Cascas e sementes de frutas da Amazônia podem ser aproveitadas na produção de bioprodutos sustentáveis
Em um estudo recente publicado no Journal of the Brazilian Chemical Society, pesquisadores brasileiros investigaram a potencialidade da biomassa residual de espécies frutíferas nativas da Amazônia Legal, como casca de baru (Dipteryx alata Vog.), casca de cupuaçu (Theobroma grandiflorum) e semente de pequi (Caryocar brasiliense Camb.), na produção de bioprodutos sustentáveis. A partir da pirólise lenta da biomassa, uma técnica que decompõe materiais orgânicos a altas temperaturas na ausência de oxigênio, foram obtidos bio-óleos e biochars (um tipo de carvão), os quais se mostraram promissores como compostos verdes para biorrefinarias com potencial para diversas aplicações econômicas.
A Amazônia Legal é abundante em resíduos vegetais, mas suas propriedades tecnológicas ainda são pouco exploradas. Esse cenário, no entanto, não condiz com a crescente demanda por transição energética frente aos impactos ambientais e esgotamento dos recursos fósseis. Dessa forma, a biomassa residual tem despertado cada vez mais interesse como uma solução renovável que pode ser aproveitada para gerar energia limpa e produtos químicos sustentáveis, como biocombustíveis e plásticos biodegradáveis. Por meio de processos de conversão termoquímica, como a pirólise usada pelos pesquisadores, além de gaseificação e combustão controlada, os resíduos vegetais podem ser transformados em produtos de alto valor agregado.
No caso do bio-óleo, um líquido rico em oxigênio, seu valor calorífico (energia gerada quando queimado) é baixo, o que limita seu uso como combustível. Para contornar isso, técnicas como fracionamento, reações químicas de conversão e o uso de catalisadores são empregadas para aumentar sua eficiência energética. Já o biochar, um subproduto sólido e rico em carbono, tem propriedades físico-químicas, como alta porosidade, grande área de superfície e grupos funcionais aromáticos em sua estrutura, que facilitam a interação com outros compostos. Assim, suas aplicações podem ser diversas, incluindo seu uso na adsorção de metais contaminantes em água e no aumento da fertilidade do solo, retendo nutrientes metálicos benéficos às plantas.
No estudo, ambos os subprodutos foram analisados pelos pesquisadores de modo a identificar e quantificar seus compostos químicos, além de caracterizá-los quanto ao teor de carbono, área de superfície e estabilidade termodinâmica das biomassas. Os resultados revelaram que o biochar derivado da casca de cupuaçu apresentou o maior teor de carbono e a maior área de superfície, destacando-se como o mais promissor. A casca de baru e a semente de pequi, por outro lado, destacaram-se para a produção de bio-óleo devido ao alto teor de compostos voláteis liberados no processo de pirólise, o que as torna opções promissoras para biocombustíveis.
Dessa forma, essas biomassas residuais geradas a partir de atividades produtivas ou do consumo local, que antes seriam descartadas, podem se tornar valiosas para a promoção de uma transição energética sustentável na região. Como direções futuras, os pesquisadores propõem aprimorar as técnicas de produção de biochar e bio-óleos, além de investigar diferentes fontes de biomassa da Amazônia Legal e seu comportamento frente às condições de pirólise. O artigo completo, "Exploring the Potential of Waste Biomass from the Brazilian Legal Amazon in Bioproducts Production: a Comprehensive Analysis and Promising Perspectives", pode ser lido em: https://doi.org/10.21577/0103-5053.20240202
Husks and seeds from amazonian fruits can be utilized in sustainable bioproducts production
In a recent study published in the Journal of the Brazilian Chemical Society, brazilian researchers investigated the potential of waste biomass from native fruit species of Legal Amazon region, particularly baru husks (Dipteryx alata Vog.), cupuaçu husks (Theobroma grandiflorum) and pequi seeds (Caryocar brasiliense Camb.), for production of sustainable bioproducts. Through slow pyrolysis of the biomass, a technique that decomposes organic materials at high temperatures in the absence of oxygen, bio-oils and biochars (a type of charcoal) were obtained, which showed promise as green compounds for biorefineries with potential for various economic applications.
The Legal Amazon is abundant in plant residues, but their technological properties remain underexplored. This context, however, contrasts with the growing demand for energy transition due to environmental impacts and depletion of fossil resources. Therefore, residual biomass has increasingly garnered interest as a renewable solution that can be utilized to produce clean energy and valuable chemicals, including biofuels and biodegradable plastics. Using thermochemical conversion techniques like pyrolysis used by the researchers, gasification and controlled combustion, plant residues can be transformed into high-value economic products.
In the case of bio-oil, a liquid rich in oxygen, its calorific value (energy generated when burned) is low, which limits its use as a fuel. To overcome this, methods including fractionation, chemical conversion reactions, and the use of catalysts are employed to enhance its energy efficiency. Biochar, by contrast, is a solid derivative rich in carbon that is characterized by its high porosity, significant surface area, and aromatic functional groups, which enhance its ability to interact with other compounds. As a result, its applications are diverse, including use in the adsorption of contaminant metals from water and in improving soil fertility by retaining metallic nutrients beneficial to plants.
In the study, both were analyzed by the researchers to identify and quantify their chemical compounds, and to characterize their physicochemical properties in terms of carbon content, surface area and thermochemical stability of the biomasses. The results revealed that the biochar derived from cupuaçu husks exhibited the highest carbon content and the largest surface area, making it the most promising. Baru husks and pequi seeds, on the other hand, demonstrated greater suitability for bio-oil production due to their high content of volatile matter released during the pyrolysis process, making them promising options for biofuels.
In conclusion, these residual biomasses generated from productive activities or local consumption, which would otherwise be discarded, can become valuable for promoting a sustainable energy transition in the region. As future directions, the researchers suggest improving biochar and bio-oil production techniques, while also examining different waste biomass sources from the Legal Amazon and their behavior during pyrolysis conditions. The full article, "Exploring the Potential of Waste Biomass from the Brazilian Legal Amazon in Bioproducts Production: a Comprehensive Analysis and Promising Perspectives", can be read at: https://doi.org/10.21577/0103-5053.20240202.
Texto por Milena Rossales Castro.