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A demanda por vanilina supera em muito os recursos naturais desse agente aromatizante. Um processo químico é, portanto, usado para produzir as grandes quantidades necessárias de vanilina a partir do petróleo, o que é muito mais barato do que obter a substância a partir de favas de baunilha genuínas fermentadas. Outra alternativa é fazer vanilina a partir da lignina, um resíduo da indústria de celulose. Uma equipe liderada pelo professor Siegfried Waldvogel, da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), agora conseguiu aprimorar ainda mais seu método de produção eletroquímica de vanilina a partir da lignina, pois emprega um método de oxidação “verde” para esse fim. Isso degrada a lignina Kraft, um subproduto supostamente sem valor, para liberar a vanilina. “Estamos confiantes de que nosso processo sustentável e ecológico pode contribuir para uma produção de vanilina em escala ainda maior”, destacou o professor Siegfried Waldvogel. Os resultados de suas pesquisas foram publicados em Angewandte Chemie Edição Internacional.
Vanilina de alta qualidade pode ser produzida a partir da lignina de resíduos
Muitos dos alimentos e bebidas que consumimos contêm vanilina como aditivo, enquanto as indústrias de perfumes e farmacêuticas também exigem o aromatizante. Todos os anos, várias dezenas de milhares de toneladas da substância são assim geradas por meios químicos. Isso requer principalmente matérias-primas fósseis e o processo dá origem a resíduos tóxicos. “Podemos evitar esses problemas fazendo vanilina a partir da lignina, um componente da madeira”, disse Waldvogel. “O processo eletroquímico no qual estamos trabalhando há quase 15 anos nos permite obter vanilina de alta qualidade a partir da madeira renovável, empregando um método ecológico.”
A lignina tem sido usada há muito tempo como fonte de vanilina. O processo comercial correspondente emprega cobre como catalisador, o que requer uma purificação complexa e cara do produto final resultante. Em contraste, a exposição direta da matéria-prima a uma corrente elétrica que funciona como oxidante é inerentemente menos prejudicial, mais econômica e não resulta na produção de resíduos. A lignina Kraft é necessária para a produção sustentável de vanilina. Trata-se de um produto residual da indústria do papel que é depois aproveitado termicamente para gerar eletricidade. A soda cáustica é usada como solvente e, no início da reação, uma solução de peroxodicarbonato recentemente eletrolisada é suplementada com a solução de lignina. “O rendimento que alcançamos com este processo pode chegar a 6,2% em peso da lignina utilizada, o que é um resultado excelente”, enfatizou Waldvogel. Além disso, o carbonato utilizado é um composto químico necessário para a operação das fábricas de celulose. Isso significa que existem várias opções de solução técnica de combinar o processo com a operação de uma biorrefinaria.
Diferentes projetos concebidos para promover processos de produção ecologicamente corretos
O professor Siegfried Waldvogel, do Departamento de Química da JGU, é porta-voz do SusInnoScience – Química Sustentável como Chave para a Inovação em Ciência com Uso de Recursos no Antropoceno – foco de pesquisa na Universidade de Mainz. A SusInnoScience se concentra no desenvolvimento de inovações químicas sustentáveis que contribuirão para uma economia circular e ajudarão a contornar o uso de matérias-primas fósseis. Waldvogel e sua equipe colaboram com vários grupos relacionados. Entre outras coisas, eles fazem parte do consórcio internacional LIBERATE que explora as oportunidades comerciais da conversão de matéria-prima de lignina de baixo custo. A UE financia o LIBERATE com 10 milhões de euros.
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