. (Ed.). Biorefineries: Integrated Biochemical Processes for Liquid Biofuels. Newnes. 2014. ISBN: 9780444595041. Morone A, Pandey RA. Lignocellulosic biobutanol production: Gridlocks and potential remedies. Renew Sust Energ Rev. 2014; 37:21-35. [CrossRef]. Coutinho P, Bomtempo JV. Roadmap Tecnológico em Matérias Primas Renováveis: Uma Base para Construção de Políticas e Estratégias no Brasil. Quim Nova. 2011; 34(5):910-916. [CrossRef]. Chen H-G, Zhang Y-HP. New biorefineries and sustainable agriculture: Increased food, biofuels, and ecosystem security. Renew Sust Energ Rev. 2015; 47:117-132. [CrossRef]. Choi S, Song CW, Shin JH, Lee SY. Biorefineries for the production of top building block chemicals and their derivatives. Metab eng. 2015; 28:223-239. [CrossRef] [PubMed]. Regalbuto JR. The sea change in US biofuels' funding: from cellulosic ethanol to green gasoline. Biof Biop Bioref. 2011; 5(5):495-504. [CrossRef]. Seidl PR, Goulart AK. Pretreatment processes for lignocellulosic biomass conversion to biofuels and bioproducts. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 2016; 2:48-53. [CrossRef]. Bmel BMBF, Bmu BMWi. Biorefineries Roadmaps part of the German Federal Government action plans for the material and energetic utilisation of renewable raw materials. German. 2012; p. 5-96. [Link]. Acesso em: 26 abr. 2017. Biddy MJ, Scarlata C, Kinchin C. Chemicals from Biomass: A Market Assessment of Bioproducts with Near-Term Potential. National Renewable Energy Laboratory (NREL). 2016; 10:1-90. [Link]. Acesso em: 28 abr 2017. Reay D, Ramshaw C, Harvey A. Process Intensification, engineering for efficiency, sustainability and flexibility, Second Edition. Butterworth-Heinemann: Kidlington, 2013. ISBN: 978-0-08-098304-2. Podbielniak WJ. Method of securing counter current contact of fluids by centrifugal action. US Patent 2044996. 1935. Kleemann G, Hartmann K, Wiss Z. “Techn. Hochschule “Carl Schorlemmer”, Leuna Merseburg. 1978; vol.20. p.417. Ramshaw C. Higee distillation - an example of process intensification. Chemical Engineering, London, 1983; vol. 389, p.13. Cross WT, Ramshaw C. Process Intensification - laminar-flow heat-transfer. Chem Eng Res Design. 1986; vol. 64, p.293. Stankiewicz AI, Moulijn JA. Process intensification: transforming chemical engineering. Chemical Engineering Progress. 2000; 96(1):22-34. [Link]. Acesso em: 03 mai 2017. Van Gerven T, Stankiewicz A. Structure, Energy, Synergy, Times - The Fundamentals of Process Intensification. Industrial & Chemical Engineering Research, 2009; 48(5):2465-2474. [CrossRef]. ERPI. European Roadmap for Process Intensification. Creative Energy - Energy Transition. 2008. [Link]. Acesso em: 30 abr 2017. Kumar V, Nigam KDP. Process intensification in green synthesis. Green Proc Synth. 2012; 1(1):79-107. ISSN: 2191-9550. [CrossRef]. Hessel V, Löwe H, Hardt, S. Chemical micro process engineering: fundamentals, modelling and reactions. John Wiley & Sons, 2004. p.17 e 67-70. ISBN: 978-3-527-60537-8. [CrossRef]. Hessel V, Gürsel IV, Wang Q, Noël T, Lang J. Potential analysis of smart flow processing and micro process technology for fastening process development: use of chemistry and process design as intensification fields. Chem Eng Techn. 2012; 35(7):1184-1204. [CrossRef]. Keil FJ. (Ed.). Modeling of Process Intensification. Wiley: Weinheim, 2007. ISBN: 978-3-527-31143-9. PIN - Process Intensification Network. [Link]. Acesso em: 27 abr 2017. WCCE10 - 10th Word Congress of Chemical Engineering, 1st - 5th October, 2017. Barcelona, Spain. [Link]. Acesso em: 27 abr 2017. EFCE - European Federation of Chemical Engineering. Excellence Award in Process Intensification. 2017. [Link]. Acesso em: 27 abr 2017. QTR - Quadriennial Technology Review 2015. Chapter 6: Innovating Clean Energy Technologies in Advanced Manufacturing, Technology Assessments, 6J Process Intensification. U.S. Department of Energy. [Link]. Acesso em: 01 mai 2017. Harmsen J. Process intensification in the petrochemicals industry: Drivers and hurdles for commercial implementation. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2010. p.70-73. [CrossRef].
Publicado por (Instituto)