Uma biorrefinaria é uma instalação infraestrutural em que várias tecnologias de conversão, como termoquímica, bioquímica, combustão e de crescimento de microorganismos, são integradas para produzir eficientemente produtos de base biológica, como biocombustíveis, bioquímicos, bioenergia e outros bioprodutos de alto valor acrescentado (Cherubini, 2010; Ferreira, 2017). O conceito de biorrefinaria foi recentemente projetado e utilizado para processar várias matérias-primas de biomassa, como lignoceluloses, algas e vários tipos de resíduos.
(...) A biorrefinaria é composta por 4 principais plataformas de conversão, como as conversões termoquímicas, biológicas, químicas e mecânicas, conforme mostrado na figura acima. As plataformas de conversão permitem a conversão adequada de diversas matérias-primas de biomassa para diferentes produtos bioenergéticos identificados como primários e secundários. O anterior refere-se aos produtos bioenergéticos brutos, enquanto o último representa os produtos bioenergéticos refinados. Na maioria dos casos, o último é mais valorizado em comparação com o anterior por meio de processos de refinamento adicional.
Biorrefinarias lignocelulósicas
A biomassa lignocelulósica pertence a matérias-primas de biomassa de segunda geração e apresenta uma alternativa às matérias-primas de biomassa de primeira geração que compete com a necessidade de terra para culturas alimentares. Eles são uma fonte prática de matéria-prima de biomassa, considerando o amplo espectro de opções de plantas e alta disponibilidade em climas tropicais. Consiste em lenhina, hemiceluloses e celulose que podem ser convertidas em vários multiprodutos através do fracionamento lignocelulósico numa biorrefinaria (Zhang, 2008). De Bhowmick et al. (2018) propuseram o uso da biorrefinaria lignocelulósica como plataforma para abordar o desenvolvimento sustentável de bioprodutos de alto valor junto com a produção de biocombustíveis.
Biorrefinaria de algas
A biomassa de algas é considerada como matéria-prima de biomassa avançada (terceira geração) que oferece benefícios como menor necessidade de terra, bem como maior produtividade e rendimento quando comparado com a biomassa lignocelulósica. A biomassa de algas pode ser dividida em duas categorias principais: biomassa de macroalgas (Torres et al., 2019) e microalgas (Chew et al., 2017).
As microalgas são microrganismos fotossintéticos que utilizam eficientemente a energia solar para se desenvolver e consiste em compostos biológicos essenciais (Leu & Boussiba, 2014). As microalgas podem ser cultivadas em vários sistemas de reatores, incluindo fotobiorreatores que podem ser projetados e fabricados verticalmente, oferecendo menos requisitos de terra (Ubando et al., 2016) do que os meios convencionais de cultivo.
As macroalgas são micro-organismos marinhos conhecidos como algas marinhas que crescem principalmente no mar e são abundantes nas costas costeiras (Lehahn et al., 2016). Eles oferecem uma fonte sustentável de biocompostos que podem ser convertidos em alimentos e produtos de alto valor acrescentado, como biocombustíveis e bioquímicos (Jiang et al., 2016).
Biorrefinaria de resíduos
A biorrefinaria utilizando resíduos (matérias-primas não comestíveis e resíduos biogénicos) surgiu como uma alternativa sensata para a produção de produtos de base biológica, como biopolímeros, biocombustíveis e bioquímicos (Venkata Mohan, 2014). Os resíduos são uma componente-chave, onde as oportunidades de reutilização, reciclagem e reprocessamento são atingíveis, pois a maioria das tecnologias e caminhos de conversão são maduros e mais prontamente disponíveis.
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Fonte: A.T. Ubando, C.B. Felix, W.-H. Chen, Biorefineries in circular bioeconomy: A comprehensive review, Bioresource Technology 299 (2020) 122585.