Mentol sustentável a partir de um subproduto da indústria do papel
Potencial para substituir a síntese à base de petróleo
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A produção de papel produz quantidades consideráveis de óleo de terebintina, que até agora era queimado principalmente para gerar energia. Um projeto de investigação da Universidade de Ciências Aplicadas de Colónia desenvolveu agora uma nova via de síntese que pode ser utilizada para produzir mentol para as indústrias farmacêutica, alimentar e cosmética. A longo prazo, isto poderia substituir o mentol sintético à base de petróleo utilizado até à data.
"O óleo de terebintina é produzido durante a produção de papel quando as fibras de madeira são cozinhadas em excesso. Só na sede do nosso parceiro UPM Kymmene, isto corresponde a várias 10 000 toneladas por ano, que são depois recicladas termicamente ou convertidas em biodiesel. Ao considerarmos utilizações alternativas, concentrámo-nos no composto químico 3-careno, que constitui cerca de 30 por cento do óleo e a partir do qual se pode produzir mentol. Um dos principais desafios é separar o óleo nos seus componentes", explica o líder do projeto, Prof. Dr. Matthias Eisenacher, da Faculdade de Ciências Naturais Aplicadas da TH Köln.
Coluna de separação e nanofiltração
Para extrair o 3-careno do óleo de terebintina, os parceiros do projeto montaram uma coluna de separação com cerca de oito metros de altura à escala de uma fábrica piloto no campus de Deutz. Todos os componentes foram personalizados na oficina da TH Köln. "A retificação tem lugar na nossa fábrica; um processo de separação térmica que separa os componentes do líquido de acordo com os seus pontos de ebulição. Isto é particularmente difícil com o óleo de terebintina porque os pontos de ebulição das substâncias individuais estão muito próximos", explica a assistente de investigação Katharina Göbel do Instituto de Engenharia de Instalações e Processos da TH Köln.
O instituto também investigou se o óleo também pode ser decomposto nos seus componentes através de nanofiltração orgânica e testou várias membranas plásticas comerciais para este efeito. "Este processo tem sido pouco investigado para soluções orgânicas e caracteriza-se por uma interação relativamente complexa entre a substância de partida, o material valioso e a membrana. Conseguimos obter bons resultados e provar que este processo é um complemento útil à retificação para obter outras substâncias para além do 3-careno", afirma Göbel. Por exemplo, o alfa e o beta-pineno foram dissolvidos a partir do óleo de terebintina - compostos de hidrocarbonetos orgânicos que são utilizados em aplicações médicas, por exemplo.
Síntese em apenas alguns passos
A síntese química do 3-careno em mentol foi desenvolvida em paralelo. "Era particularmente importante para nós que o nosso processo também pudesse ser implementado de forma realista na indústria. Por isso, quisemos minimizar o número de etapas de síntese e utilizar apenas métodos e componentes de plantas disponíveis no mercado", diz Eisenacher. Em última análise, os investigadores precisam de quatro passos, ou seja, transformações químicas individuais, para produzir mentol. Os primeiros três passos já são praticáveis com um rendimento de 90 por cento ou mais. "Apesar de toda a otimização, o último passo apenas atinge um rendimento de 65%. É necessária mais investigação neste domínio, por exemplo, sobre a utilização de enzimas", afirma Eisenacher.
O projeto "Waste2Menthol - Síntese de mentol a partir de resíduos da indústria do papel" foi financiado pelo Ministério Federal da Educação e Investigação através do programa FHprofUnt com cerca de 660.000 euros. Os parceiros foram a Symrise AG, um fabricante de fragrâncias e aromas, e o fabricante de papel UPM Kymmene.
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