PESQUISADORES EM EMPRESAS

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A vez da biotecnologia na biomassa

GranBio investe em P&D para superar os desafios da segunda geração de etanol

MARCOS DE OLIVEIRA | ED. 235 | SETEMBRO 2015

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Gonçalo, em pé, à esquerda, e a equipe de pesquisa e desenvolvimento da GranBio, em Campinas. Atrás, fardos de palha de cana

Gonçalo, em pé, à esquerda, e a equipe de pesquisa e desenvolvimento da GranBio, em Campinas. Atrás, fardos de palha de cana

A palha da cana-de-açúcar deixada no campo após a colheita é a principal matéria-prima da GranBio na produção de etanol. Em setembro de 2014 a empresa foi a primeira a produzir no Brasil, em escala fabril, o etanol celulósico ou de segunda geração (2G) fabricado a partir de biomassa por um processo biotecnológico. A forma tradicional, de primeira geração, produz o combustível com base no caldo da cana. Com sede na capital paulista, a empresa de biotecnologia industrial foi fundada em 2011 e atua do começo ao fim da cadeia produtiva, procurando soluções científicas e tecnológicas em diversas frentes do sistema de produção agrícola e industrial.

A empresa já obteve conquistas tecnológicas importantes como uma levedura modificada geneticamente e uma variedade de cana voltada à produção de etanol 2G. A fábrica Bioflex 1 foi instalada em São Miguel dos Campos, Alagoas, ao lado da Usina Caeté, produtora de etanol de primeira geração. É dela e de três outras usinas da região que são obtidas as palhas da cana. O etanol celulósico é produzido de forma experimental em poucas usinas comerciais no mundo. São duas nos Estados Unidos, que usam como matéria-prima caules e folhas de milho; uma na Itália, com folhas de trigo; e em julho deste ano a Raízen, em Piracicaba, inaugurou uma usina que usa bagaço e palha de cana.

Empresa
GranBio
Centro de P&D
Campinas, SP
Nº de funcionários
18
Principais produtos
Desenvolvimento de tecnologia para a produção de etanol a partir das folhas e do colmo da cana-de-açúcar

A estratégia inicial da GranBio foi trazer tecnologia do exterior para acelerar o processo produtivo. Foram escolhidos ingredientes como leveduras da DSM, da Holanda, e enzimas da dinamarquesa Novozymes. Ao mesmo tempo, a empresa montou a área de pesquisa e desenvolvimento (P&D), localizada em Campinas. “O que fazemos é converter ciência em tecnologia”, diz Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, sócio e cientista-chefe da empresa. Aos 51 anos, é professor há 18 anos do Laboratório de Genômica e Expressão do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Do grupo de pesquisadores que lidera, a maioria foi recrutada na universidade. Atualmente são 18 pesquisadores e técnicos trabalhando diretamente com P&D: oito doutores, dois mestres e quatro doutorandos.

Em Pauliceia (SP)

Em Pauliceia (SP)

Levedura especial
A equipe foi responsável pelas duas conquistas tecnológicas anunciadas recentemente. A primeira é a elaboração de uma levedura capaz de processar a xilose, açúcar presente na hemicelulose, uma das três principais fibras das folhas e do colmo da cana, junto com a celulose e a lignina. “Na primeira geração, a cepa de levedura industrial [da espécie Saccharomyces cerevisiae] consome a sacarose e a frutose existente de forma solúvel no caldo da cana para produzir etanol; no bagaço, os açúcares das fibras das folhas, como xilose e pentose, não estão solúveis e a levedura não os reconhece”, explica Gonçalo. Para tornar a levedura apta a processar a xilose, a equipe da GranBio desenvolveu uma linhagem geneticamente modificada com um gene de outro microrganismo – que preferem não revelar – e alguns genes modificados da própria Saccharomyces.

O organismo já foi aprovado para uso comercial pela coordenação-geral da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) em abril e seu uso é objeto de uma patente depositada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). “Vamos começar a usar a levedura geneticamente modificada em 2016 na linha de produção.” O aproveitamento da xilose, segundo Gonçalo, representa um ganho de cerca de R$ 50 milhões anuais para a empresa, que pretende processar 400 mil toneladas de biomassa por ano. “A glicose representa 40% desse material e a xilose, 25% [a pentose compõe cerca de 35%], o que significa cerca de 100 mil toneladas. Para a segunda geração ser rentável é preciso processar a xilose e outros açúcares encontrados na palha e no bagaço.”

Palha da cana  no laboratório de biologia molecular

Palha da cana no laboratório de biologia molecular

O trabalho de engenharia genética realizado na levedura teve à frente o biólogo Leandro Vieira dos Santos, de 32 anos. “Fizemos um estudo para identificar quais seriam os genes e as combinações favoráveis para a Saccharomyces passar a consumir a xilose”, diz Leandro, que cursa o doutorado na Unicamp. Formado na Universidade Federal de Viçosa (UFV), onde fez mestrado em microbiologia, ele, depois de trabalhar dois anos na empresa de biotecnologia Agrogenética, resolveu fazer o doutorado com leveduras e procurou Gonçalo em 2011, quando o pesquisador montava a equipe da GranBio. Hoje, com a levedura pronta, Santos se dedica a aperfeiçoá-la.

A propagação e o escalonamento do microrganismo são tarefas do engenheiro em biotecnologia Luige Calderon. Peruano formado pela Universidade Católica de Santa Maria, em Arequipa, fez o mestrado na Unicamp e, em 2012, foi convidado a trabalhar na GranBio como pesquisador na área de bioprocesso. “Eu seleciono microrganismos utilizando engenharia genética e evolutiva, desenvolvendo, por exemplo, o meio de cultivo mais adequado”, explica. A genética de leveduras também levou Osmar de Carvalho Netto para a empresa. Formado em ciência dos alimentos pela Universidade de São Paulo (USP), ele fez o doutorado na Unicamp. Participou do sequenciamento do genoma da Saccharomyces na Unicamp e pensava em montar, junto com Leandro Vieira, uma empresa de leveduras industriais. “Íamos ser fornecedores da GranBio, mas nos convenceram a integrar o quadro da empresa”, conta. Tornou-se, no entanto, coordenador de processos em áreas como fermentação, hidrólise e pré-tratamento da biomassa. Também foi designado para fazer a ponte entre a pesquisa e a área corporativa. “Precisava ser alguém que entendesse a linguagem dos cientistas e passei a fazer isso em 50% do meu tempo. Nos outros 50% trabalho na coordenação dos processos”, diz. Ele trata, por exemplo, de organizar testes, entregas de material e contatos com a usina, tudo para que os pesquisadores se concentrem na pesquisa.

Amostras de cana no laboratório de química analítica

Amostras de cana no laboratório de química analítica

Volta ao princípio
Além da levedura, outra novidade da GranBio foi a cana-energia apresentada em agosto. É uma variedade nova, não transgênica, desenvolvida com cruzamentos tradicionais entre vários outros cultivares em colaboração com a Rede Universitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético (Ridesa) de Alagoas e o Instituto Agronômico de Campinas (IAC). “Voltamos ao início do melhoramento genético da cana. Em vez de aumentar o açúcar no caldo, aumentamos a quantidade de fibra na planta. Assim temos uma cana mais rústica. Ela é mais alta, tem longevidade de colheita, floresce menos e é mais resistente ao ataque de pragas, além de ser mais dura”, explica o agrônomo José Bressiani, diretor agrícola da empresa. Com graduação, mestrado e doutorado pela USP em melhoramento genético, ele adquiriu experiência na produção de cultivares de cana durante os 15 anos que trabalhou no Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) e mais cinco anos na Canavialis, do grupo Monsanto. “Minha função é equacionar a função de biomassa para plantas de cana. Estamos criando uma planta que deverá ter custo de produção baixo”, afirma.

Teste de etanol em analisador bioquímico

Teste de etanol em analisador bioquímico

Os testes com a cana-energia, que tem o nome comercial de Cana Vertix, ocorrem nas regiões Sudeste, Nordeste e Centro-Oeste. A ideia é de que, no futuro, variedades específicas de cana-de-açúcar sejam usadas apenas na produção de etanol 2G e para gerar energia elétrica por meio da queima de resíduos. Inicialmente, da Cana Vertix será utilizada apenas a palha. Depois do corte por máquinas colheitadeiras, a palha fica no solo e seca após alguns dias, quando é recolhida e transportada para a usina 2G ou para estoque, onde pode ficar por vários meses.

Os avanços tecnológicos e o crescimento da GranBio ampliaram a importância do centro de P&D, que passou a ser uma subsidiária com o nome de BioCelere. A formação da empresa teve início a partir de uma conversa entre Gonçalo, Bernardo Gradin, presidente, e Alan Hiltner, vice-presidente executivo da GranBio, em março de 2010. Gradin estava saindo da presidência da Braskem e queria investir em biotecnologia e etanol 2G. “Fiz no verso da conta do restaurante em que estávamos um esboço do que poderia ser a futura GranBio no campo científico. Ele gostou e depois me convidou para ser um dos sócios”, conta Gonçalo. Os dois já se conheciam – serviram juntos ao Exército na Bahia e se reencontraram em 2007 quando Gonçalo coordenou um projeto do Programa Parceria para Inovação Tecnológica (Pite) da FAPESP, entre Unicamp e Braskem, sobre propeno (matéria-prima para produção de plásticos) renovável feito com cana-de-açúcar.

070-073_GranBio_235-02O investimento realizado pela GranBio já atingiu US$ 265 milhões para uma capacidade de produção de 82 milhões de litros por ano. Até agosto a produção tinha atingido um total de 3 milhões de litros de etanol. Só não foi maior porque alguns processos industriais precisam de aperfeiçoamentos. “Mas já encontramos as soluções e vamos implementá-las até o início de 2016”, prevê Gonçalo.

 

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