UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROepqb.eq.ufrj.br/...enzimatica-na-industria-de-celulose-e-papel.pdf · iii INSERÇÃO DA TECNOLOGIA ENZIMÁTICA NA INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Escola de Química

Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de

Processos Químicos e Bioquímicos

Braz José Demuner

Orientadores: Nei Pereira Jr., PhD (EQ/UFRJ)

Adelaide Maria de Souza Antunes, DSc (EQ/UFRJ)

Rio de Janeiro

Dezembro de 2012

INSERÇÃO DA TECNOLOGIA

ENZIMÁTICA NA INDÚSTRIA

DE CELULOSE E PAPEL

ii

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Escola de Química

Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de

Processos Químicos e Bioquímicos

BRAZ JOSÉ DEMUNER

Inserção da Tecnologia Enzimática na Indústria de

Celulose e Papel

Orientadores

Professor Nei Pereira Jr., PhD (EQ/UFRJ)

Professora Adelaide Maria de Souza Antunes, DSc (EQ/UFRJ)

Rio de Janeiro

Dezembro de 2012

Tese de Doutorado apresentada ao

Programa de Pós Graduação em

Tecnologia de Processos Químicos e

Bioquímicos da Universidade Federal do

Rio de Janeiro, como parte dos requisitos

necessários para a obtenção do título de

Doutor em Ciências (DSc).

iii

INSERÇÃO DA TECNOLOGIA ENZIMÁTICA NA INDÚSTRIA DE

CELULOSE E PAPEL

BRAZ JOSÉ DEMUNER

Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em

Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos da Universidade Federal

do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários para a obtenção

do título de Doutor em Ciências (DSc).

Aprovada por:

______________________________________________________

Nei Pereira Jr., PhD (DEB/UFRJ) - Orientador/Presidente

______________________________________________________

Adelaide Maria de Souza Antunes, DSc (EQ/UFRJ)

______________________________________________________

Estevão Freire, DSc (EQ/UFRJ)

______________________________________________________

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto, DSc (EQ/UFRJ)

______________________________________________________

Paulo César Pavan, DSc (EEL-USP)

________________________________________________

Lídia Maria Melo Santa Anna, DSc (CENPES/PETROBRAS)

______________________________________________________

Maria Antonieta Ferrara, DSc (Far-Fiocruz)

______________________________________________________

iv

FICHA CATALOGRÁFICA

D389i Demuner, Braz José.

Inserção da Tecnologia Enzimática na Indústria da Celulose e

Papel./ Braz José Demuner. – 2012.

330 f.:Il.

Tese (Doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e

Bioquímicos) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola

de Química, Rio de Janeiro, 2012.

Orientadoras: Nei Pereira Júnior e Adelaide Maria de Souza

Antunes.

1. Enzimas. 2. Patentes. 3. Celulases. 4. Xilanases. 5.

Lacases. 6. Lipases. – Teses. I. Pereira Júnior, Nei. (Orient.).II.

Antunes, Adelaide Maria de Souza (Orient.). III. Universidade

Federal do Rio de Janeiro, Programa em Tecnologia de Processos

Químicos e Bioquímicos, Escola de Química. IV. Título.

CDD: 660.63

v

Dedico esta tese à minha família, ao Professor Nei Pereira Jr. e à

Professora Adelaide Maria de Souza Antunes.

Às cinco pessoas mais queridas e importantes da minha vida: à minha

filha Gabriela, ao meu filho Rafael, à minha esposa Tânia e aos dois

maiores doutores da vida, minha mãe Maria e meu pai Domingos (in memorian). Sem vocês e as suas contribuições as minhas realizações

muito pouco valeriam. Obrigado!

“A persistência é o menor caminho do êxito”. Charles Chaplin.

Ao meu orientador professor Nei Pereira Jr, por ter me inspirado para realizar este sonho da minha vida, para o qual

eu pouco acreditava que seria possível compartilhar as várias

responsabilidades e prioridades profissionais com os estudos

nesta renomada Universidade. Ele soube também, com muita paciência, sabedoria, dedicação e articulação, compor um

conjunto de idéias, pensamentos, agendas, incentivos e

aprendizados. Muito obrigado ilustríssimo mestre!

À professora Adelaide, esta extraordinária e

brilhante professora, profissional e orientadora.

Embora com tantas outras prioridades, você

sempre conseguiu encontrar tempo e disposição para contribuições tão expressivas, além de ter me

inspirado tantas vezes! Agradeço por tudo!

“Não há no mundo exagero mais belo que a gratidão”. Jean de La Bruyère

http://pensador.uol.com.br/autor/charles_chaplin/

http://pensador.uol.com.br/autor/jean_de_la_bruyere/

vi

Agradecimentos

São muitas as lembranças guardadas durante o decorrer desta importante

etapa da minha vida. Foram muitos os incentivos e apoios. Para todas as

pessoas que contribuíram, direta ou indiretamente, muitíssimo obrigado.

À Carolina, Flávia, Luciana, Sabrina, Luiz André, Maeda, Felipe, que por

muitas vezes me ajudaram, muitíssimo obrigado.

Ao Jorge e ao Luiz, grandes parceiros, que por tantas vezes estiveram

prontos e dispostos a me ajudarem, meus sinceros desejos de sucesso e

tudo de melhor para vocês.

Ao professores Estevão, Peter e Flávia que flexibilizaram as agendas,

viabilizando a minha atuação como estudante e profissional, residente no

Espírito Santo.

A todos da secretaria, à professora Ofélia, Roselee, Júlio, Lúcia, Marlene,

que sempre me atenderam e ajudaram com presteza.

Á Fibria Celulose, em nome do Pavan, Bertolucci e Ergilio, Robert e Cesar

que viabilizaram condições para esta minha tão importante realização.

Aos meus colegas na Fibria (alguns nomes dentre outros: Antônio Elias,

Bibiana, Bruno, Deusa, Eliane, Heloisa, Jupiter, Otávio, Robert, Rodolfo),

agradeço pelos incentivos e contribuições.

vii

Ao Carlos Augusto Santos, pelos incentivos, muito obrigado.

A Flávia, do SIQUIM, que além de me ajudar com as análises no

VantagePoint®, contribuiu transcrevendo as revisões da professora

Adelaide. Ao Daniel (ex- SIQUIM) e à Priscila, assistente da Adelaide,

muito obrigado por todas as contribuições.

Agradeço também às bibliotecárias da Fibria (Janine, Peggy, Daniela) pela

prontidão aos meus pedidos de documentações.

Ao amigo Rudine, parceiro e incentivador durante algumas dificuldades.

Muito obrigado e sucesso no seu doutoramento.

Agradeço à Terhi, Oili e Suurnäkki, do Technical Research Centre of

Finland pelo envio de artigos científicos específicos sobre enzimas.

Ao Henrik, Theo, Pasi, Angelina, Marco Antônio, Viviane, Greg e James

pelas discussões apropriadas, palavras de incentivos e artigos enviados.

Agradeço por tudo.

Ao Rafael, Gabriela e Marieli, pela ajuda na preparação da tese e críticas

construtivas. Além da inspiração e incentivo que esta tese possa

representar para vocês, muito sucesso para cada um em especial.

Aos professores Igor Polikarpov e André Ferraz, pelos aprendizados sobre

enzimas e incentivos. Muitíssimo obrigado.

viii

Resumo

DEMUNER, Braz José. INSERÇÃO DA TECNOLOGIA ENZIMÁTICA NA

INDÚSTRIA DE CELULUSE E PAPEL. Tese de Doutorado. Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2012.

Orientadores: Nei Pereira Jr., PhD e Adelaide M. de Souza Antunes, DSc

Esta tese tem como objetivo prospectar a aplicação de enzimas no setor de polpa celulósica e papel. Diferentes bases (Web of Science, Derwent,

USPTO, EPO, SIPO, JPO, INPI) foram utilizadas. As estratégias de buscas

pela classificação internacional de patentes e de palavras chaves de

interesse foram usadas. Foram prospectadas 17 áreas com potencial para a aplicação de enzimas no setor. Para estas diferentes áreas de aplicação

de enzimas, 1030 documentos de patentes foram analisados criticamente.

O software comercial VantagePoint® foi usado na análise das patentes,

obtendo-se agrupamentos e correlações de informações relevantes de interesse. Esta análise mostrou que existe um elevado nível de interesse

científico e de proteção da propriedade industrial da tecnologia enzimática

para o setor de polpa celulósica e papel. Diferentes enzimas e suas

aplicações foram prospectadas. As principais enzimas de interesse são as xilanases, celulases, lacases, lipases, amilases e as enzimas da rota de

biossíntese da lignina. A principal aplicação das xilanases é no

branqueamento da polpa celulósica em, aproximadamente, 50 fábricas na

Europa e 20 na América do Norte. As celulases são usadas,

principalmente, na remoção de tinta durante a reciclagem de papel. As amilases têm uso contínuo na modificação de amido para aplicação na

colagem e no revestimento do papel. As lipases são aplicadas na limpeza

de sistemas de máquinas de papel e no controle de contaminantes.

Grandes avanços foram obtidos na produção de enzimas para esta indústria, graças ao uso de técnicas modernas para engenheirar enzimas.

Os principais desafios para ampliar a aplicação comercial de enzimas no

setor são o aumento da especificidade e da seletividade em níveis

adequados de temperaturas e pH da produção de polpa celulósica e papel. Os impactos das enzimas sobre o rendimento do processo, demanda

química de oxigênio e resistência do papel são também críticos. O

potencial de geração de valor com a aplicação de enzimas foi prospectado,

mas a produção desses biocatalisadores em larga escala, aumento de sua

aplicação industrial e custos de produção são ainda desafios importantes.

Palavras chave: enzimas, patentes, celulases, xilanases, lacases,

lipases, amilase, polpa, papel.

ix

Abstract

DEMUNER, Braz José. INSERTION OF THE ENZYMATIC TECHNOLOGY

IN THE PULP AND PAPER INDUSTRY. Abstract of the DSc Thesis

presented to the Graduate Program on Technology of Chemical and Biochemical Processes of the Federal University of Rio de Janeiro, Rio de

Janeiro, Brazil, 2012.

Supervisors: Nei Pereira Jr, PhD e Adelaide Maria de Souza Antunes, DSc.

The present work aimed at prospecting the application of enzymes in the

pulp and paper industry. Different patent data basis (Web of Science,

Derwent, USPTO, EPO, SIPO, JPO, INPI) were used. International patent

classification and key words strategies were used and 17 areas where enzymes are potentially applied were prospected. For these different areas

of enzyme application 1030 patent documents were critically evaluated.

The clusters and cross correlations were obtained with the VantagePoint®

software. This analysis showed that the scientific interest on enzymes and

their industrial protection are prominent. Different enzymes and their applications were also prospected. The most important enzymes are the

xylanases, cellulases, laccases, lipases, amylases and the enzymes of the

lignin biosynthetic pathway. The xylanases have been applied in pulp

bleaching in approximately 50 mills in Europe and 20 mills in North America. The cellulases have been used to remove inks in the paper

recycling. The enzymatic starch modifications for paper surface sizing and

coating have been made with amylases. Lipases have been currently

applied in paper mills to control slime and pitch. Extensive advances on enzymes production for the pulp and paper industry were reached thanks

to the use of modern biotechnology techniques. Some major challenges to

enlarge the commercial application of enzymes in this industry are the

increase on enzyme specificity and selectivity of desirable levels of

temperature and pH of the pulp and paper productions. Enzymes impacts on process yield, chemical oxygen demand and paper strength are also

critical. A high potential to create value with the application of enzymes

was prospected, however their large scale production, industrial

application, and production costs are still key-challenges.

Keywords: enzymes, patents, cellulases, xylanases, laccases, lipases,

amylases, pulp, paper.

x

Sumário

Resumo ...................................................................................... viii

Sumário ......................................................................................... x

Lista de Siglas e Abreviaturas .................................................... xxvi

Capítulo 1 .................................................................................... 33

Apresentação do Tema da Tese ................................................... 33

Capítulo 2 .................................................................................... 41

O Setor de Polpa Celulósica e Papel ............................................. 41

2.1. A indústria de Polpa Celulósica e Papel no Mundo e no

Brasil: ...................................................................................................... 41

2.2. A Indústria de Papel e Uso de Enzimas .............................. 47

2.3. Indústria de Polpa Celulósica e o Uso das Enzimas ........ 51

2.3.1 Produção de polpa celulósica ..............................................52

2.3.2. Produção de Energia ........................................................62

Capítulo 3 .................................................................................... 65

Enzimas de Interesse para o Setor de Polpa Celulósica e Papel ... 65

3.1. Classificação de Enzimas: ........................................................ 65

3.2. Mercado Mundial de Enzimas de Interesse: ...................... 67

3.3. Enzimas de Interesse para o Setor de Polpa Celulósica e

Papel: ....................................................................................................... 69

3.3.1. Xilanases: .......................................................................70

3.3.2. Celulases ........................................................................80

3.3.3. Lacases e outras enzimas oxidativas (LiPs e MnPs): .............85

xi

3.3.4. Lipases: .........................................................................99

3.3.5. Amilases ....................................................................... 101

3.3.6. Principais Enzimas da Rota de Biossíntese da Lignina: ........ 102

3.4. Considerações Gerais: ............................................................ 108

Capítulo 4 .................................................................................. 111

Metodologias ............................................................................. 111

4.1. Prospecção Tecnológica .......................................................... 111

4.1.1. Visão Geral ................................................................... 111

4.1.2. Prospecções Específicas .................................................. 116

4.1.3. Tratamento dos Dados ................................................... 122

Capítulo 5 .................................................................................. 128

Resultados e Discussão ............................................................. 128

5.1. Prospecção geral sobre enzimas para o setor de polpa

celulósica e papel: ............................................................................. 128

5.1.1. Evolução do número de documentos publicados sobre enzimas

(foco no setor de polpa celulósica e papel, em nível mundial) ....... 128

5.1.2. Evolução do número de patentes sobre enzimas no setor de

polpa celulósica e papel ........................................................... 130

5.1.3. Principais Empresas Detentoras de patentes ..................... 131

5.1.4. Empresas detentoras de patentes: Setor Privado versus

Instituições Públicas ................................................................ 133

5.1.5. Países de prioridade de patentes sobre enzimas para o setor

............................................................................................ 134

5.1.6. Análise do Conteúdo dos depósitos de patentes de interesse

............................................................................................ 134

5.2. Prospecção sobre a aplicação de enzimas para

diferentes áreas importantes do setor de polpa celulósica e

papel ...................................................................................................... 143

xii

5.2.1. Enzimas relacionadas à biossíntese da lignina: .................. 144

5.2.1.1. Definição do tema ......................................................... 144

5.2.1.2. Evolução do número de patentes e principais

detentores das enzimas para modificação das fibras........ 147

5.2.1.3. Análise dos documentos de patentes

(complementada com informações de artigos científicos)

............................................................................................................. 150

5.2.2. Enzimas para a desconstrução/hidrólise enzimática de

materiais lignocelulósicos ......................................................... 154

5.2.2.1.Definição do tema .......................................................... 154


detentores das enzimas ............................................................... 155



............................................................................................................. 158

5.2.3. Enzimas e microorganismos para a biopolpação de materiais

lignocelulósicos ....................................................................... 168


5.2.3.2. Evolução do número de patentes e detentores das

enzimas ............................................................................................. 169



............................................................................................................. 171

5.2.4. Enzimas para o descascamento da madeira ...................... 174






............................................................................................................. 175

xiii

5.2.5. Enzimas para a deslignificação da polpa celulósica ............. 176






............................................................................................................. 178

5.2.6. Enzimas para o branqueamento da polpa celulósica ........... 182






............................................................................................................. 185






............................................................................................................. 194

5.2.8. Enzimas tolerantes às condições alcalinas ......................... 199






............................................................................................................. 201

5.2.9. Enzimas para o tratamento de efluentes ........................... 204


xiv





............................................................................................................. 205

5.2.10. Enzimas para Modificação de Amido ............................... 206

5.2.10.1. Definição do tema ...................................................... 206

5.2.10.2. Evolução do número de patentes e os detentores

das enzimas ..................................................................................... 207



............................................................................................................. 208

5.2.11. Enzimas para refino da polpa celulósica .......................... 214






............................................................................................................. 216

5.2.12. Enzimas para modificação de fibras ................................ 218



detentores das enzimas para modificação das fibras........ 219



............................................................................................................. 220

5.2.13. Enzimas para a melhoria da drenagem da polpa celulósica e

do papel ................................................................................ 225


xv





............................................................................................................. 227

5.2.14. Enzimas para o controle de depósitos (“Slime”) ............... 227






............................................................................................................. 230

5.2.15. Enzimas para o controle de “pitch” ................................. 231






............................................................................................................. 235

5.2.16. Enzimas para o controle de arrancamento de vasos.......... 237






............................................................................................................. 238

5.2.17. Enzimas para a produção de polpa celulósica a partir de papel

reciclado ................................................................................ 240


xvi





............................................................................................................. 241

Capítulo 6 .................................................................................. 246

Tendências e Desafios ............................................................... 246

6.1. Enzimas relacionadas à biossíntese da lignina: ............. 246

6.2. Enzimas para a desconstrução/hidrólise enzimática de

materiais lignocelulósicos ............................................................... 248

6.3. Enzimas e microorganismos para a biopolpação de

materiais lignocelulósicos ............................................................... 250

6.4. Enzimas para o descascamento da madeira ................... 251

6.5. Enzimas para a deslignificação da polpa celulósica ...... 251

6.6. Enzimas para o branqueamento da polpa celulósica ... 253

6.7. Enzimas termoestáveis para o setor de polpa celulósica

e papel ................................................................................................... 255

6.8. Enzimas tolerantes às condições alcalinas....................... 256

6.9. Enzimas para o tratamento de efluentes ......................... 257

6.10. Enzimas para Modificação de Amido ............................... 258

6.11. Enzimas para refino da polpa celulósica ........................ 259

6.12. Enzimas para modificação de fibras ................................ 260

6.13. Enzimas para a melhoria da drenagem da polpa

celulósica e do papel ........................................................................ 260

6.14. Enzimas para o controle de depósitos (“Slime”) ......... 261

6.15. Enzimas para o controle de “pitch” .................................. 262

6.16. Enzimas para o controle de arrancamento de vasos . 262

xvii

6.17. Enzimas para a produção de polpa celulósica a partir

de papel reciclado .............................................................................. 263

Capítulo 7 .................................................................................. 264

Conclusões e Sugestões ............................................................. 264

7.1. As principais conclusões são: ............................................... 264

7.1.1. No tocante às xilanases: ................................................. 265

7.1.2. Quanto às celulases: ...................................................... 266

7.1.3. Sobre as lacases (e outras enzimas oxidativas): ................ 267

7.1.4. Sobre as amilases: ........................................................ 267

7.1.5. Em relação às lipases: .................................................... 267

7.1.6. Sobre as enzimas da rota de biossíntese da lignina: ........... 267

7.1.7. Com relação às enzimas para a desconstrução/hidrólise de

materiais lignocelulósicos: ........................................................ 268

7.2. Sugestões .................................................................................... 268

Referências Bibliográficas ......................................................... 270

xviii

Lista de Figuras

Figura 2.1 - Números da balança comercial do setor de polpa celulósica e

papel.. ...........................................................................................42

Figura 2.2 – Diferenças da produtividade de florestas. ........................43

Figura 2.3 - Processo simplificado da produção de papel do tipo escrita e

impressão, ilustrando diferentes possibilidades de aplicação de enzimas. 49

Figura 2.4 – Principais constituintes químicos da madeira. ..................52

Figura 2.5 - Fluxograma simplificado de um processo

quimotermomecânico, ilustrando possibilidades de aplicação de

microorganismos e/ou enzimas.. .......................................................53

Figura 2.6 - Fluxo simplificado: a) Croqui do sistema original para

construção de pilha de 50 toneladas de cavacos biotratados e b) Layout de

montagem do equipamento para construção (descontaminação, inoculação

e montagem) da pilha de cavacos.. ....................................................55

Figura 2.7 – Fluxograma da fabricação de polpa celulósica..................55

Figura 2.8 – Diagrama de blocos da fabricação de polpa celulósica, com

indicação das possibilidades de aplicação de enzimas. ..........................56

Figura 2.9 - Digestor de cozimento kraft da madeira..........................57

Figura 2.10 – Evolução da diferentes fontes de produção de energia do

setor de polpa celulósica..................................................................63

Figura 3.1 - Principais aplicações industriais de enzimas. ....................68

Figura 3.2 - Participação de xilanases na hidrólise de xilanas. ..............73

Figura 3.3 - Hipótese para explicar a ação de xilanases na melhoria do

branqueamento. ..............................................................................74

Figura 3.4 - Ação de celulases na hidrólise da cadeia de celulose......... 83

xix

Figura 3.5 - Atuação de diferentes tipos de celulases na hidrólise da

cadeia de celulose...........................................................................84

Figura 3.6 - Estrutura proposta para a CBH I do Trichoderma reesei

mostrando a “cellulose binding domain” (CBM)................................ ...84

Figura 3.7 - Um tipo de CBM I de T. resei interagindo com uma face

planar da celulose. ...........................................................................85

Figura 3.8 - Ilustração da ação de lacases na clivagem da lignina. .......86

Figura 3.9 - Ciclo catalítico de lacases......... .....................................86

Figura 3.10 – Ilustração da hidrólise de triacilgliceróis por lipases.. ......99

Figura 3.11 - Rota de biossíntese da lignina..... ............................... 106

Figura 3.12 - Rota genérica da biossíntese de monômero (monoligninol)

de lignina, ilustrando o fluxo relativo de carbono entre as rotas de

competição...... ............................................................................. 108

Figura 4.1 - Exemplo ilustrativo da busca de documentos de patentes.

................................................................................................... 114

Figura 4.2 - Exemplo ilustrativo da busca de documentos de

patentes............... ........................................................................ 115

Figura 4.3 - Exemplo ilustrativo de extração de documentos na base

USPTO................................... ...................................................... 115


patentes............... ........................................................................ 118


................................................................................................... 118


patentes............... ........................................................................ 121


patentes................. ...................................................................... 121

xx

Figura 4.8 – Banco de dados sobre enzimas.......... .......................... 125

Figura 4.9 - Extração de informações sobre enzimas de interesse no

VantagePoint® para obtenção de correlações cruzadas.......... ............. 126

Figura 4.10 - Obtenção de correlações cruzadas no VantagePoint®..... 127

Figura 5.1 - Número de documentos publicados sobre enzimas para o

setor de polpa celulósica e papel. .................................................... 129

Figura 5.2 – Evolução do número de patentes. ................................ 130

Figura 5.3 – Evolução do número de patentes. ................................ 131

Figura 5.4 – Principais empresas detentoras de patentes. ................. 132

Figura 5.5 - Empresas privadas versus públicas. .............................. 133

Figura 5.6 - Países de prioridade de patentes. ................................. 135

Figura 5.7 - Correlações entre enzimas e produção de polpa celulósica e

papel............. .............................................................................. 137

Figura 5.8 - Enzimas mais importantes. .......................................... 138

Figura 5.9 - Principais técnicas biotecnológicas aplicadas na produção de

enzimas para o setor. .................................................................... 139

Figura 5.10 - Correlações entre enzimas e suas principais aplicações.. 141

Figura 5.11 - Visão geral dos principais objetivos na produção e aplicação

das enzimas analisadas na base com 602 patentes. ........................... 142

Figura 5.12 - Proteção das tecnologias de modificação da lignina de

plantas. ........................................................................................ 148

Figura 5.13 - Principais detentores de patentes relacionadas à

modificação da lignina............. ....................................................... 149

Figura 5.14 - Países de prioridade de patentes sobre modificação da

lignina. ......................................................................................... 150

xxi

Figura 5.15 - Patentes sobre enzimas para desconstrução/hidrólise de

biomassas lignocelulósicas........... ................................................... 156

Figura 5.16 – Principais detentores das patentes sobre enzimas para a

desconstrução/hidrólise de biomassas lignocelulósicas. ...................... 157

Figura 5.17 – Principais países de prioridade das patentes sobre enzimas

para a desconstrução/hidrólise de biomassas lignocelulósicos......... .... 157

Figura 5.18 – Evolução do número de patentes sobre biopolpação..... 170

Figura 5.19 – Detentores de patentes sobre biopolpação. ................. 171

Figura 5.20 – Evolução do número de patentes sobre enzimas para a

deslignificação da polpa celulósica. .................................................. 178

Figura 5.21 - Empresas e instituições detentoras de patentes sobre

enzimas para a deslignificação da polpa celulósica. ............................ 179

Figura 5.22 – Principais países detentores de patentes sobre enzimas

para a deslignificação da polpa

celulósica................................................ ..................................... 180

Figura 5.23 – Evolução do número de patentes sobre enzimas para o

branqueamento. ............................................................................ 184

Figura 5.24 - Empresas detentoras de patentes sobre branqueamento.

................................................................................................... 185

Figura 5.25 – Principais países de prioridades de patentes sobre

branqueamento. ............................................................................ 186

Figura 5.26 - Número de artigos científicos publicados sobre

branqueamento da polpa celulósica............... .................................. 190

Figura 5.27 – Evolução do número de patentes sobre enzimas

termoestáveis. .............................................................................. 193

Figura 5.28 - Empresas detentoras de patentes sobre enzimas

rmoestáveis........... ....................................................................... 193

xxii

Figura 5.29 - Países de prioridade de patentes sobre enzimas

termoestáveis.................. ............................................................. 194


alcalinas............. .......................................................................... 200


alcalinas...................................................... ................................ 201


modificação de amido. ................................................................... 209

Figura 5.33 - Principais empresas das patentes sobre enzimas para a

modificação de amido. ................................................................... 209

Figura 5.34 – Princiapis países de prioridade de patentes sobre enzimas

para modificação de amido ............................................................. 210


refino da polpa celulósica e papel. ................................................... 215

Figura 5.36 - Empresas detentoras de patentes sobre enzimas para o

refino da polpa celulósica e papel. ................................................... 215

Figura 5.37 – Evolução do número de patentes sobre modificação de

fibras com enzimas. ....................................................................... 219

Figura 5.38 - Detentores de patentes sobre modificação de fibras com

enzimas. ...................................................................................... 220

Figura 5.39 – Evolução do número de documentos de patentes sobre

drenagem.. ................................................................................... 226

Figura 5.40 - Detentoras de patentes sobre drenagem......... ............ 226

Figura 5.41 – Evolução do número de patentes sobre controle de “slime”

com enzimas.............................. .................................................. 229

Figura 5.42 - Empresas detentoras de patentes sobre controle de “slime”

com enzimas................................................ ................................ 230

xxiii

Figura 5.43 – Evolução do número de patentes sobre controle de

“pitch”........................................................................... .............. 234

Figura 5.44 - Empresas detentoras de patentes sobre controle de

“pitch”.......................................... ............................................... 235


controle do arrancamento de vasos................................. ................ 239


controle do arrancamento de vasos.............. ................................... 239


produção de polpa celulósica a partir de papel reciclado..................... 242

Figura 5.48 – Empresas detentoras de patentes sobre enzimas para a

produção de polpa celulósica a partir de papel reciclado..................... 243

xxiv

Lista de Tabelas

Tabela 2.1 – Posicionamento dos maiores produtores de polpa celulósica

e papel. ..........................................................................................46

Tabela 2.2 – Perspectivas para o setor de polpa celulósica e papel

brasileiro entre 2010 e 2020........................................................ ....46

Tabela 4.1 – Termos da busca para as 17 áreas de aplicação de

enzimas............................................................. .......................... 119

Tabela 4.2 – Matriz de informações obtidas dos documentos de

patentes.................................... .................................................. 123

Tabela 5.1 – Número de documentos de patentes sobre diferentes temas

do setor de polpa celulósica e papel............................... .................. 146

Tabela 5.2 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes

sobre enzimas da rota de biossíntese da lignina................................ 153


sobre enzimas para a desconstrução/hidrólise de materiais

lignocelulósicos.................................................... ......................... 160


sobre enzimas e microorganismos para a biopolpação de materiais

lignocelulósicos...................................... ....................................... 173


sobre enzimas para a deslignificação da polpa celulósica. ................... 181

Tabela 5.6 – Resumo das principais enzimas oxidativas comerciais para a

catálise da lignina. ......................................................................... 182


sobre enzimas para o branqueamento da polpa celulósica................... 188

Tabela 5.8 – Resumo das principais xilanases comerciais disponíveis para

aplicação no branqueamento............................................ .............. 189

xxv


sobre enzimas termoestáveis para o setor de polpa celulósica e papel.. 196


sobre enzimas resistentes às condições alcalinas...............................203


sobre enzimas para a modificação do amido.....................................212


sobre enzimas para o refino da polpa celulósica.................................217


sobre enzimas para a modificação das fibras..................................... 223


sobre enzimas para a melhoria da drenagem da polpa celulósica......... 228


sobre enzimas para o controle de depósitos (“slimes”)....................... 232


sobre enzimas para o controle de “pitch”.......................................... 236


sobre enzimas para o controle de arrancamento de vasos................... 240


sobre enzimas para produção de polpa celulósica a partir de papel

reciclado....................................................................................... 244

xxvi

Lista de Siglas e Abreviaturas

35S: Promotor do vírus do mosaico da couve-flor

4CL: “4-Coumarato Co-Enzima A Ligase”

ABRAF: Associação Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas

ABTS: [ácido 2,2'-azinobis-(3-etilbenzitiazolina-6)-sulfônico]

AHA: Ácido acetohidroxâmico

AHB: Ácido 4-hidroxi-benzóico

AIdOMT: “Aldehyde O-methyltransferase gene”

Al2(SO4)3: Sulfato de alumínio

AlCl3: Cloreto de alumínio

AMATA: Empresa florestal brasileira – Inteligência da floresta viva

ANFPC: Associação Nacional dos Fabricantes de Papel e Celulose

atm: Unidade de pressão

Bar: Unidade de pressão

BCTMP: Polpa quimotermomecânica branqueada

BRACELPA: Associação Brasileira de Celulose e Papel

BRIC: Brasil, Rússia, índia e China

C0: Composto zero

C12:Classificação internacional de patentes que corresponde a chemistry;

biochemistry; beer; spirits; wine; vinager; microbiology; enzymology;

mutation or genetic engineering

C12N: Vai além da definição para C12: microorganisms or enzymes:

compositions thereof

C3H: “4-Hidroxicinamato 3-Hidroxilase”

C4H: “Cinamato 4-Hidroxilase”

C6C3: Carbono 6 e Carbono 3

CaCl2: Cloreto de cálcio

CaCO3: Carbonato de Cálcio

xxvii

CaCO3: Carbonato de cálcio

CAD: “Cinamil Álcool Dehidrogenase”

CAld5H: “Coniferaldehyde 5-hydroxylase”

CAPES: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

CBH: “Cellobiohydrolases”

CBH2: Celobiohidrolases 2

CBHI: Celobiohidrolases I

CBM: “Cellulose Binding Module”

CBP: Bioprocesso consolidado

CCoA-3H: “Coumaroil-Coenzima A 3-Hidroxilase”

CCoA-OMT: “Cafeiol-Coenzima A O-Metiltransferase”

CCR: “Cinamil-CoA Redutase”

CCR: “Cinamoil-CoA Redutase”

CDH: Celobiose-Desidrogenase

CH3: Grupo metil

CI: Composto I

CII: Composto II

CIP I: Tipo de proteína não hidrolítica

CIP: Classificação Internacional de Patentes

CMCase: medição de atividade enzimática em carboxi-metil-celulose

CO2: Gás carbônico

COMT: “Ácido Caféico 3-O-Metiltransferase”

COMT: “Catecol-O-Metil Transferase”

CONAB: Companhia Nacional de Abastecimento

CTC: Centro Tecnologia Canavieira

CTMP: Polpa quimotermomecânica

CTNBio: Comissão Técnica Nacional de Biossegurança

Cu+1: Íon cobre monovalente

Cu+2: Íon cobre bivalente

DHP: Lignina sintética do tipo "dihydropyrimidinase"

xxviii

DIP: “Deinked paper”

DNA: Ácido desoxirribonucléico

DQO: Demanda Química de Oxigênio

dsDNA: “Double-stranded” DNA

EC: Comissão de Enzima

EG2: Endoglucanases 2

EG4: Endoglucanases 4

EGI: Endoglucanases I

EP: Base Espacenet – coleção completa das aplicações de patentes

publicadas na Europa

EPO: Sigla da base européia de patentes (“European Patent Office”)

Ep-PCR: “Error prone-polymerase chain reaction”

EUA: Estados Unidos da América

EXCEL: “Software” do pacote “Office” da “Microsoft”

F5H: “Ferulato 5-Hidroxilase”

FeCl3: Cloreto férrico

FeCO3: Carbonato ferroso

FeSO4: Sulfato ferroso

FOB: "Free on Board"

FPU/g: Unidade de atividade enzimática em “filter-paper units”/grama

FT-IR: Espectroscopia infra vermelho com transformada de Fourier

GFAT: Glutamina-Frutose-6-Fosfato Transaminase

H/G/S: p-Hidroxifenil/Guaiacil/Siringil

h: hora

H2CO3: Ácido carbônico

H2O: Água

H2O2: Peróxido de Hidrogênio

H3PO4: Ácido fosfórico

HBT: hidroxibenzotriazol

HCl: Ácido clorídrico

xxix

HCT: “Hidroxicinamoil CoA-“shikimate”/quinato Transferase”

HNO3: Ácido nítrico

HRP: “Horse Rardish Peroxidase”

IFP: Instituto Francês de Petróleo

INPI: Sigla da base brasileira de patentes (Instituto Nacional de

Propriedade Industrial)

IP: Nomenclatura para busca de patentes via classificação internacional de

patentes na base da “Derwent Innovations”

IPC: “International patent classification”

IPC: “International Patent Classification”

ISI: Base de dados “ISI Web of Knowledge”, da Thomson Reuters

ISO: Sigla que em inglês significa “International Organization for

Standardization”

JPO: Sigla da base japonesa de patentes (“Japan Patent Office”)

Kappa: Medida do residual de lignina em uma polpa

Kg: kilograma

LADEBIO:Laboratórios de Desenvolvimento de Bioprocessos da UFRJ/EQ

Lac: Lacase

Lacs: Lacases

LCC: Complexo entre lignina e carboidratos

LICCR: “Gene Leucaena leucocephala cinnamoyl CoA reductase”

LiP: Lignina peroxidase

LiP: Lignina peroxidases

LMS: Sistema Lacase/Mediador

LMS1: Sistema Lacase/Mediador de uma polpa 1



m³/ha/ano: Metros cúbicos por hectare por ano

MAPA: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

MDIC: Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior

http://www.ladebio.org.br/

xxx

ml/h: mililitros por hora

mM: Concentração em Mili Molar

Mn (II): Íon manganês bivalente

Mn (III): Íon manganês trivalente

Mn+2: Íon manganês bivalente

Mn+3: Íon Manganês trivalente

MnCl2: Cloreto de manganês

MnO2: Óxido de manganês

MnP: Manganês peroxidase

MnPs: Manganês peroxidases

MnSO4: Sulfato de Manganês

MPa: Unidade de pressão

mRNA: Ácido ribonucléico mensageiro

MZKI: Nome de uma coleção de cultura, localizada na Eslovênia

Na2CO3: Carbonato de sódio

NC-IUBMB: Comissão de Nomenclatura – União Internacional de

Bioquímica e Biologia Molecular

NREL: “National Renewable Energy Laboratory”

O2: Oxigênio

ºC: Unidade de temperatura (em Celsius)

OCC: “Old Corrugated Container”

OECD: “Organization for Economic Cooperation and Development”

ºK: Unidade de temperatura (em Kelvin)

OMT: “Ometiltransferase”

P&D: Pesquisa e Desenvolvimento

PAL: “Fenilalamina AmôniaLiase”

PAPRICAN: Instituto de Pesquisas no Canadá

PAPRICAN: Pulp and Paper Research Institute of Canada

PC-IDMS: “Protein Cleavage-Isotope Dilution Mass Spectrometry”

PcL: Lacases de Pycnoporus cinnabarinus

xxxi

PCR: “Polymerase Chain Reaction”

PCT: “Patent Cooperation Treaty” – tratado de cooperação de patentes

PEG: Polietileno Glicol

pH: Potencial hidrogeniônico

PHB: Polihidroxibutirato

PhOH: Substrato fenólico

PIB: Produto Interno Bruto

Pm4CL1: “Gene Pinus massoniana Lamb”

ppm: Unidade que expressa partes por milhão

PSI: Unidade de pressão

R&D: “Research and Development”

RCC: “Recycled cardboard cartons”

RISI: Sigla de uma instituição que prepara bancos de dados denominados

“Repository of Industrial Security Incidents”

RNA: Ácido ribonucléico

SAM: S-adenosilmetionina

SECEX: Secretaria de Comércio Exterior

SIPO: Siga da base chinesa de patentes (“China's State Intellectual

Property Office”)

SO2: Dióxido de enxofre

SP: São Paulo

SS: Ligações disulfeto

SSF: “Simuiltaneuous Sacarification and Fermentation”

STFI: Instituto de pesquisa situado em Estocolmo, Suécia

Stickies: Contaminantes orgânicos na fabricação de papel

TAL: “Tirosina Amônia Liase”

TCF: “Total Chlorine Free”

TMP: Polpa termomecânica

TOC: “Total Organic Compound”

Ton: Tonelada

xxxii

Trp: Aminoácido triptofano

TS: Nomenclatura para busca de palavras chave no tópico para a base de

patentes da “Derwent Innovations”

TYR: “Tyrosine”

U/grama: Unidade por grama

UFRJ: Universidade Federal do Rio de Janeiro

UI/g: Unidade Internacional/grama

UIB: União Internacional de Bioquímica

US$: Moeda Norte America que significa Dólar

USA: Estados Unidos da América

USP: Universidade de São Paulo

USPTO: Sigla da base americana de patentes (“US patent Office”)

VA: Ácido violúrico

VantagePoint®: “Software” comercial para tratamentos de informações na

forma de texto

VPs: Peroxidases versáteis

VTT: Instituto de pesquisas, situado em Helsinki, FI

WIPO: “World Intellectual Property Organization”

WO: Sigla para patentes que são aplicadas internacionalmente, de acordo

com a WIPO (aplicação via PCT)

XP1: Xilanase tipo 1

XP2: Xilanase tipo 2

ZnCl2: Cloreto de zinco

Capítulo 1 – Apresentação do Tema da Tese

33

Capítulo 1

Apresentação do Tema da Tese

O setor de polpa celulósica1 destaca-se no cenário mundial por ser

um forte gerador de empregos e de divisas, investimentos e crescimento

contínuo. Este cenário favorável é decorrente de muitos investimentos e

desenvolvimentos tecnológicos. A liderança atingida justifica a

necessidade de investir ainda mais em pesquisas, tecnologias e inovações,

visando ampliar as vantagens competitivas do setor (BRACELPA, 2011).

A verticalização da produção, o uso intensivo de capital e o estágio

tecnológico atingido são algumas das características marcantes do setor.

O desenvolvimento de novas tecnologias e a inserção de inovações são

elementos chave para suportar a competitividade e o crescimento previsto

para o futuro do setor. Estudos de Buainain e Batalha (2007) e Figueiredo

(2011) mostram a importância da capacidade inovadora das empresas

para explorar novas oportunidades tecnológicas, em termos de

diversificação para novas linhas de negócios.

1 O termo “celulose” apresenta um duplo significado: a) significado químico:

polissacarídeo, formado por unidades de D-anidroglicose unidas através de ligações Beta-1,4 que, por hidrólise, produz única e exclusivamente moléculas de glicose; e b) significado técnico: produto resultante da transformação da madeira por diferentes processos (mecânicos e químicos). A madeira assim transformada recebe o nome de pasta, polpa ou celulose (BARRICHELLO e BRITO, 1979). Nesta tese, adotaremos o termo celulose referindo-se ao significado químico e a expressão polpa celulósica para expressar o significado técnico.


34

A indústria de polpa celulósica brasileira destaca-se com uma das

melhores performances mundiais. É importante ainda citar que o modelo

florestal brasileiro adotado a partir, principalmente, do início dos anos 70

foi e continua sendo muito inovador. As florestas obtidas a partir de um

modelo e plantio agrossilvicultural2, em mosaico3, com investimentos

contínuos em pesquisas, no melhoramento genético, conhecimento do

solo, necessidades e balanços nutricionais, efeitos edafoclimáticos4, dentre

outros, vem posicionamento o Brasil como um dos países mais

competitivos nesta área, cujas inovações são destacadas por Figueiredo

(2011).

O setor brasileiro sobressai também pelas contínuas modernizações

do parque industrial e introdução de alternativas inovadoras na logística

de madeira e de polpa celulósica. Como resultados destes investimentos,

nos últimos anos, a indústria de polpa celulósica e papel tem apresentado

um crescimento acelerado no Brasil, o que o colocou, em 2011, em 4º

lugar na produção mundial de polpa celulósica e em 9º na de papel.

As principais necessidades da indústria de polpa celulósica e papel

são de desenvolvimento e introdução de inovações tecnológicas para

2 Em uma definição geral, a agrossilvicultura oferece diferentes modalidades de uso mais

racional do solo,onde se associam culturas e, ou, animais com a finalidade de maximizar o lucro por unidade de área. Além disso, a associação traz um ganho ecológico, uma vez que são respeitadas as exigências das plantas e dos animais em sincronismo com o ambiente, permitindo que as atividades sejam sustentáveis (SBS, 2008 e VALLE, 2004). 3 A plantação de florestas é feita de forma a compor um rico mosaico ecoflorestal, englobando nesse complexo muitos ecossistemas naturais, como matas nativas, campos naturais, sistemas lacustres, áreas pantanosas e afloramentos rochosos, entre outros (CNA, 2011). 4 São características relativas à relação planta-solo-clima para o plantio de uma determinada cultura (EMBRAPA, 2012).


35

consolidar as vantagens competitivas em mínimo custo de fabricação e

geração de maior valor agregado para os clientes e acionistas. É sabido

que inovações com maior chance de apresentarem viabilidade técnica e

econômica e, conseqüentemente, de serem introduzidas no processo

produtivo são aquelas que apresentam: maior potencial de minimizarem o

uso dos recursos naturais; máximo rendimento; menor custo de

fabricação; mínimo impacto ambiental; e máxima diferenciação da

qualidade (YIN, 1998; MEADOWS e SYNOVEC, 1997, BUAINAIN e

BATALHA, 2007, ELSHOUT, 2010, COMMONWEALTH AUSTRALIA, 2010,

VILLARREAL, 2011, MORAIS, 2011).

Dentre as várias frentes tecnológicas com potencial de atender as

necessidades citadas para a produção de polpa celulósica e papel,

destaca-se a tecnologia enzimática. Enzimas são biocatalisadores, com

aplicação de caráter ambiental e sustentável, requerem pequeno

investimento para a sua adoção industrial, relativamente a outras

tecnologias desta indústria. Portanto, não há dúvidas de que as enzimas

são inovações que deverão ser cada vez mais avaliadas e aplicadas no

setor de polpa celulósica e papel.

Algumas enzimas vêm sendo usadas, em diferentes aplicações,

durante anos, na produção de papel. Mas na fabricação de polpa

celulósica, a literatura especializada relata que o primeiro teste com

enzimas neste setor foi na década de 80 (VIIKARI et al., 1986) e, até o

presente momento, esta indústria é um usuário tímido de enzimas.

Entretanto, no geral, os dados do crescimento do uso de enzimas é

animador. O mercado global de enzimas industriais foi de US$ 2 bilhões

em 2004, US$ 2,2 bilhões em 2006, US$ 3,1 bilhões em 2009, US$ 3,6

bilhões em 2010, US$ 3,9 bilhões em 2011 e tem projeção de US$ 6

bilhões para 2016 (BCC RESEARCH INC, 2004, 2011 e 2012). Dados


36

destes relatórios e também do ETEPS-AISBEL (2005) indicam que o setor

de celulose papel corresponde a 4 a 6% do volume total de aplicação de

enzimas industriais. Estes dados permitem calcular um crescimento médio

de 13% ao ano entre 2002 a 2011, para o consumo de enzimas para o

setor de papel e celulose, com uma projeção de crescimento de 10% ao

ano até 2016. Em contraste, dados anteriores do Market Research News

(2011) indicam valores de crescimento 50% menores daqueles citados

pela BCC Research Inc. (2012), mas mesmo assim os volumes são

expressivos.

Algumas revisões sobre enzimas para a produção de polpa celulósica

foram realizadas (BAJPAI, 1992, VIIKARI, 1994; KIRK, 1996; SUURNAKKI,

1997; BAJPAI, 1999; BEG, 2001; KENEALY, 2003). Estas contribuíram

significamente para consolidar os primeiros resultados atingidos e

evidenciar as dificuldades existentes na sua aplicação. Mais recentemente,

várias novas revisões e estudos sobre o tema revelam que este assunto

continua com um grande interesse científico e comercial (BAJPAI, 2006,

PAVAN, 2008; DHIMAN, 2008, CASTRO e PEREIRA JR, 2010; GIBBES et

al., 2010; EBRAHIMI, 2010; CANAS e CAMARERO, 2010; SHRINIVAS et

al., 2010; WANG et al., 2010; WANG et al., 2010; VALLS et al., 2010;

LECOURT et al. (2010); BARROS et al., 2010; MACIEL, 2010, BAJPAI,

2012; LAOTHANACHAREON, et al., 2011; NAGAR et al., 2011; VALLS et

al., 2011; KHONZUE et al., 2011; MISHRA e THAKUR, 2011; PRITI et al.,

2012; PRAKASH, 2012; FILLAT et al., 2012). Nestas é notadao que novas

enzimas e aplicações são estudadas, como por exemplo as xilanases mais

termoestáveis e enzimas para a redução do consumo de energia no setor.

Adicionalmente, existe uma corrida na produção de enzimas melhoradas

para a produção de biocombustíveis e bioprodutos a partir de biomassa

lignocelulósica (um setor industrial diferente de polpa celulósica e papel).


37

De forma resumida, verifica-se que é inegável que ocorreram

grandes avanços no desenvolvimento da tecnologia enzimática para

diferentes usos no setor. Entretanto, é notório que as informações sobre

enzimas são dispersas e não totalmente conhecidas pela indústria de

polpa celulósica e papel, o que dificulta o avanço tecnológico e limita a

ampliação da sua adoção em escala industrial.

Sob outro ponto de vista, muitos dos desenvolvimentos sobre

enzimas foram realizados por empresas de biotecnologia, praticamente

sem uma interface com o setor de polpa celulósica e papel, o que também

limita a difusão do conhecimento e a produção de enzimas mais

específicas às necessidades do setor. Como conseqüência, a aplicação de

enzimas (como exemplos as celulases, xilanases, amilases e lipases)

continua com maior ênfase em algumas áreas do setor de papel,

principalmente na formulação de aditivos de revestimentos à base de

amido e à reciclagem do papel, na qual a limpeza é um fator essencial. Na

produção de polpa celulósica o uso é ainda bastante limitado para facilitar

o branqueamento5, com o uso de xilanases.

Justifica-se, portanto, a realização desta prospecção tecnológica

sobre enzimas no setor de polpa celulósica e papel. Julga-se pertinente

reunir as fontes de informações e de conhecimentos relevantes sobre a

tecnologia enzimática disponíveis na literatura e, de forma especial e

crítica, nas patentes. Desta forma, esta tese busca entender a inserção

atual e propor alternativas para ampliar a aplicação da tecnologia

enzimática nesta indústria.

5 Processos químicos, realizados em diferentes estágios, intercalados com lavagens, para

aumentar o grau de alvura da celulose.


38

Objetivo Geral:

Esta tese tem como objetivo prospectar a aplicação de enzimas no

setor de polpa celulósica e papel, para incrementar a vantagem

competitiva desta indústria.

Objetivos Específicos:

1. Descrever as principais enzimas de interesse para o setor;

2. Identificar as principais aplicações nos processos produtivos de

polpa celulósica e papel;

3. Identificar os principais avanços já obtidos sobre a tecnologia

enzimática;

4. Identificar as principais tendências e desafios, como fatores

chave para o desenvolvimento da tecnologia enzimática e a

expansão da sua inserção no setor;

5. Realizar uma análise crítica das informações relevantes

contidas nas patentes sobre enzimas para as diferentes áreas

do setor.

A fim de proporcionar uma exposição mais ordenada, esta tese foi

dividida em 8 capítulos. A apresentação do tema da tese corresponde ao

primeiro capítulo.

O capítulo 2 apresenta uma descrição geral do setor de polpa

celulósica e papel. São apresentadas as justificativas da importância

econômica, tecnológica e social do setor, sob a visão mundial, mas

principalmente para o Brasil, que vem se destacando, principalmente, na


39

produção de polpa celulósica, graças a um modelo inovador e estruturado

implantado nos últimos 45 anos.

O capítulo 3 contém uma visão geral sobre as enzimas de interesse

para o setor de polpa celulósica e papel, enquanto que o capítulo 4

apresenta a metodologia utilizada neste trabalho.

O capítulo 5 descreve os principais resultados obtido neste estudo

prospectivo sobre a inserção de enzimas no setor de polpa celulósica e

papel, enquanto que o capítulo 6 descreve as principais tendências e

desafios da tecnologia enzimática para o setor de polpa celulósica e papel.

Por fim, no capítulo 7, são apresentadas as principais conclusões,

além de sugestões para trabalhos futuros. O capítulo 8 apresenta as

referências bibliográficas, as quais são também compostas por patentes

analisadas criticamente neste estudo.

O desenvolvimento da tese de doutorado permitiu a seguinte

produção bibliográfica:

DEMUNER, B.J.; PEREIRA JR., N.; AND ANTUNES, A.M.S. Technology

Prospecting on Enzymes for the Pulp and Paper Industry. J. Technol.

Manag. Innovation. Vol.6, No. 3, pp. 148-157, October – December 2011.


Prospecting on Enzymes for the Pulp and Paper Industry. In: XVIII


40

Simpósio Nacional de Bioprocessos - Anais do SINAFERM 2011, 2011.

Caxias do Sul - RS: EDUCS, 2011. v. 1. p. 1-6.

DEMUNER, B.J.; PEREIRA JR., N.; AND ANTUNES, A.M.S. Propriedade

Intelectual e Interesse Científico no Desenvolvimento Tecnológico de

Enzimas para a Produção de Celulose. In: Anais:IV ENAPID: Encontro

Acadêmico de Propriedade Intelectual, Inovação e

Desenvolvimento –14 a 16 de Setembro.de 2011. Rio de Janeiro - RJ.

INPI, 2011. P1067-1087. ISBN 978-85-7543-08-0.

Capítulo 2 – O Setor de Celulose e Papel

41

Capítulo 2

O Setor de Polpa Celulósica e Papel

2.1. A indústria de Polpa Celulósica e Papel no Mundo e

no Brasil:

O setor de polpa celulósica e papel tem importância destacada no

cenário mundial. Apresenta um grande número de fábricas (5520 fábricas,

em 2007), espalhadas em todos os continentes (U.S. CENSUS BUREAU,

2008). Tem uma participação destacada no PIB. Por exemplo, em países

como o Canadá, Suécia e Brasil, o setor corresponde com 2,0 a 3,5% do

PIB e apresenta um crescimento de aproximadamente 3% ao ano

(FORESTY; WOOD; PULP AND PAPER SECTORAL ACTIVITIES, 2008). O

Brasil possui 4% do número mundial de fábricas, que gera 115.000

empregos diretos e 575.000 indiretos e apresenta um modelo inédito e

inovador de florestas plantadas e preservadas (BRACELPA, 2012).

Segundo Buainain e Batalha (2007) os investimentos realizados pelo

setor de polpa celulósica e papel brasileiro são significativos. Eles

permitiram a inserção do Brasil no mercado internacional, com qualidade

destacada de produto, além de tornar-se o maior produtor mundial de

polpa celulósica de fibra curta de mercado. Com este cenário de

investimentos, esta indústria destaca-se com as exportações do país, cuja

evolução positiva pode ser vista na figura 2.1. Em 2011 as exportações

foram de US$ 7,2 milhões FOB, com um saldo comercial de 5,1 milhões


42

FOB (BRACELPA, 2012), o que representa, respectivamente, 2,8% das

exportações brasileiras e 17% do saldo da balança comercial

(SECEX/MDIC, ago.2012).

Figura 2.1 - Números da balança comercial do setor de polpa celulósica e

papel. Fonte: BRACELPA (2012).

O potencial de crescimento da área de florestas plantadas no Brasil

não é decorrente apenas do clima e do solo favoráveis. É resultado,

principalmente, dos investimentos em pesquisas e tecnologias, formação e

contratação de mão-de-obra qualificada, setor privado organizado,

planejamento sócio-ambiental, manejo florestal e rotação de áreas

plantadas (BRACELPA, 2012 e SWEDISH TRADE COUNCIL BRAZIL, 2006,

BUAINAIN BATALHA, 2007). Em 2011 a área total e plantios de eucalipto

e pinus totalizou 6.515.844 hectares (ABRAF, 2012), o que corresponde a

0,8% da área total do território nacional – 7ª maior área plantada do

mundo (AMATA, 2009).


43

Como respostas ao modelo de agronegócio adotado no plantio de

florestas, atualmente o setor brasileiro de polpa celulósica e papel

apresentam excelentes níveis de produtividade. O rendimento produtivo

resulta do maior rendimento de polpa celulósica por metro cúbico de

madeira por hectare a cada ano (m³/ha.ano). A figura 2.2 ilusta que,

quando comparadas às de outros países, as florestas plantadas de

eucalipto e pinus no Brasil são as que têm o menor ciclo de crescimento

no mundo (BRACELPA, 2010, 2012, ABRAF, 2012, BUAINAIN BATALHA,

2007). Desta forma, no Brasil, a área de cultivo florestal necessária para a

fabricação de 1,5 milhão de toneladas de polpa celulósica por ano é de

140 mil hectares. Este valor corresponde a um terço da utilizada na

Escandinávia, por exemplo.

Figura 2.2 – Diferenças da produtividade de florestas. Fonte: ABRAF

(2012).

Outras vantagens competitivas são a diferenciação da qualidade da

polpa celulósica de eucalipto para a fabricação de papéis especiais,


44

sanitários e escrita e impressão e a estrutura de exploração. As florestas

dispostas em um raio de distância próximo às fábricas evitam a

manutenção de estoques e o corte antecipado, bem como têm custos de

transporte reduzidos (BUAINAIN E BATALHA, 2007).

O Brasil inovou na adoção da técnica de clonagem6 do eucalipto,

sendo pioneiro na sua adoção comercial, a partir de um processo de

interação entre empresas, universidades e governo (MONTEBELLO E

BACHA, 2009). A partir daí, os investimentos em pesquisa e tecnologia só

aumentaram. O manejo florestal sustentável7, apoiado pelo

desenvolvimento tecnológico e genético, é um dos pilares da

competitividade global do setor nacional, que garante ao Brasil uma

posição de destaque internacional.

Adicionamente, Penido (2010) cita que a indústria brasileira de

papel e polpa celulósica tem na sustentabilidade o melhor caminho para

gerar e distribuir valor de modo equilibrado entre negócio, sociedade e

meio ambiente. Preservar recursos naturais e promover a inclusão social

na cadeia de valor na produção de florestas, polpa celulósica e papel são

fundamentais para o sucesso do setor, que tem no plantio florestal o seu

principal diferencial.

6 É uma técnica de propagação vegetativa, via estaquia por ( enraizamento de estacas). Foi introduzida em 1979, no Espírito Santo, sendo atualmente largamente usada em todo o Brasil ( CAMPINHOS E IKEMORI, 1983).

7 (Decreto 1.282, de 1994): Entende-se por manejo florestal sustentável a administração da floresta de modo a se obter benefícios econômicos e sociais, respeitando-se mecanismos de sustentação do ecossistema objeto do manejo.


45

Diante destas vantagens competitivas, o Brasil tem se destacado

com um crescimento da indústria de polpa celulósica brasileira: saltou 0,8

milhões de toneladas em 1970 para 14,1 milhões em 2011, de tal forma

que atualmente o Brasil é o 4º maior produtor de polpa celulósica (tabela

2.1).

Outro fator que puxa o crescimento mundial de polpa celulósica é o

consumo mundial de papel. Enquanto na década de 80 o consumo

mundial de papel foi de 168 milhões de toneladas, em 2010 aumentou

para 394 milhões de toneladas (BRACELPA, 2009 e 2012).

O Brasil destaca-se com um crescimento médio anual de papel,

entre 1970 a 2011, de 5,5% (BRACELPA, 2012). Em 2010 o Brasil ocupou

a 10ª posição mundial na produção de papel, enquanto que os três

maiores produtores mundiais de papel, em 2009, foram a China, EUA e

Japão (tabela 2.1). Um contraste importante aparece ao analisar o

consumo per capita de papel. O Brasil, com um consumo per capita de

48,6 kg, em 2010, está abaixo da média mundial, que é de 57,0 kg per

capita. A Finlândia, com o mais alto consumo per capita (280,6 kg, em

2010) é 5,7 vezes mais elevado do que o do Brasil. Logo abaixo da

Finlândia, temos a Alemanha com 242,6 kg, os USA com 204,2 kg e o

Japão com 220,4 kg per capita (BRACELPA, 2012).

Diante dos crescimentos citados para as produções de polpa

celulósica e papel brasileiros, existem projeções de investimentos,

conforme ilustrado na tabela 2.2. Analisando os dados das tabela 2.1

podemos concluir que não há uma relação direta entre a produção de

polpa celulósica brasileira como consumo de papel brasileiro. Esta situação

pode ser explicada, principalmente, pelo fato de que o modelo brasileiro


46

de produção de polpa celulósica é para exportação, para abastecer os

principais consumidores mundiais de papel, enquanto que a produção de

papel brasileira é para o uso doméstico.

Tabela 2.1 – Posicionamento dos maiores produtores de polpa celulósica

e papel. Fonte: BRACELPA (2012).

Tabela 2.2 – Perspectivas para o setor de polpa celulósica e papel

brasileiro entre 2010 e 2020. Fonte: BRACELPA (2010).


47

2.2. A Indústria de Papel e Uso de Enzimas

A indústria de papel é constituída, basicamente, por quatro grandes

segmentos: 1) escrita e impressão; 2) higiene pessoal; 3) papelão e

papéis para embalagens; e 4) papéis especiais. O primeiro segmento

alcançou a maturidade, com taxa de crescimento baixa (estável),

principalmente nos países desenvolvidos.

Mas na última década, papéis para jornal e alguns tipos de revistas

vem sendo substituídos, principalmente, pela mídia eletrônica. No

entanto, há ainda nichos que continuam consumindo quantidades

elevadas, como é o caso de papéis para a impressão de revistas

especializadas.

É importante ainda considerar que em países em desenvolvimento,

com destaque para Brasil, Rússia, Índia e China o consumo per capita de

papel é relativamente baixo em relação aos países industrializados, e o

crescimento deste segmento é contínuo. No Brasil, especialmente, nota-se

que o crescimento de produção de papel é inferior ao crescimento da

produção de polpa celulósica. Isto pode ser explicado por três razões: 1) o

país possui um modelo bem estruturado para produção de polpa celulósica

de alta qualidade para exportação; 2) o consumo per capita de papel é

relativamente baixo; e 3) os gargalos e elevados custos de logística de

exportação de bobinas (elevado volume) de papel tende a inviabilizar a

exportação, frente à elevada competitividade das empresas de grande

porte neste segmento em outros países.


48

O segmento de papéis de higiene pessoal (papéis faciais, sanitários,

toalhas) tem crescimento regular nos países desenvolvidos (em geral

acompanha o crescimento do PIB), enquanto que é muito alto nos países

em desenvolvimento. Outro fator de destaque é que não há previsão de

substitutos para estes tipos de papéis.

O segmento de papelão e papéis para embalagens é o de maior

volume mundial. Tem crescido constantemente, acompanhando a

evolução de outros setores que demandam cada vez mais o uso de

embalagens. Mais recentemente vem crescendo a demanda por

embalagens especiais, como exemplos para produtos farmacêuticos e

alimentícios (MÄKI e MANNINEN, 2012, BITTERMANN e NEUMANN, 2012).

O segmento de papéis especiais é o de menor volume, em geral

requer produções muito bem planejadas (sob demanda). Embora o

volume corresponde a apenas 5% do consumo mundial de papel, o

segmento de papéis especiais atinge mais alto valor agregado do que

outros tipos de papéis que são produzidos em elevados volumes (VOITH

PAPER, 2008).

A indústria de fabricação de papel é caracterizada por uso de

considerável quantidade de materiais renováveis (tais como madeira, da

qual é extraída a polpa celulósica, papéis reciclados e água). O uso de

produtos não renováveis, tais como óleo e/ou gás na geração de energia,

é relativamente pequeno, comparativamente aos outros segmentos

industriais.


49

A figura 2.3 ilustra o processo simplificado de fabricação de papel,

com foco em papéis do tipo escrita e impressão. Fluxos de produção de

papéis do tipo higiênicos, toalhas, lenços diferem consideravelmente, no

entanto a aplicação de enzima em geral ocorre na preparação de massa

(antes da formação da folha de papel). Nesta figura é apresentada a

possibilidade de adição de enzimas na fabricação de papéis.

Figura 2.3 - Processo simplificado da produção de papel do tipo escrita e

impressão, ilustrando diferentes possibilidades de aplicação de enzimas.

Fonte: Adaptações pelo autor da tese a partir de Metso (2012), KnowPap

(2005) e Process Flowsheets (2012).

A produção de papel caracteriza-se pelo uso de diversos insumos

químicos. No entanto, o mundo atravessa uma fase em que a

competitividade e consciência pela sustentabilidade ambiental são cada

vez mais altas. A necessidade de reduzir custos é cada vez mais


50

necessária. Produtores de equipamentos, fornecedores de polpas

celulósicas e de insumos em parcerias com os fabricantes de papel têm

trabalhado no sentido de introduzir inovações.

Novas tecnologias que permitam uma mais alta sustentabilidade têm

sido desenvolvidas. Neste sentido enzimas têm sido aplicadas na

fabricação de papel, com destaque na preparação de aditivos para o

revestimento do papel, à base de amido e também na produção de fibras

recicladas.

A figura 2.3 ilustra as diversas aplicações de enzimas na fabricação

de papel. As amilases têm grande importância na preparação de agentes

de revestimento do papel, para o ajuste da viscosidade do aditivo,

enquanto que lipases e celulases, principalmente, são requeridas para

promover a limpeza na produção de polpas celulósicas a partir de papéis

reciclados. As xilanases tem aplicações definidas no branqueamento para

a redução de insumos químicos (BAJPAI, 2012).

Outras aplicações menos difundidas são no refino8 da polpa

celulósica para a produção de papel, visando à redução da quantidade de

energia requerida e também para obter propriedades desejadas no papel;

no aumento da drenagem9, visando economia de energia e/ou aumento

da produção da máquina de papel; limpeza de sistemas úmidos de

máquinas, visando à minimização de matéria orgânica decantada; redução

8 Processo mecânico realizado para aumentar propriedades de resistência da celulose, para atender especificações de alguns tipos de papel.

9 Processo de remoção de água da suspensão fibrosa para minimizar a quantidade de

água que deverá ser removida por evaporação, durante a secagem.


51

de arrancamento de elementos de vasos10 em sistemas de impressão de

papel; modificação das características das fibras, visando à obtenção de

determinadas características especiais no papel.

Na produção de fibras recicladas, as celulases, xilanases, lipases e

lacases têm sido estudadas e, em alguns casos, aplicadas. Como

exemplos, o uso de celulases para o aumento de resistência do papel e da

remoção de tinta na reciclagem de papéis; o uso de xilanases na redução

de finos e de energia de secagem; aplicação de lipases na limpeza e

remoção de extrativos, graxas, resíduos de óleos e no controle de

depósitos orgânicos em sistemas de máquina de papel; e uso de lacases

para o aumento da alvura11, remoção de resíduos de lignina e de grupos

cromóforos.

2.3. Indústria de Polpa Celulósica e o Uso das Enzimas

A indústria de polpa celulósica é, atualmente, uma das principais

geradoras de madeira (biomassa) para aplicação industrial no Brasil. Esta

indústria demonstrou ser capaz de produzir grande variedade de madeira

viável para ser empregada na produção de fibras para a fabricação de

diferentes tipos de papel e também como fonte de produção de energia.

10 Arrancamento de elementos de vasos vem do termo em inglês “vessel picking”. Elementos de vasos são constituintes anatômicos da madeira do tipo “hardwood”. Durante a impressão do papel estes elementos podem causar defeito na superfície da folha, durante o processo de impressão da mesma.

11 Medida de alvura padronizado pela ISO, conforme norma ABNT NBR NM ISO

2470:2001.


52

2.3.1 Produção de polpa celulósica

Inicialmente, é ilustrada na figura 2.4 a constituição química da

madeira para facilitar o entendimento da produção de polpa celulósica e

da desconstrução/hidrólise enzimática de biomassas. Nesta figura nota-se

que as madeiras são compostas por 3 constituintes principais: celulose,

hemiceluloses e lignina. Estes 3 constituintes correspondem a até 95% do

peso seco da madeira (sem a casca). Adicionalmente, existem pequenas

proporções de outros constituintes orgânicos, facilmente extraíveis em

solventes orgânicos, e os constituintes inorgânicos, que podem somar até

5% do peso seco da madeira sem casca (obs. mas há grandes variações

entre diferentes tipos de plantas). Com relação às hemiceluloses,

enquanto que as xilanas são tipicamente encontradas em árvores do tipo

angiospermas (também conhecidas como folhosas), as glucomananas são

típicas de árvores de gimnospermas (ou coníferas).

Figura 2.4 – Principais constituintes químicos da madeira. Fonte: Salmén

(2004).


53

É importante destacar que existem diferentes tipos de produção de

polpa celulósica: processos mecânicos, termomecânicos,

quimotermomecânicos, semi-químicos e químicos. No Brasil predomina o

processo químico de produção de polpa celulósica. Os processos

mecânicos, termomecânicos e quimotermomecânicos são, atualmente,

pouco usados, mas no contexto desta tese é feita uma ilustração

simplificada na figura 2.5, para citar as possibilidades de tratamento da

madeira (cavacos) com microorganismos e também com enzimas.

Figura 2.5 - Fluxograma simplificado de um processo

quimotermomecânico, ilustrando possibilidades de aplicação de

microorganismos e/ou enzimas. Fonte: adaptações pelo autor da tese a

partir de Granfeldt e Suhonen (2003) e Sixta (2006).

Ressalta-se que os tratamentos com microorganismos são

denominados de biopolpação, poque são característicamente aplicados

antes da etapa de refino mecânico dos cavacos. Nesta aplicação, a visão

primária é a degradação da lignina via microorganismos e também com

enzimas oxidativas. Na biopolpação, as aplicações de lipases, celulases e


54

hemicelulases também são descritas. Lipases (e também lacases) são, em

geral, usadas para reduzir o teor de impurezas (ex. alguns tipos de

extrativos), enquanto que as celulases e hemicelulases visando à redução

de energia de refino ou modificação das características das fibras. Um

estudo recente do processo de biopolpação, em escala industrial, foi

apresentado por Pavan (2008), conforme ilustrado na figura 2.6.

Quanto aos processos químicos de produção de polpa celulósica,

embora existam alguns tipos, o de maior expressão é denominado de

processo de cozimento Kraft12, o qual será descrito a seguir. A figura 2.7

ilustra a visão completa do processo de fabricação de polpa celulósica, da

madeira ao preparado de fardos de polpa celulósica para uso final

(OSORIO, 2007).

A figura 2.8 ilustra o fluxograma simplificado do processo de

produção de polpa celulósica química kraft e de energia. Adicionalmente,

são indicados locais onde a aplicação de enzima foi estudada, sendo que

alguns casos são realidades industriais (exemplo, no branqueamento). O

processo kraft de produção de polpa celulósica (figuras 2.7 e 2.8) consiste

da alimentação de madeira (cavacos), insumos, cozimento kraft, ciclo de

recuperação dos químicos e geração de energia, deslignificação13,

branqueamento, secagem e embalagem para uso final, quando a polpa

celulósica é para uso não integrado à produção de papel.

12 Nome dado a um dos processos químicos de produção de celulose, o qual usa como insumos químicos primários a NaOH e o Na2S

13 processo químico, realizado com oxigênio em meio alcalino, para realizaar a oxidação,

clivagem e, conseguentemente, a redução do teor de lignina da celulose.


55

Figura 2.6 - Fluxo simplificado: a) Croqui do sistema original para

construção de pilha de 50 toneladas de cavacos biotratados e b) Layout de

montagem do equipamento para construção (descontaminação, inoculação

e montagem) da pilha de cavacos. Fonte: Pavan (2008).

Figura 2.7 – Fluxograma da fabricação de polpa celulósica. Fonte: Osorio

(2007).


56

Figura 2.8 – Diagrama de blocos da fabricação de polpa celulósica, com

indicação das possibilidades de aplicação de enzimas. Fonte: Pereira Jr.

(2007), adaptado por Demuner (2012).

Na figura 2.8 é verificado que a madeira é convertida em polpa

celulósica pelo processo kraft, o qual usa como insumos químicos a soda e

o sulfeto de sódio. Este processo é líder mundial neste tipo de conversão

da madeira. Como resultado da digestão, a lignina, uma macromolécula

de natureza complexa, é fragmentada em moléculas menores. Portanto,

ficam definidas duas correntes principais de conversão da madeira: 1) a

polpa celulósica, para a produção de papéis; e 2) a energia, a qual é

gerada a partir da queima de biomassa (majoritariamente a partir da

lignina).

A seguir são descritas, em maiores detalhes, estas duas etapas de

conversão da madeira, visando deixar o assunto mais claro para o leitor:

1) produção de polpa celulósica; e 2) produção de energia. Na figura 2.8 a


57

produção de polpa celulósica segue o fluxo da esquerda, enquanto que a

geração de energia segue o fluxo da direita, que ocorre a partir da lignina

e outros materiais orgânicos usados (ex. madeira e casca de madeira) em

queima em caldeiras de biomassa.

No processo Kraft, a madeira, soda, vapor, sulfeto de sódio, água e

os licores de reciclagem do processo são alimentados a um reator de

cozimento. Este reator é denominado de digestor. O digestor é um dos

principais reatores usados na produção de polpa celulósica (figura 2.9). No

digestor, os cavacos de madeira são impregnados com vapor, com os

insumos químicos e são aplicadas condições para a realização de uma

cinética adequada para a clivagem, solubilização e, ao final do processo,

remoção da lignina (temperatura, relação líquido/sólido, tempo de

cozimento são fatores críticos).

Figura 2.9 - Digestor de cozimento kraft da madeira. Fonte: Revista

Fator Brasil. Disponível em <http://www.revistafator.

com.br/ver_noticia.php?not=21528>. Acesso em 25 Junho 2012.


58

Fica evidente então que o principal objetivo do cozimento é a

fragmentação, solubilização e extração da lignina, tanto a que fica nas

camadas externas, mas principalmente a que se localiza no interior da

parede das fibras. No processo Kraft, ocorrem reações dos componentes

químicos da madeira com o sulfeto de sódio, em meio alcalino (pH ao

redor de 12) e em temperaturas acima de 130ºC (podendo chegar até

160ºC), em meio pressurizado, por um tempo de reação, em geral, de 3 a

6 horas.

Ao final do cozimento Kraft (descarga do digestor), a madeira, cujas

fibras na forma natural são ligadas umas às outras pela macromolécula

lignina, é transformada em uma massa contendo um mínimo de lignina

residual. Este processo resulta na individualização das fibras, as quais são

os principais constituintes anatômicos da madeira. Como exemplo geral,

este tipo de processo químico, atualmente, promove uma remoção

superior a 95% da lignina originalmente existente na madeira.

Na seqüência, a celulose e as hemiceluloses, bem como uma

pequena fração de lignina residual, passam por processos de depuração e

lavagem, cuja finalidade continua sendo obter limpeza e uma máxima

remoção de lignina.

Em seguida, a polpa celulósica é alimentada a um outro reator,

denominado de deslignificação com oxigênio, conforme ilustrado na figura

2.8. Nesta etapa, é realizada uma oxidação da polpa celulósica com

oxigênio, em meio alcalino e em temperaturas de 90 a 105ºC, durante 30

a 60 minutos. O objetivo é reduzir ainda mais o tero de lignina residual.

Esta oxidação com oxigênio, em meio alcalino, apresenta também a

vantagem de minimizar a demanda química de oxigênio que deverá ser


59

lançada ao sistema de tratamento de efluentes. Isto ocorre porque o licor

de lavagem gerado imediatamente após o tratamento com oxigênio é

enviado de volta (em sistema contracorrente), para as etapas de diluições

e lavagens até o sistema de evaporação, seguindo para queima na

caldeira de recuperação, para a geração de vapor e energia

(GULLISCHSEN et al., 1999).

Portanto, a adoção deste processo contribui para um máximo

aproveitamento dos componentes orgânicos (principalmente a partir da

lignina), para uma máxima geração de energia, redução da demanda

química de oxigênio e do aumento da biodegradabilidade do efluente.

Contribuiu também para a minimização do consumo de água no processo,

já que o licor é usado em sua substituição.

Outra vantagem da oxidação com oxigênio está na redução de

grupos cromóforos que geram uma coloração marrom-escura à polpa

celulósica, facilitando o branqueamento. Neste ponto, é importante citar

que o mercado mundial demanda a produção de papéis brancos.

Entretanto, destaca-se que a lignina é, após a sua digestão, rica em

grupos cromóforos que geram uma coloração marrom-escura intensa. A

oxidação com oxigênio aumenta a alvura da polpa celulósica.

A etapa seguinte do processo (figuras 2.7 e 2.8) é denominada de

branqueamento, cujo objetivo principal é obter a polpa celulósica para a

fabricação de papel na alvura desejada. O branqueamento consiste de

diferentes reações químicas, alternadas em condições ácidas e alcalinas,

bem como por estágios de lavagens para a máxima remoção dos grupos

cromóforos provenientes, fundamentalmente, da lignina e de ácidos

hexanurônicos.


60

Nas últimas duas décadas várias inovações tecnológicas

consolidaram cada vez mais o uso de oxigênio e peróxido de hidrogênio,

em substituição ao uso de compostos contendo cloro na estrutura

química. Estas inovações minimizaram o uso de insumos derivados de

cloro, com significativas vantagens ao meio ambiente.

Na etapa final, após o branqueamento, a polpa celulósica pode

seguir dois caminhos: quando o processo é integrado, a polpa celulósica é

enviada diretamente para a fabricação de papel. Mas quando a polpa

celulósica é do tipo não integrado (também denominada de polpa

celulósica de mercado), ela é enviada uma máquina secadora, para que o

teor de sólidos seja elevado de aproximadamente 10% para

aproximadamente 90%, condição atualmente para envio ao mercado

externo. Esta operação é necessária para minimizar custos de logística,

com mínimo transporte de água, mas de tal forma que a polpa celulósica

seja facilmente transformada em uma suspensão em etapas da fabricação

de papel.

Neste ponto, é importante ressaltar que a polpa celulósica é

produzida, na sua grande maioria, a partir da aplicação de processos

térmico-químicos. Embora já existam aplicações de enzimas na produção

de polpa celulósica, há oportunidade para ampliar a aplicação de enzimas,

o que também justifica esta tese, a qual tem por objetivo prospectar o

cenário atual, visualizar oportunidades futuras por meio de conhecimentos

e experiências existentes, bem como de recomendações de novos

desenvolvimentos.

É sabido que enzimas apresentam vantagens em relação aos

processos químicos. Reações bioquímicas apresentam uma menor energia


61

de ativação, em geral, necessitam de menor tempo de reação e menor

agressividade sobre a polpa celulósica. Quando aplicadas de forma

adequada, as enzimas permitem redução de custos, aumento do valor

agregado com a geração de novas fibras com características

diferenciadas. São consideradas ambientalmente corretas, uma vez que

são biocatalisadores.

Este aspecto citado anteriormente fica ainda mais destacado ao

considerar que a indústria de polpa celulósica é caracterizada por terem

tecnologias relativamente acessíveis, elevada intensidade em capital, forte

demanda sócio-ambiental e mercado regulado por preço, mas também

muito exigente quanto à qualidade do produto (BRACELPA e ANFPC, 1994-

1996 e LOPES, 1995). Nota-se a necessidade de avaliar e introduzir

inovações tecnológicas neste setor. Diante desta descrição, as enzimas

podem apresentar um fator de elevada competitividade para a produção

de polpa celulósica.

Neste contexto, as principais oportunidades de aplicação de enzimas

na produção de polpa celulósica estão, principalmente, na promoção do

aumento da clivagem e remoção da lignina, visando tanto o aumento do

rendimento do processo produtivo, quanto à redução de custos do

branqueamento. Outra oportunidade está na diferenciação da qualidade

das fibras para a produção de papéis com mais alto valor agregado.

É importante esclarecer que a inserção de enzimas, tanto na

fabricação de papel quanto de polpa celulósica não tem por visão

substituir os processos vigentes, mas sim, atuam como um processo

alternativo, que associado aos processos atuais, possa contribuir na

geração de valor.


62

2.3.2. Produção de Energia

Primeiramente, é importante destacar que o setor de polpa

celulósica e papel tem, há anos, desenvolvido e aplicado tecnologias de

conversão da madeira, lignina, cascas e resíduos da madeira (serragem,

finos, pedaços de madeira) em vapor e em energia elétrica.

A lignina é o principal componente extraído na digestão da madeira.

A lignina extraída segue o fluxo de processo denominado de licor preto

(figura 2.8) e é queimada em caldeiras de recuperação. Tem por objetivo

recuperar os insumos químicos usados na digestão da madeira e gerar

vapor, cujo excedente passa por turbinas e é transformado em energia.

Na indústria moderna de polpa celulósica o vapor e a energia são gerados,

principalmente, a partir da queima do licor preto, conforme ilustrado na

figura 2.10. Em geral, uma parte da geração de energia é obtida a partir

do aproveitamento de biomassas residuais, tais como madeira, serragem,

cavacos e cascas das árvores que são queimadas em caldeiras de força.

A figura 2.10 mostra uma mudança expressiva da matriz energética

praticada por esta indústria entre o final da década de 70 até 2010. A

principal mudança foi o aumento do uso de licor preto do processo e

redução do uso de óleo combustível.

Desta forma, cabe ressaltar que esta indústria tem praticado há

anos o conceito de biorrefinarias, em que uma das definições (NREL,

2007) é o sistema tecnológico que integra processos de conversão de

biomassa e equipamentos para a produção de energia, combustíveis e

produtos químicos a partir de biomassa.


63

Figura 2.10 – Evolução da diferentes fontes de produção de energia do

setor de polpa celulósica. Fonte: BRACELPA (2012).

Com as descrições apresentadas, a indústria de polpa celulósica usa

a madeira, a lignina, contida no licor preto, casca e outros resíduos de

madeira para a geração de polpa celulósica e energia elétrica.

2.4. Considerações Gerais:

O modelo de negócio estabelecido para o setor de papel e polpa

celulósica tem colocado o Brasil em posição de destaque no cenário

mundial.

Os investimentos em pesquisas e tecnologias têm sido aplicados na

produção de florestas com custos competitivos, qualidade e

sustentabilidade. Ocorrem também no desenvolvimento de processos de

fabricação de polpa celulósica, principalmente de eucalipto, e na


64

diferenciação da sua qualidade para atender as principais demandas de

clientes. Neste aspecto, insere-se o objetivo desta tese: prospectar os

conhecimentos e desafios para ampliar a inserção da tecnologia

enzimática no setor.

O sistema florestal brasileiro definiu um modelo inovador para

plantio da cultura do eucalipto (como exemplo principal). Graças ao

contínuo nível de investimentos em pesquisas e tecnologias, a

produtividade florestal continua aumentando, ao mesmo tempo em que

muitos estudos também foram realizados para ampliar os entendimentos

sobre a sustentabilidade sócio-ambiental dos plantios.

Tem sido também freqüente o nível de investimentos em tecnologias

de fábricas modernas, com um dos menores custos mundiais, máximo

aproveitamento dos recursos naturais e mínimo impacto ambiental.

O processo é verticalizado, indo desde a floresta até a entrega nos

diferentes locais de produção de papel. Tecnologias e inovações de

logística florestal e de exportação da polpa celulósica contribuem de forma

significativa para a competitividade do setor.

A produção de toda a energia necessária para os processos

produtivos (em alguns casos, com venda do excedente para as

concessionárias de energia) é realizada com praticamente 100% a partir

de combustíveis renováveis: queima dos resíduos orgânicos

(principalmente lignina) provenientes do processo de cozimento na

produção de polpa celulósica e queima de biomassa, em caldeiras de

força.

Capítulo 3 – Enzimas de Interesse para o Setor de Celulose e Papel

65

Capítulo 3

Enzimas de Interesse para o Setor de

Polpa Celulósica e Papel

As enzimas são biocatalisadores que participam, de forma eficaz, em

diferentes tipos de reações. Comparativamente aos catalisadores

sintéticos, agem em concentrações muito baixas, em condições brandas

de temperatura e pH e minimizam a energia de ativação necessária para

uma dada reação (PEREIRA JR., 2007).

As enzimas apresentam um elevado potencial para reduzir custo de

fabricação, melhorar a qualidade, e de criar novos produtos de mais alto

valor agregado para a indústria de polpa celulósica e papel, com

minimização de impactos ambientais (YIN, 1998, KANEALY e JEFFRIES,

2003, BAJPAI, 2012). O uso de enzimas em processos industriais não é

novo e foi, primeiramente, empregado em detergentes (JENSEN, 2005).

3.1. Classificação de Enzimas:

A nomenclatura das enzimas foi definida por uma comissão

especializada, a Enzyme Committee (EC), que pertence à União

Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (NC-IUBMB, 2012). Cada

enzima recebe então uma nomenclatura no formato EC X.Y.W.Z por esta

razão. A Comissão de Nomenclatura da IUBMB (Nomenclature Committee

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/


66

of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology, NC-

IUBMB) é a responsável atual, em geral, pela nomenclatura de moléculas

e processos relacionados à Bioquímica (e à Biologia Molecular).

De acordo o NC-IUBMB (2012) há diferentes classes de enzimas.

Cada uma das classes divide-se, por sua vez, em sub-classes, também

numeradas. As sub-classes definem em que tipo de grupo as enzimas

atuam. Por exemplo, um determinado grupo de enzimas pode pertencer à

subclasse EC 2.1, que engloba "enzimas que transferem grupos contendo

um carbono". As sub-classes dividem-se ainda em sub-sub-classes;

continuando com o mesmo exemplo, existe a classe EC 2.1.1, que engloba

as metiltransferases, ou seja, enzimas que transferem um grupo metila.

Finalmente, cada enzima recebe um quarto dígito específico à

reação que catalisa; por exemplo, a enzima histamina N-metiltransferase

tem o número EC 2.1.1.8 e catalisa especificamente a transferência de um

grupo metil para a histamina.

Além do número E.C., cada enzima possui um nome sistemático

próprio, constituído pelos nomes dos substratos e da classe em que

atuam. Usando o exemplo anterior da histamina N-metiltransferase (nome

comum), esta enzima tem como nome sistemático S-adenosil-L-

metionina:histamina N-tele-metiltransferase, indicando que a S-adenosil-

L-metionina é o grupo doador, a histamina o aceitador, o grupo

transferido é o metil e a enzima é uma transferase.

Os nomes comuns de enzimas são usados de forma mais freqüente

que os sistemáticos para simplificação da escrita, em especial quando não


67

existe possibilidade de confusão com outras enzimas (não existem, por

exemplo, outras metiltransferases de histamina).

Outras informações descritivas das enzimas, com foco nas enzimas

de uso industriais, podem ser também obtidas no relatório preparado por

Aberer et al. (2002). Polaina e MacCabe (2007) também são fontes de

descrição das principais enzimas para o setor de polpa celulósica e papel.

Especificamente sobre as celulases, um maior detalhamento foi

recentemente resumido por Maeda (2010).

3.2. Mercado Mundial de Enzimas de Interesse:

Tanto o Market Research News (2011), quanto o BCC Research Inc

(2012) reportam os consumos e as perspectivas para o crescimento do

uso de enzimas industriais. As estimativas do Market Research News

(2011), indicam um crescimento de 6% entre 2011 e 2015, enquanto que

as projeções do BCC Research Inc (2012) são de um crescimento de

aproximadamente 11% entre 2011 e 2016. As principais enzimas

industriais e suas aplicações são exemplificadas na figura 3.1.

Para a indústria de polpa celulósica e papel, os maiores mercados

consumidores são aqueles onde é também mais alto o consumo de papel,

com destaque para a América do Norte, Ásia e Europa. Quanto ao

consumo na produção de polpa celulósica, o maior destaque é para a

América do Norte. Dados do BCC RESEARCH INC (2004, 2011 e 2012) e

ETEPS-AISBEL (2005) indicam que o setor de polpa celulósica e papel

corresponde a 4 a 6% do volume total de aplicação de enzimas

industriais.


68

Figura 3.1 - Principais aplicações industriais de enzimas. Fonte: Pereira

Jr. (2007).

É importante destacar que o grande “breakthrough” em enzimas

ocorreu com a introdução de proteases, de Bacillus, em 1959

(SHRINIVAS, 2008). Esta mesma referência cita que o mercado mundial

de enzimas industriais, em 2008, foi de aproximadamente US$ 2 bilhões.

Deste total, detergentes representou 37%, a indústria têxtil 12%, amido

11%, setor de panificação 8% e alimentação animal 6%. Estes segmentos

representam 75% do uso de enzimas industriais.


69

3.3. Enzimas de Interesse para o Setor de Polpa

Celulósica e Papel:

Um levantamento de artigos científicos (DEMUNER, 2011) revelou

que, no setor de polpa celulósica e papel, o foco dos estudos é a aplicação

das enzimas, com 50% das publicações, seguido da tecnologia de

produção das mesmas, com 38% das publicações. Notou-se também que

há um número inferior de pesquisas básicas (ciência) sobre enzimas, com

apenas 12% do número de publicações. Esta mesma revisão revelou que

o foco maior consiste de enzimas para o branqueamento, com 41% do

total de artigos científicos publicada.

Por outro lado, a prospecção realizada por Demuner et at. (2011)

quantificou, a partir da base de patentes Derwent, uma importância

significativa das celulases, xilanases, lacases, lipases e amilases para o

setor de polpa celulósica e papel, com 32%, 29%, 15%, 8% e 6%,

respectivamente, do número de patentes prospectadas. Embora a análise

de correlações não tenha sido significativas para os usos de lipases e

amilases, ressalta-se a importância desta enzima para a fabricação papel.

Enzimas têm sido usadas na indústria de polpa celulósica e papel. As

principais aplicações reportadas incluem a modificação de amido com o

uso de amilases; no controle de depósitos microbiológicos, também

chamados de “slimes14” e no controle de contaminantes (também

14 São formações de depósitos orgânicos. Crescimento de microorganismos em sistemas

de máquinas de celulose e papel.


70

denominados de “pitch15”) são aplicadas lipases e proteases; na remoção

de tinta, nos processos de reciclagem de papel, são usadas celulases; na

limpeza e remoção de grupos cromóforos, respectivamente, são usadas

lipases e lacases; no aumento da drenagem são usadas celulases; e na

melhoria do branqueamento são aplicadas xilanases; enquanto que no

tratamento de efluentes, são usadas lacases (KANEALY e JEFFRIES, 2003

e GUTIÉRREZ, 2009, BAJPAI, 1999; BEG, 2001; YEE, 1997, 1998;

MCDONOUGH, 1995; VIIKARI, 1986ª, 1994b; DENCE, 1996; IRIE, 1988 e

1989; GUTIÉRREZ, 2009; KIRK, 1996; WONG, 1999; JACOBS, 1998).

Em resumo, as enzimas mais importantes para o setor de polpa

celulósica e papel, do ponto de vista do interesse científico, são as

xilanases, celulases lacases, lipases e amilases. A seguir são descritas,

com mais detalhes, cada uma destas enzimas, dada a relevância para o

setor. Serão também incluídas uma descrição das enzimas mais

importantes para a biossíntese da lignina em plantas, dada a importância

de produção de árvores superiores para o setor.

3.3.1. Xilanases:

As hemiceluloses, a celulose e a lignina são os três principais

constituintes da madeira. As hemiceluloses consistem de vários

constituintes, dentre eles as xilanas (característico das madeiras do tipo

15 São contaminantes que ocorrem na fabricação de celulose e papel. São decorrentes de constituintes orgânicos da madeira (principalmente resinas) que têm enorme facilidade de acumular em rolos, filtros, prensas, feltros de máquinas, válvulas, levando a sérios

entupimentos e problemas de produções.


71

“hardwood16”, como por exemplo, o eucalipto) e as mananas

(característico das madeiras do tipo “softwood17”). Xilanas são moléculas

complexas, composta de β 1-4-ligando outras moléculas de xilose, com

ramificações contendo arabinose e 4-O-glucurônico (ver estrutura na

figura 3.2).

Com base na estrutura primária do domínio catalítico, as

hemicelulases são classificadas pela Comissão de Enzimas (Enzyme

Commission – E.C.) como 3.2.1.x, onde o valor x varia com o tipo de

hemicelulases. Dois tipos principais de hemicelulases são descritos: as

xilanases (E.C. 3.2.1.8) e as mananases (endo-β-mananase – E.C.

3.2.1.78). Esta diferenciação faz-se necessária uma vez que nas madeiras

(e polpas celulósicas) do tipo “hardwood” predominam o β-1,4-xilano na

estrutura das hemiceluloses, enquanto que nas madeiras (e polpas

celulósicas) de “softwood” predominam o componente 1,4-β-D-manana na

estrutura das hemiceluloses.

Cabe ainda complementar que na madeira existem ligações entre a

lignina e as hemiceluloses, conhecidas como “Lignin-Carbohydrates

Complexes – LCC”. As ligações entre a lignina e as hemiceluloses são

principalmente entre a lignina e as xilanas (ERICKSON, 1993).

Há informações de que uma grande quantidade de insumos

oxidantes do primeiro estágio de branqueamento (até 30%) é necessária

para remover os complexos entre a lignina e os carboidratos que estão na

superfície das fibras (YANG e ERICKSSON, 1992 e SENIOR e HAMILTON,

16 Madeira classificada como “Angiospermas”. Também referida como madeira de fibras curtas ou folhosas.

17 Madeira classificada como “Gimnospermas”. Também referida como madeira de fibras

longas.


72

1992). Por outro lado, a aplicação de enzimas antes da aplicação de

insumos oxidantes de branqueamento hidrolisa, seletivamente, os

complexos LCC e podem reduzir, significativamente, a quantidade de

oxidantes necessária no primeiro estágio de branqueamento (PAICE e

JURASEK, 1984, JEFFRIES e LINS, 1990 e SENIOR at al, 1988).

Atualmente, após revisões da classificação, temos as endo-1,4-β-

xilanases (E.C. 3.2.1.8), as endo-1,3-β-xilanases (E.C. 3.2.1.32) e as

celobiohidrolases (E.C. 3.2.1.91) (COLLINS et al., 2005).

As xilanases são uma classe de enzimas que degradam o

polissacarídeo linear β-1,4-xilano em xilose (HIGHLEY, 1997),

decompondo assim a hemicelulose, um dos principais componentes das

paredes celulares das plantas. As xilanases são enzimas do tipo 1,4- β-D-

xilana xilohidrolase, que catalisam a hidrólise de xilanas (POLIZELI, 2005

e HART, 2011b). Por outro lado, mananases são enzimas do tipo beta

mananase: 1,4-β-D-manana mananahidrolase, que catalisam a hidrólise

das ligações da β-1,4 mananoosídicas existentes nas β-1,4 manana,

glucomanana e galactoglucomananas (KANSOH, 2004).

A figura 3.2 ilustra as principais xilanases que participam da

hidrólise das xilanas (PEREIRA JR, 2007). É importante destacar que na

fabricação de polpa celulósica o objetivo é obter uma hidrólise seletiva de

componentes das hemiceluloses, tendo em vista a manutenção do

máximo rendimento do processo e preservação da qualidade da polpa

celulósica, levando ao aumento da facilidade de clivagem da lignina por

agentes químicos do branqueamento.

O mecanismo pelo qual as xilanases atuam na melhoria do

branqueamento tem sido motivo de vários estudos (VIIKARI, 1994 e

http://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima

http://pt.wikipedia.org/wiki/Polissacar%C3%ADdeo

http://pt.wikipedia.org/wiki/Xilose

http://pt.wikipedia.org/wiki/Hemicelulose

http://pt.wikipedia.org/wiki/Parede_celular


73

DENCE, 1996). A hipótese mais conhecida é que as xilanases melhoram a

extração da lignina, com atuações nas ligações do complexo existente

entre a lignina e carboidratos (xilanas associadas à lignina), rompendo e

removendo xilanas redepositadas sobre a superfície das fibras (PAICE,

1992, VIIKARI, 1994; GLIESE, 1998), fenômeno este conhecido no

processo de fabricação de polpa celulósica, conforme ilustrado na figura

3.3. Com a hidrólise desta camada de hemiceluloses (xilanas)

redepositadas sobre as fibras com hemicelulases (mais freqüentemente

xilanases) a lignina fica mais facilmente acessível para ataques químicos,

resultando na sua clivagem e na redução do tamanho desta

macromolécula (PAICE, 1992, ERICKSON, 1993, VIIKARI, 1994).

Figura 3.2 - Participação de xilanases na hidrólise de xilanas. Fonte:

Pereira Jr. (2007).

Algumas importantes verificações confirmam a ação das xilanases:

a) Maiti, 1997 e Suurnakki, 1997 com estudos sobre modificação das

fibras mostram que as xilanases alteram o número e distribuição de


74

poros, facilitando o acesso dos insumos químicos de branqueamento para

agir sobre a lignina b) De Jong (1997) cita que os resultados do

tratamento com xilanases sugerem que estas atuam hidrolisando ligações

de complexos do tipo lignina-carboidrato, formadas durante a redeposição

de lignina e xilanas sobre a superfície das fibras; c) Mais recentemente,

Shatolov (2007) apresenta uma hipótese mais ampla, citando que as

xilanases removem os fragmentos de xilanas associadas com estruturas

de lignina e ácidos hexanurônicos, aumentando a deslignificação e a

alvura; d) É interessante ainda notar que Skals (2008) cita que as

xilanases hidrolisam xilanas e abrem a estrutura das hemiceluloses das

fibras, facilitando a lavagem da lignina das fibras, melhorando o

branqueamento.

Figura 3.3 - Hipótese para explicar a ação de xilanases na melhoria do

branqueamento. Fonte: Pereira Jr. (2007), adaptado de Duran (2004).


75

Assim as xilanases se destacam por serem aplicadas,

industrialmente, como agente para facilitar o branqueamento da polpa

celulósica. O objetivo principal é a redução de custos (redução do

consumo de insumos químicos de branqueamento). O objetivo secundário

é a redução carga de componentes para o tratamento de efluentes

(BAJPAI e BAJPAI, 1992 e BAJPAI, 2012). Segundo alguns pesquisadores,

estas têm contribuído para a redução de custos (CALL, 1992,

MCDONOUGH, 1995), sem interferir no processo existente. Permitem

ainda aumentar o nível de produção (YEE, 1997). As revisões de Koponen

(1991), Polizeli et al. (2005) e de Bajpai (2004, 2006 e 2012) destacam

os ganhos obtidos com o uso de xilanases no branqueamento da polpa

celulósica.

O maior potencial verificado da aplicação de enzimas foi obtido em

estudo realizado por Viikari et al. (1986). Estes autores descobriram que o

tratamento de polpa celulósica Kraft com xilanases reduzia a carga de

insumos químicos no branqueamento para atingir uma determinada

alvura. Em decorrência dos resultados laboratoriais bem sucedidos, os

testes industriais ocorreram logo em seguida e confirmaram os resultados

obtidos em laboratório.

No entanto, é bem conhecido que a primeira geração comercial de

xilanases para aplicação nos processos industriais de fabricação de polpa

celulósica não foram bem sucedidas. O primeiro aspecto negativo

verificado pelos fabricantes de polpa celulósica foi que as xilanases da

primeira geração comercial reduziam o rendimento do processo e a

resistência das fibras para a fabricação de papel (PAICE, 1992, VIIKARI,

1994, SUBRAMANYAN, 2000, BEG, 2001, TECHAPUN, 2003, POLIZELI,

2005). Estes autores citam que as primeiras formulações de xilanases

continham a presença de uma quantidade considerável de celulases, que


76

passou a justificar o impacto negativo citado sobre o rendimento e a

qualidade das fibras.

Definiu-se, então, a necessidade do desenvolvimento e produção de

xilanases livres de celulases (BEG, 2001). Desta forma, surgiu a segunda

geração de xilanases. Os produtores de enzimas foram eficazes e logo

colocaram no mercado xilanases livres (ou praticamente livres) de

celulases. Algumas revisões destacam este avanço (PAICE, 1992, VIIKARI,

1994, SUBRAMANYAN, 2000, BEG, 2001, TECHAPUN, 2003, POLIZELI,

2005).

No entanto, um novo desafio apareceu: a necessidade de

compatibilizar as condições ótimas de reação da enzima com as condições

de produção de polpa celulósica (BEG, (2001). Enquanto que o processo

de produção de polpa celulósica requer altas temperaturas e pH alcalino

até o início do branqueamento e pH alcalino intercalado com pH ácido (e

vice e versa) no branqueamento, as xilanases da primeira e da segunda

gerações eram efetivas apenas em temperaturas entre 35 e 60ºC e pH 5 a

6.

As revisões dos desenvolvimentos citados anteriormente destacaram

inúmeras alternativas de preparações enzimáticas, nestas faixas de

temperatura e pH citadas. Mas, por outro lado, quase não existiam

xilanases para as faixas de temperatura e pH mais elevados. Portanto,

para a sua aplicação eficaz o resfriamento e a neutralização do processo

são necessários, o que, em geral, inviabiliza a aplicação. Definiu-se,

então, a necessidade de desenvolver xilanases estáveis em altas

temperaturas e mais resistentes às condições alcalinas.


77

Neste ponto é importante ressaltar que os avanços ocorridos na

engenharia genética foram importantes para superar estes desafios

citados na produção de novas enzimas. A tecnologia do DNA recombinante

e equipamentos de alto desempenho, tais como a robótica e o high

throughput screening18, como exemplos, contribuíram de forma

significativa para aumentar a chance e a velocidade de obter

microorganismos geneticamente modificados.

Técnicas modernas como engenharia de proteínas para identificação

de sítios residuais ativos por meio de modificações químicas, cristalografia

de raios-X e mutagêneses de sítio direcionado foram utilizados desde

então (KULKARNI et al., 1999). Vários microorganismos (SUNNA, 1997)

têm sido pesquisados. Os mais interessantes, no entanto, são os

termofílicos (NAKAMURA, 1994; HORIKOSHI, 1996; DIMITROV, 1997;

BERGQUIST, 1999, 2001 e 2002; BAUER, 1998; MAHESHWARI, 2000;

BRUINS, 2001; JIANG et al., 2006; ZHANG, 2008; STEPHENS, 2009;

SHRINIVAS et al., 2010; DUTT, 2011; MISHRA e THAKUR, 2011; NAGAR et

al., 2011; PRAKASH, et al., 2012).

Após 1992, várias publicações sobre o desenvolvimento e o uso de

xilanases no branqueamento foram feitas (HEAN, 1994; VICUNA, 1995;

VEHMAANPERAE, 1996; RONCERO, 1996; KULKARNI, 1996; CHISTOV,

1996, 1997 e 1998; MAXIMO, 1998; KHANONGNUCH, 1999;

BARAZNENOK, 1999; ZHENG, 2000; MADLALA, 2001; BEG, 2001;

ANTONOPOULOS, 2001; RAGHUKUMAR, 2004; BAJPAI, 2004; LI, 2005).

Com as melhorias realizadas na produção de xilanases, estas publicações

revelam o potencial das mesmas, com efeitos positivos sobre: a) redução

18 São técnicas automatizadas de triagem biológica em alta escala (FERREIRA et al.,

2011)


78

do teor de lignina (de até 3 pontos de número kappa19, o que significa

atualmente ao redor de 30%, o que é significativo). Christov (1996) cita a

redução de 60% da lignina, o que é expressivo; b) aumento da alvura

final de até 3 pontos, o que significa, por exemplo, passar de 87 para

90% de alvura, o que pode significar uma redução significativa de

insumos de branqueamento. No pré-branqueamento, Christov (1996) cita

a redução do consumo de cloro ativo (em geral na forma de dióxido de

cloro) de até 30%.

Estes avanços apresentados nas diferentes gerações de xilanases,

bem como o aumento do entendimento sobre a ação das xilanases são

muito positivos. Diante deste cenário, pode-se então visualizar o aumento

da aplicação de xilanases no setor de polpa celulósica e papel.

Outro dado importante é que desde a primeira aplicação, em 1986,

aproximadamente 100 testes industriais foram realizados até 1994

(VIIKARI, 1994) e desde então (início da década de 90) as xilanases são

utilizadas comercialmente na Escandinávia, EUA, Canadá e em outras

partes do mundo.

Mas nota-se também que, mais recentemente, continuam os

desenvolvimentos de enzimas mais resistentes às condições de

temperaturas e pHs mais elevados (SALEEM et al., 2012) e pelo

entendimento dos impactos da aplicação industrial (HART, 2005 e 2011 e

FILLAT et al., 2012). A razão por esta nova fase de pesquisas poderá ser

entendida com as descrições dadas a seguir.

19 Medida do residual de lignina na celulose, obtido por meio de digestão oxidativa com permanganato de potássio em meio ácido, conforme norma Tappi T 236 om-99.


79

Nos Estados Unidos, atualmente, pelos menos 12 fábricas (em um

universo de 450 fábricas) usam enzimas no processo de branqueamento

(HART, 2011). São, no entanto, fábricas pequenas, várias delas

relacionadas ao uso de fibras recicladas. Estas fábricas possuem, em

geral, sistema com baixo nível de recirculação de filtrados e apenas

algumas fábricas usam a tecnologia de deslignificação com oxigênio, de tal

forma que a carga de dióxido de cloro é bastante elevada no primeiro

estágio de branqueamento. Com esta configuração, os benefícios das

enzimas precisam também ser demonstrados com aplicações em fábricas

modernas de produção de polpa celulósica.

Ao contrário da América do Norte, na América do Sul, onde as

fábricas de polpa celulósica estão entre as mais modernas do mundo, não

há, atualmente, aplicação industrial de enzimas (HART, 2011). Este

mesmo autor cita que pelo menos 4 testes industriais foram realizados e

que todos eles, no entanto, não foram bem sucedidos. As fábricas de

polpa celulósica na América do Sul caracterizam-se por adotar a

tecnologia de deslignificação com oxigênio, estágio ácido para a remoção

de ácidos hexanurônicos e um sistema de fechamento de circuitos de

filtrados diferenciado do modelo norte americano, o que pode justificar a

diferença de desempenho das xilanases.

Uma diferença marcante entre as fábricas é que, na América do Sul,

o filtrado do estágio enzimático retorna, em um sistema contracorrente,

passando para o estágio de deslignificação com oxigênio, pelo digestor e,

finalmente, para os sistemas de evaporação e recuperação, para ser

queimado na caldeira de recuperação. Desta forma, a liberação de xilanas

(para madeiras de eucalipto) decorrente da aplicação de xilanases

contribui para aumentar a quantidade de matéria orgânica (TOC e COD)

no filtrado do estágio enzimático. O acúmulo de matéria orgânica nos


80

filtrados que retornam em contracorrente afeta negativamente a operação

e a eficiência da deslignificação com oxigênio. Este impacto contribui para

aumentar o número kappa e a quantidade de dióxido de cloro usada no

primeiro estágio de branqueamento ao invés de reduzi-los, limitado o uso

de xilanases nas fábricas da América do Sul (HART, 2011).

3.3.2. Celulases

As celulases referem-se ao grupo de enzimas que agem,

conjuntamente, na hidrólise da cadeira de celulose (EMERT et al.,1974 e

WHITAKER, 1971). São classificadas pela Comissão de Enzimas (Enzyme

Commission – E.C.) como 3.2.1.x, onde o valor x varia com o tipo de

celulases. São descritas como 1,4-(1,3;1,4)-β-D-Glucana-4-

glucanohidrolases, que são de alta importância para o setor de polpa

celulósica e papel e biorrefinarias (HENRISSAT, 1991, CLAEYSSENS, 1992

e LYND, 2002).

De acordo com a descrição revisada por Kuhad (2011) celulases

consistem de pelo menos 3 grupos de enzimas: endo-(1,4)-β-D-

glucanases (E.C. 3.2.1.4), exo-(1,4)-β-D-glucanases (E.C. 3.2.1.91) e β-

glucosidases (E.C. 3.2.1.21). As exo-glucanases (CBH) atuam nas regiões

terminais da cadeia de celulose e liberam a β-celobiose como produto

final; endoglucanases (EG) atacam, de forma aleatória, as ligações

internas das ligações O-glicosídicas, resultando em uma cadeia de glucose

de diferentes tamanhos e as β-glicosidases que agem de forma específica

sobre o dissacarídeo β-celobiose e produzem a glucose.


81

As celulases têm sido utilizadas, principalmente, na reciclagem de

papel usado. Neste caso, os objetivos mais importantes são para a

liberação e redução de partículas de tintas20 e melhoria da drenagem.

Mais recentemente, as celulases vêm demonstrando potencial para reduzir

a energia de refino21 e para modificar as características das fibras.

As celulases, tanto as exo quanto as endo-glucanases, agem,

principalmente, na superfície das fibras (PARK et al., 2007), alterando

grupos funcionais e a morfologia. Liberação de fibrilas e alteração da

relação da conformação das estruturas cristalina e amorfa do arranjo

celular também têm sido verificadas (PARK et al., 2007).

Outras aplicações destacadas para as celulases são para o aumento

da resistência e na melhoria da drenagem da polpa celulósica (PARK e

PARK, 2001; JACKSON et al., 1993; PARK et al.; 2007; YAMADA et

al.,2005; MANSFIELD e DICKSON, 2001; LUMME et al.,1999), embora

existam algumas discordâncias que celulases aumentam a resistência da

polpa celulósica (WALLACE, 2006; SAWADA et al. (2007; GARCIA et al.,

2002; MANSFIELD et al., 1997). O aumento da resistência da polpa

celulósica (e papel) é obtido com o uso de cargas adequadas de celulases

(varia para cada tipo de polpa celulósica) para aumentar o número das

ligações entre as fibras. A elevação do aumento das ligações entre as

fibras é decorrente, principalmente, da aumento do número de fibrilas e

de grupos funcionais (hidroxilas e grupos carboxílicos) proporcionado com

20 Remoção de partículas de tintas é uma etapa de processo durante a reciclagem de papéis que passaram por impressão, especialmente quando a polpa obtida da reciclagem é usada na produção de papéis brancos (ou de cores claras).

21 O refino é uma etapa de processo na fabricação de diversos tipos de papéis. Consiste de um tratamento mecânico, que requer o uso de uma considerável quantidade de energia e tem por objetivo promover o desenvolvimento de propriedades do papel

(exemplo resistência mecânica).


82

a ação das celulases (COVARRUBIAS et al., 2009 e LONSKY et al., 2003).

A redução da energia de refino é, portanto, justificado pelo aumento da

resistência da polpa celulósica com a aplicação de celulases. Por outro

lado, o aumento da drenagem da suspensão fibrosa é resultante,

principalmente, da redução de partículas de pequenos tamanhos,

denominadas finos. Adicionalmente, alguns autores verificaram que

combinações de enzimas (como por exemplos misturas de celulases com

xilanases) melhoraram a drenagem com manutenção da resistência da

polpa celulósica (KIM et al.,2006), enquanto que Okssanen et al. (2000)

mostrou que aumenta a drenagem mas reduz a resistência da polpa

celulósica.

A figura 3.4 ilustra, de forma resumida, as principais ações das

celulases sobre a cadeia de celulose, enquanto que a figura 3.5 apresenta

um esquema um mais elucidativo das diferentes ações das celulases

(CASTRO e PEREIRA JR, 2010). É importante destacar que na produção de

polpa celulósica o objetivo é preservar ao máximo a resistência da polpa

celulósica, o que é obtido, com um tratamento suave com celulases, na

superfície das fibras. Consquentemente, as condições de aplicação de

celulases precisam ser ajustadas para cada tipo de substrato, com o

acompanhamento da resistência das fibras e da polpa celulósica.

As figuras 3.6 e 3.7 exemplificam estruturas e formas de atuações

das celulases. No entanto, novos conhecimentos estão sendo gerados, a

exemplo dos estudos com o objetivo de se obter um melhor entendimento

da ação das celulases na hidrólise de biomassas, incluindo resíduos de

plantas e da agricultura, capim elefante e árvores de poplar (ORNL,

2009).


83

Figura 3.4 - Ação de celulases na hidrólise da cadeia de celulose. Fonte:

Pereira Jr. (2007).

Na figura 3.6 a estrutura contém um ligador peptídico com 26

aminoácidos e o domínio catalítico. O domínio catalítico do CBH I contém

10 subsítios ativos do tipo túnel, no qual a celobiose é liberada como um

produto final da reação (Polaina e Maccabe, 2007).

Na figura 3.7 Esta família de CBMs é reconhecida por conter

domínios pequenos todos com 3 resíduos de "tyr" colocados em

aproximadamente configuração colinear na superfície de interação com a

celulose (POLAINA e MACCABE, 2007).


84

Figura 3.5 - Atuação de diferentes tipos de celulases na hidrólise da

cadeia de celulose. Fonte: Castro e Pereira Jr. (2010).

Figura 3.6 - Estrutura proposta para a CBH I do Trichoderma reesei

mostrando a “cellulose binding domain” (CBM). Fonte: Polaina e Maccabe

(2007).


85

Figura 3.7 - Um tipo de CBM I de T. resei interagindo com uma face

planar da celulose. Fonte: Polaina e Maccabe (2007).

3.3.3. Lacases e outras enzimas oxidativas (LiPs e

MnPs):

As lacases são enzimas classificadas como E.C. 1.10.3.x, onde o x

varia com o tipo de lacases. As lacases classificadas como E.C. 1.10.3.2

são fenóis oxidases que catalisam a oxidação de vários compostos

fenólicos com a concomitante oxidação do O2 para H2O (CORDI e DURAN,

2001). São envolvidas na oxidação e clivagem da lignina, catalisando a

oxidação de polifenóis com oxigênio como aceptor final de elétrons,

conforme ilustrado nas figuras 3.8 e 3.9.


86

Figura 3.8 - Ilustração da ação de lacases na clivagem da lignina. Fonte:

Pereira Jr (2007, adaptado de Duran (2004).

Figura 3.9 - Ciclo catalítico de lacases. Fonte: Reproduzido de Ferraz

(2004).

Os principais tipos de enzimas deste grupo (enzimas oxidativas)

são: Lacases (Lacs), manganês peroxidases (MnPs) e lignina peroxidases

(LiPs). Seu exato papel na oxidação das estruturas moleculares da lignina

ainda não está bem elucidado (PEREIRA JR, 2007). As lignases (lignina

peroxidases e manganês peroxidases) foram descobertas na década de 80

e desde então foram extensivamente discutidas porque são moléculas


87

grandes demais para penetrar na parede secundária e na lamela média

das fibras (CALL e MÜCKE, 1997).

As enzimas oxidativas que encontram aplicação no tratamento de

fibras contendo lignina são aquelas usualmente produzidas por

microrganismos capazes de degradar os lignocelulósicos na natureza.

Entre esses microorganismos, os fungos são os principais decompositores

e dentro do grupo de fungos envolvidos, existe uma classe especializada

que é capaz de degradar lignina. Esses fungos são comumente

denominados de fungos de podridão branca, pois a madeira degradada

por eles apresenta uma coloração esbranquiçada e, principalmente, uma

elevada capacidade de absorção de água, além de romper facilmente no

sentido das fibras.

As enzimas oxidativas secretadas pelos fungos que degradam lignina

podem ser agrupadas em enzimas que dependem de peróxido de

hidrogênio (peroxidases) e as que não dependem de peróxido (lacases).

As principais peroxidases são lignina peroxidases (LiP) e manganês

peroxidases (MnP). Ambas são comumente produzidas por fungos de

decomposição branca. Alguns destes, como os dos gêneros Bjerkandera e

Pleurotus, secretam ainda um terceiro tipo de peroxidase que oxida tanto

substratos da MnP (fenóis e Mn2+) quanto da LiP (álcool veratrílico). Esta

tem sido denominada de peroxidase versátil -VPs (MARTINEZ, 2002).

Na figura 3.9 o PhOH representa um substrato fenólico. A

estequiometria do ciclo envolve 4 Cu2+ (normalmente ligados a uma única

proteína ou a 2 cadeias protéicas acopladas), 4 substratos fenólicos, 4

prótons e 1 molécula de O2 (FERRAZ, 2004).


88

As peroxidases envolvidas na degradação de lignina são

relativamente novas, ou seja, foram purificadas e caracterizadas pela

primeira vez no início da década de 80. A LiP foi inicialmente descrita em

1983 (GLENN et al., 1983; TIEN e KIRK, 1983) e a MnP foi descrita em

1984 (KUWAHARA et al., 1984). As lacases são conhecidas há mais tempo

e guardam semelhanças em termos de atividade oxidativa com as

tirosinases intracelulares comumente encontradas em vegetais.

A secreção das enzimas oxidativas já foi descrita para vários fungos,

dos quais se pode destacar Phanerochaete chrysosporium e em menor

grau de detalhamento outras espécies como Trametes versicolor,

Ceriporiopsis subvermispora, Phebila radiata, Phebia (ou Merulius)

tremellosus, Phebia subserialis, Phanerochaete sordida e Bjerkandera

audusta (KUHAD et al., 1997; FERRAZ, 2004). P. chrysosporium teve seu

genoma seqüenciado em 2004 (MARTINEZ et al., 2004) e vários estudos

da proteômica dessa espécie estão surgindo nos últimos anos (por

exemplo, WYMELENBERG et al., 2006). Isso é bastante relevante, pois a

expressão de genes dessa espécie em outros organismos abre um amplo

leque de possibilidades de produção em grande escala dessas enzimas

para fins comerciais. A expressão das enzimas oxidativas em vegetais foi

descrita em 2006 (CLOUGH et al., 2006).

Em termos gerais, as enzimas oxidativas do complexo lignolítico

podem ser ordenadas segundo suas capacidades oxidativas: LiPs > MnPs

> Lacases (KIRK e CULLEN, 1998).

As LiPs são capazes de abstrair elétrons de estruturas aromáticas

não fenólicas, dando origem a radicais cátion. As MnPs são dependentes

de Mn2+ e podem abstrair elétrons somente de estruturas fenólicas. Estas


89

duas enzimas são heme-proteínas e, portanto, apresentam um ciclo

catalítico semelhante às peroxidases de origem vegetal, como a “Horse

Hardish Peroxidase” (HRP). Nos dois casos, a enzima é ativada pela

oxidação por H2O2, levando a formação do composto I (CI) que é um oxo-

complexo deficiente em 2 elétrons. A redução do CI até a enzima nativa

pode dar-se por um doador de 2 elétrons como o iodeto ou, como ocorre

durante a degradação de lignina, por meio de duas etapas de abstração

de 1 elétron de cada vez. No caso das LiPs, a redução de CI a CII e

também de CII a C0 pode ocorrer por meio da oxidação de substratos não

fenólicos levando a formação de radicais do tipo cátion.

As MnPs dependem de Mn2+ para a redução de CII a C0. O

composto I pode ser reduzido a composto II à custa da oxidação de uma

estrutura fenólica ou de Mn2+. Por outro lado, o Mn3+ formado é bastante

reativo e normalmente é estabilizado por quelantes produzidos pelo

próprio fungo, como o ácido oxálico. O complexo Mn3+-oxalato, por sua

vez, pode ser reduzido à custa da oxidação de outra estrutura fenólica.

As lacases atuam diretamente sobre estruturas fenólicas por meio

da oxidação dos fenóis pela abstração de 1 elétron mediada pela redução

de Cu2+ a Cu1+, que por sua vez, reduz O2 a H2O, permitindo que a

enzima atue de forma cíclica (Figura 20). Mais recentemente, tem sido

demonstrado que as lacases podem, inclusive, clivar estruturas

aromáticas não fenólicas por meio de mediadores como o ABTS: [ácido

2,2'-azinobis-(3-etilbenzotiazolino-6)-sulfônico]. Nesse caso, a enzima é

capaz de oxidar alguns mediadores que possuem potenciais de ionização

mais elevados que o próprio potencial de oxidação das lacases em um

mecanismo ainda não claramente definido (ROCHEFORT et al., 2004).

Esses mediadores podem então oxidar estruturas não fenólicas da lignina.


90

A clivagem de lignina a CO2 e H2O depende de um efetivo processo

de despolimerização dessa macromolécula que dê origem a compostos de

baixa massa molar susceptíveis ao metabolismo intracelular dos fungos.

Vários estudos desenvolvidos, principalmente com P. chrysosporium e T.

versicolor (ambos são produtores de LiPs), levam a conclusão de pelo

menos três modos principais de degradação da lignina (KIRK e CULLEN,

1998):

clivagem oxidativa de cadeias laterais envolvendo os carbonos e

ß, levando à formação de ácidos carboxílicos.

clivagem de ligações ß-aril-éter e conseqüente modificação das

cadeias laterais.

degradação de núcleos aromáticos por meio da abertura oxidativa

dos anéis.

Dados obtidos com uma diversidade maior de fungos de

decomposição branca colocam em dúvida se o processo de degradação de

lignina pode ser generalizado entre as diferentes espécies de fungos.

Existem descritos vários fungos eficientes em degradar lignina, mas que

não produzem lignina peroxidase (LiP-deficientes), como C. subvermipora,

Dichomitus squalens, Panus tigrinus, Rigidoporus lignosus e Picnoporus

cinnabarinus (KUHAD et al., 1997). Este aspecto lançou a dúvida de como

esses organismos degradam a lignina, uma vez que as enzimas

extracelulares produzidas por eles (MnPs e lacases) não podem abstrair

elétrons de estruturas não fenólicas da lignina. Nesses casos, a

degradação de lignina seria intermediada por compostos de baixa massa

molar. Conforme mencionado anteriormente, as lacases associadas a

mediadores como o ABTS: [ácido 2,2'-azinobis-(3-etilbenzotiazolino-6)-

sulfônico] podem degradar estruturas não fenólicas da lignina. Essas

mesmas estruturas podem ser degradadas por MnPs desde que na


91

presença de ácidos graxos insaturados, via peroxidação de lipídeos

(SREBOTNIK et al., 1997; KAPICH et al., 1999). A reação foi iniciada por

Mn3+ oriundo da ação de MnPs. Esta rota é usada para explicar reações de

degradação de modelos não fenólicos de lignina.

Srebotnik e Boisson (2005) demonstraram, de forma inequívoca,

que também lacases podem iniciar reações de peroxidação de lipídeos

desde que na presença de mediadores como o ácido 4-hidroxi-benzóico

(AHB) ou lignina sintética do tipo Dihydropyrimidinase (DHP). A

peroxidação de ácido linoléico foi ainda incrementada quando o meio

reacional continha Mn2+. Os autores demonstraram que os radicais

fenoxila gerados no AHB podem oxidar Mn2+ a Mn3+ e esse inicia a

peroxidação do ácido linoléico como já descrito para as reações

catalisadas por MnP. A presença de um mediador fenólico foi determinante

para a eficácia da reação, visto que reações que continham mediadores

não fenólicos como o ácido 4-metoxi-benzóico, uma lignina sintética

exaustivamente metilada ou mesmo somente lacases, não induziram a

peroxidação de ácido linoléico.

O biobranqueamento com lacases está baseado na capacidade

dessas enzimas em oxidar alguns mediadores que, por sua vez, atuam

como agentes oxidantes da lignina residual presente em polpas celulósicas

químicas de baixo número kappa. A lignina oxidada é então removida por

um processo de extração alcalina.

O uso de lacases no branqueamento teve origem em estudos

conduzidos inicialmente no “Pulp and Paper Research Institute of Canada”

(Paprican). Experimentos precursores foram realizados com o tratamento

de uma suspensão de lignina com lacases na presença de um mediador


92

apropriado, tal como o ABTS: [ácido 2,2'-azinobis-(3-etilbenzotiazolino-6)-

sulfônico]. Sob essas condições, a lignina sofria despolimerização

significativa, enquanto que na ausência do mediador a lignina

repolimerizava, de acordo com revisão de Rochefort et al. (2004).

Nestes estudos, o mediador inicialmente utilizado, ABTS, é um

composto nitrogenado freqüentemente utilizado em ensaios de

determinação da atividade de lacase in vitro. No entanto, trata-se de um

composto tóxico e de custo incompatível com os processos de

branqueamento de polpa celulósica.

Estudos iniciais focaram na avaliação de mediadores alternativos,

que aliassem eficiência na degradação de lignina e baixo custo, além de

nível mínimo de toxicidade. Nestes estudos surgiu o HBT

(hidroxibenzotriazol), que se mostrou bastante eficiente para os processos

de deslignificação, embora apresentasse custo elevado.

Em uma revisão publicada por Call e colaboradores (1997), foi

sintetizada a vasta literatura disponível até aquela data sobre o tema

lacases/mediadores e mostraram uma série de resultados referentes à

otimização do biobranqueamento com lacase/HBT. Call e Muncke (1997)

observaram que o nível de deslignificação, avaliado a partir da diminuição

de número kappa da polpa celulósica, pode atingir 57% com uma única

etapa de tratamento com lacases. Os dados mostram ainda que o efeito

de deslignificação pode efetivamente ser atribuído à ação enzimática, visto

que os controles correspondentes não provocam deslignificação

significativa.


93

Um trabalho conduzido em 2006 avaliou o uso do sistema

Lacase/mediador em polpas celulósicas de Eucalyptus globulus (IBARRA et

al., 2006). Esse estudo foi desenvolvido em escala piloto no qual se

avaliou, além da eficiência do tratamento com lacases, também o melhor

ponto de introdução do tratamento com a enzima numa linha de

branqueamento total chlorine Free (TCF).

Outros estudos mais recentes continuam mostrando o potencial da

aplicação do sistema lacases/mediadores para o aumento da eficiência de

deslignificação, além de perseguirem a procura de novos mediadores tão

eficientes quanto ao HBT (ANDREU e VIDAL, 2011; BURNET et al., 2011;

SHIKHA, 2012; FILLAT et al., 2011 e 2012).

O branqueamento com MnPs tem sido menos mencionado na

literatura especializada do que o branqueamento com o sistema

lacase/mediador. Essencialmente, isso está vinculado à maior dificuldade

de produção de MnPs, pois em geral essa enzima é secretada durante o

metabolismo secundário dos fungos, enquanto as lacases podem ser

secretadas durante o crescimento. Isso implica em grandes diferenças de

produtividade das enzimas que pode ser até 1000 vezes maior para as

lacases (KIRK e CULLEN, 1998).

No entanto, o seqüenciamento recente do genoma de P.

chrysosporium (MARTINEZ et al., 2004) e os estudos de clonagem dos

genes responsáveis pela produção de MnPs em outros organismos

certamente alterará esse cenário nos próximos anos.


94

O branqueamento direto com MnPs surgiu de alguns estudos

precursores realizados por um grupo Japonês liderado por Kondo et al.

(1994a). Nesses estudos precursores, o fungo P. sordida foi cultivado num

sistema que permitia separar o micélio fúngico do meio de cultura por

meio de um sistema de membranas semipermeáveis. Com esse sistema,

foi possível demonstrar que o meio cultivado possui atividade

deslignificante sobre uma polpa celulósica kraft, independentemente do

contato com a hifa fúngica. A avaliação desses meios fermentados indicou

que a principal enzima oxidativa presente era MnP.

Em um estudo posterior Kondo et al., 1994b avaliaram o

branqueamento com MnPs purificadas. Em condições otimizadas, o

branqueamento de uma polpa celulósica kraft de madeira de folhosas com

kappa inicial de 17 e alvura de 31,8% proporcionou uma polpa celulósica

com kappa 11 e alvura de 44% após uma etapa MnPs seguida de extração

alcalina. Essa mesma seqüência repetida diversas vezes resultou em uma

preparação de polpas celulósicas com elevada alvura, atingindo 70,3%

após 4 etapas e 75,5% após 6 etapas de branqueamento. Os resultados

iniciais mostraram-se animadores. Mas as condições experimentais usadas

no branqueamento com a enzima demandaram cargas elevadas de

enzima (100 UI/g de polpa celulósica) e a adição de “co-fatores” como

"tween" 80 (surfactante que contém ácidos graxos insaturados), MnSO4,

além da adição lenta de H2O2 durante a reação catalisada pela enzima (10

mM de O2 adicionado a 3 ml/h) e um tempo prolongado de reação (24h).

A realização do branqueamento com MnP na ausência do surfactante

(Tween 80) foi menos eficaz (somente 4% de incremento na alvura, de

31,8% para 35,5%) e isso foi atribuído inicialmente a ação estabilizadora

do surfactante sobre a atividade enzimática. De fato, com base nos

estudos mais recentes sobre o mecanismo de ação da MnP, se sabe que

os ácidos graxos insaturados do surfactante permitem a ocorrência de


95

reações de peroxidação de lipídeos que ao gerar radicais organoperoxila

levam a efetiva degradação da lignina.

Estudos mais recentes sobre o branqueamento com MnPs avaliaram

a influência do tipo de ácido graxo como promotor da reação de

deslignificação, além de avaliar a importância da presença de ácidos

orgânicos quelantes de Manganês e também da possibilidade do uso de

promotores da reação do tipo tiol - cisteína, por exemplo (BERMEK et al.,

2002). Esse trabalho foi realizado com polpa celulósica kraft de madeira

de folhosas com um número kappa inicial de 14,2 e alvura de 35% ISO. O

branqueamento com MnP sempre foi seguido de uma etapa de extração

alcalina. A simples incubação da polpa celulósica em tampão por 24 h

seguida de uma extração alcalina reduziu o kappa para 8,5 e elevou a

alvura para 39,3% (resultado caracteristicamente obtido com polpas

celulósicas mal lavadas). A adição de MnP, 1 mM de H2O2, Tween 80 e

MnSO4 proporcionou a efetiva deslignificação da polpa celulósica (kappa

final de 5,6 e alvura de 47,2%) confirmado os trabalhos anteriores do

grupo Japonês. A adição de derivados do tipo tiol ou de ácidos orgânicos,

como oxálico, não alteraram significativamente o efeito deslignificante. No

entanto, quando Tween 80 foi substituído por ácidos graxos puros com 1,

2 e 3 insaturações (ácidos oléico, linoléico e linolênico, respectivamente) a

deslignificação foi ainda mais efetiva nos experimentos com ácido linoléico

e linolênico. Ácido graxos com maior número de insaturações não

melhoraram os resultados.

Esses dados dos estudos citados anteriormente mostraram

claramente que o branqueamento efetivo com MnPs é bastante

potencializado com a presença de ácidos graxos com no mínimo duas

insaturações, a fim de promover reações de peroxidação de lipídeos que


96

geram radicais organoperoxila que por sua vez atuam degradando

estruturas não fenólicas de lignina.

Ehara et al. (2000) também obtiveram resultados semelhantes aos

descritos anteriormente e ainda estenderam o estudo de branqueamento

ao uso de lipoxigenases como iniciadoras das reações de peroxidação de

lipídeos contidos no Tween 80. Nesse caso também foi observado efeito

de branqueamento, o que confirmou a relevância da geração de radicais

organoperoxila como iniciadores das reações de deslignificação.

Mais recentemente, Vicentim e Ferraz (2007), Carvalho et al. (2009)

e Ferraz et al. (2008) investiram no entendimento da ação das manganês

peroxidases na degradação da lignina.

As enzimas lignina peroxidases têm sido muito menos avaliadas em

estudos de biobranqueamento de polpas celulósicas kraft do que as

lacases e as MnPs. Isso se deve, entre outros motivos, ao fato de as

enzimas LiPs serem produzidas por poucos microrganismos e serem

secretadas somente em condições de cultivo bastante especiais,

principalmente em decorrência da limitação de carbono ou nitrogênio nos

meios de cultura (KIRK e CULLEN, 1998).

Outro resultado fundamental nos estudos de biobranqueamento que

levaram ao menor uso experimental de LiPs em seqüência de

branqueamento enzimático está relacionado ao artigo chave publicado

pelo grupo canadense do Paprican em 1992 (ARCHIBALD, 1992). Nesse

estudo, o efeito de biobranqueamento causado pelo cultivo direto de T.

versicolor sobre polpa celulósica kraft foi avaliado sob várias condições.


97

Quando a secreção de LiPs pelo fungo foi totalmente inibida pela adição de

íons metavanadato, a ação branqueadora do fungo permaneceu, indicando

que essa enzima teria um papel irrelevante no processo de

biobranqueamento.

Estudos posteriores envolvendo o biobranqueamento com LiPs, em

geral, utilizaram caldos de cultivo onde LiPs não eram as únicas enzimas

presentes, o que dificultou muito o discernimento de quais eram

efetivamente os agentes envolvidos. Um trabalho de Fang et al. (1999)

avaliou o branqueamento de polpa celulósica kraft de eucalipto com uma

mistura que continha LiPs e MnPs produzidas por P. chrysosporium. O

branqueamento enzimático foi conduzido com um caldo de cultivo que

proporcionou as seguintes relações enzima/polpa celulósica: LiP = 1 UI/g

e MnP 0,25 UI/g. O tratamento foi ainda combinado em alguns casos com

a adição de uma terceira enzima, a celobiose-desidrogenase (CDH)

produzida por Schizophyllum commune. O biobranqueamento foi ainda

seguido de uma etapa de tratamento com peróxido alcalino. A ação das

ligninases foi útil para reduzir o kappa das polpas celulósicas e elevar a

alvura. Quando o tratamento foi combinado com CDH, o efeito foi ainda

mais favorável, reduzindo o kappa inicial de 9,8 para 6,0-6,1.

Outro estudo de branqueamento de polpas celulósicas kraft de

eucalipto com uma mistura de peroxidases e xilanases foi publicado por

Antonopoulus et al. (2001). Nesse caso as enzimas utilizadas foram

produzidas por uma bactéria, Streptomyces albus. As peroxidases

produzidas por Streptomyces diferem das LiPs e das MnPs produzidas por

fungos, mas a característica das enzimas é essencialmente a de uma

peroxidase independente de Mn2+. Os resultados mostraram que há uma

ação sinérgica das peroxidases com as xilanases. O tratamento enzimático

realizado na ausência de H2O2 corresponde à ação somente das xilanases,


98

enquanto que o tratamento na presença de peróxido inclui a importância

das peroxidases. O tratamento completo permitiu uma redução de 2,8

pontos no kappa da polpa celulósica em estudo. Vale ressaltar que esse

estudo é um dos poucos em que o tratamento com as enzimas foi feito em

meio não ácido (pH 7,6) que embora não tenha proporcionado a máxima

atividade das peroxidases, permitiu um balanço adequado entre as

atividades da peroxidase e da xilanase.

Entretanto, vale ressaltar que a geração de enzimas oxidativas

continua na fase de pesquisa, sem ainda aplicação industrial. A

necessidade de uso de lacases associada a um mediador apresenta custo

e impactos ambientais muito elevados distancia a sua aplicação industrial.

Recentes revisões mostram que os esforços estão concentrados na

procura de microorganismos capazes de produzir elevadas quantidades de

enzimas (principalmente do tipo lignina peroxidase), o que ainda é um

gargalo tecnológico. Os microorganismos naturalmente ocorrentes

secretam mínimas quantidades, o que impede o uso comercial.

Outros fatores limitantes do uso das enzimas oxidativas citadas

acima são, também, as faixas de temperatura e pH de máxima atividade e

estabilidade. Em geral, temperaturas são na faixa de 40 a 50ºC e pH não

superior ao neutro. Conforme já citado anteriormente, limita

consideravelmente a aplicação industrial no setor de polpa celulósica e

papel. Há vários estudos recentes mostrando que está aumentando o

esforço, principalmente via engenharia genética, no sentido de aumentar

a quantidade excretada de enzima, bem como aumentar a temperatura de

aplicação (termoestabilidade).


99

3.3.4. Lipases:

As lipases são classificadas como E.C. 3.1.1.x, onde o x corresponde

ao tipo de lipases. Para o setor de polpa celulósica e papel, as lipases mais

importantes são as que catalisam a hidrólise de triacilgliceróis (EC

3.1.1.3), conforme mostrado na figura 3.10 (VOLPATO, 2007,

MESSAOUDI et al., 2010 e GUTIERREZ et al., 2009).

Figura 3.10 – Ilustração da hidrólise de triacilgliceróis por lipases. Fonte:

Messaoudi et al. (2010).

Destacadamente, as lipases apresentam relevância em dois

segmentos: na produção de polpas celulósicas de alto rendimento,

normalmente denominados de processos mecânicos, quimomecânicos ou

termoquimomecânicos e também onde o uso de fibras recicladas é

elevado.


100

Na fabricação de polpa celulósica e papel os estudos sobre lipases

datam da década de 50, ainda quando dominava o uso de pasta celulósica

do tipo “softwood”. É bem sabido que estas pastas contêm um elevado

teor de materiais denominados extrativos e/ou resinas, característicos das

gimnospermas, as quais são conhecidas também como madeiras

resinosas.

Desta forma, justifica-se o uso de lipases para amenizar o teor de

compostos denominados extrativos22, provenientes da madeira. O uso de

lipases na fabricação de polpa celulósica e papel foi iniciado no Japão, com

lipases produzidas da Candida cylindracea. Estudos e melhorias

complementares resultaram na remoção de até 95% do teor de

triglicerídeos da pasta mecânica de Pinus (MARQUES, 2010). Este autor

cita ainda que, ao longo dos anos, várias fábricas de polpa celulósica e

papel japonesas e chinesas passaram a usar lipases no controle de pitch.

De fato as aplicações industriais ocorreram na década de 60. A Jujo

Paper (no Japão) foi pioneira no uso de lipases no controle de “pitch”,

uma vez que estas enzimas podem hidrolisar o triglicerídeo em glicerol e

ácido graxo livre e, portanto, serem facilmente lavados e removidos da

polpa celulósica ou dos processos de produção (EK et al., 2009). Da

mesma forma, na fábrica de papel reciclado, localizada em Nanping, no

Japão, lipases têm sido aplicadas com sucesso (EK et al., 2009).

22 Extrativos são definidos como constituintes químicos que são extraídos da madeira através de vários tipos

de solventes neutros (EK et al., 2009). Os mais importantes para a indústria de polpa e papel são os extrativos

lipofílicos, comumente chamados de resinas da madeira, que são gorduras, ácidos graxos, álcoois graxos e seus

ésters com ácidos graxos (EK et al., 2009). Além destes, os triglicerídeos não polares (MIRZA et al., 2006)

também causam problemas de “pitch”. Na produção de pasta mecânica os triglicerídeos têm sido identificados

como os principais causadores de “pitch”(ULBER e SELL, 2006).


101

As lipases têm ações eficazes sobre a clivagem dos extrativos.

Dados de literatura (SHARYO, 1993; BAJPAI, 1992; SUURNAKKI, 1997;

KENEALY, 2003; LUISA, 1996; KO; 2010; XAVIER, 2007 e ACHLE, 2007)

indicam a eficácia das lipases na remoção dos extrativos em até 90%.

Barros et al. (2010), Gutierrez et al. (2009), Leduc et al. (2011) e Singh

(2012) também destacaram a importância do uso de lipases no setor.

Outro problema muito comum em sistemas de produção de papel é

o crescimento de microorganismos, com criação de depósitos,

principalmente no sistema úmido da máquina de papel. Por muitos anos

este problema foi controlado com a aplicação de insumos químicos

(biocidas), principalmente, e também com a aplicação de insumos para

realizar um procedimento denominado de “boil-out”. Entretanto, os dois

tratamentos resultam em problemas, principalmente para o sistema de

tratamento de efluentes. A partir da necessidade de se conseguir

alternativas viáveis, estudos com lipases demonstraram-se muito

atrativos e são aplicados atualmente, com sucesso.

Mais recentemente, as lipases têm sido modificadas através de

técnicas de engenharia genética e é possível encontrar enzimas com alta

atividade em temperaturas de 80 a 90ºC (EK et al., 2009).

3.3.5. Amilases

As amilases são classificadas como E.C. 3.2.1.x, onde o x varia com

o tipo de amilase. A classe das -amilases (E.C. 3.2.1.1: -1,4-glucano-4-

glucanohidrolases) pertence à família das endo-amilases. Estas enzimas

catalisam a hidrólise das ligações -D-(1-4) glicosídicas do amido em


102

produtos de baixo peso molecular. Esta hidrólise resulta na redução da

viscosidade, tornando-a uma classe de enzimas amplamente usada em

diferentes setores incluindo o de polpa celulósica e papel (STELL et al.,

2012, KAUL e VYAS, 2012) e também revisado por Souza e Magalhães

(2010), sendo uma das mais antigas das enzimas industriais (GUPTA,

2003). Há indicações que esta classe de enzima corresponda a 25% do

mercado global de enzimas industriais (RAJAGOPALAN e KRISHNAN, 2008 e

RAO e SATYANARAYANA, 2007).

Esta classe de enzima é muito importante para o setor de polpa

celulósica e papel. Talvez a que tem uso mais antigo. As primeiras

patentes disponíveis datam de 1938. É importante lembrar que no setor

de polpa celulósica e papel, as amilases são mais comumente

denominadas de enzimas para a conversão ou modificação do amido,

produto este amplamente usado na preparação de aditivos para o

revestimento e também na colagem superficial da folha de papel.

Na revisão feita por Keneady e Jeffries (2003) e Bajpai (2012) é

também citado que a aplicação de amilases ao processo melhora a

drenagem e, conseqüentemente, a produção da máquina de papel

(aumento de 6,8% verificado por Lascaris et al. (1997)) e é ainda

benéfico no controle de depósitos orgânicos denominados de slimes.

3.3.6. Principais Enzimas da Rota de Biossíntese da

Lignina:

A lignina, juntamente com a celulose e as hemiceluloses, é um

componente importante da constituição química das árvores (e materiais


103

lignocelulósicos). A lignina corresponde a cerca de 20 a 35% do peso seco

da madeira e assume papel importante na estrutura da parede celular. A

lignina pode ser modificada por meio da engenharia genética, ou por outra

técnica que confira modificações sobre as atividades enzimáticas

específicas.

Estudiosos classificam as ligninas de gimnospermas formadas pela

desidrogenação dos álcoois coniferílico e sinapílico, enquanto que as

ligninas de gramíneas são formadas pela desidrogenação dos álcoois

coniferílico, sinapílico e cumarilílico (Glasser et al. 1980).

A lignificação é um processo bioquímico que abrange a biossíntese

de monolignóis, seu transporte e sua a polimerização na parede celular.

De um modo geral a complexidade estrutural das ligninas depende das

ligações formadas entre as unidades constitucionais (C6C3) durante o

processo de polimerização (MICIC et al., 2002). Para formar os

precursores terminais (ésteres de ácidos fenilpropanóides), sucessivas

oxidações e metilações são descritas (CHOINOWSKI et al.,1999).

De uma maneira geral, a taxa de cozimento (e de deslignificação)

durante a produção de polpa celulósica é diretamente proporcional ao teor

de siringil presente na madeira. Quanto maior o teor de siringil, maior é a

taxa (facilidade) de remoção da lignina (CHIANG et al., 1988 e KONDO et

al., 1988). Kondo et al., (1988) demonstraram que estruturas do tipo

mono e principalmente di-siringil clivaram 3 a 15 vezes mais rapidamente

do que seus homólogos correspondentes a guaiacil. A lignina do tipo

siringil, formada pelo álcool sinapílico, torna a molécula de lignina mais

linear e menos condensada, portanto, com menor ligação com os

polissacarídeos (JUNG e DEETZ, 1993).


104

A biossíntese de monômeros da lignina é uma parte da rota

metabólica do fenilpropano. Dada a sua importância para a produção de

polpa celulósica, cabe ressaltar também que a polimerização da lignina

ocorre, de forma covalente, com as hemiceluloses. Ou seja, este fato

aumenta o desafio durante a fabricação da polpa celulósica, uma vez que

o objetivo é sempre remover o máximo de lignina com a manutenção do

máximo rendimento de carboidratos (BOUDET, 2003).

A estrutura química dos diferentes monolignóis, como por exemplo,

o ácido p-coumárico, ácido ferúlico e ácido sinápico, diferem tipicamente

em número e posição das metoxilas no anel aromático (BOERJARN et al.,

2003). Por exemplo, a metoxila originária da S-adenosilmetionina (SAM) é

um importante substrato de várias reações catalisadas por enzimas da

rota do fenilpropanóide. Ela é sintetizada a partir da metionina pela ação

de um ou mais isoformas e atua como um cofator em muitos processos da

lignificação das plantas, tais como o metilação do DNA e do etileno,

biossíntese da biotina e da poliamina (RAVANEL et al., 1998).

Outro entendimento relevante para este tema está associado às

enzimas principais das rotas da biossíntese da lignina, uma vez que este é

o tema principal desta tese. Com o foco em plantas modificadas

geneticamente, em relação ao teor ou a composição da lignina alterada

serão resumidas as principais enzimas para a biossíntese da lignina e não

mais sobre enzimas para a deslignificação, o branqueamento e outros

usos na fabricação de polpa celulósica e papel.

Na biossíntese da lignina, a fenilalamina é deaminada para produzir

o ácido cinâmico, o qual é então hidroxilado e metilado para produzir

diferentes ácidos substituídos no anel aromático. A coenzima-A-tioésteres


105

dos ácidos (p)-coumárico, ferúlico e sinápico é então produzida pela ação

da hidroxicinamato CoA ligase. Estes compostos são subseqüentemente

reduzidos pela ação da cinamil-CoA redutase (CCR) para cinamaldeidos,

que finalmente são convertidas para cinamil álcoois pela ação da cinamil

álcool dehidrogenase (CAD). Estas duas últimas reações são específicas

para a síntese da lignina (BOUDET, 2003). As principais enzimas

envolvidas na síntese da lignina são: PAL: fenilalamina amônialiase, 4CL:

4-hidroxicinamato-CoA ligase, C4H: cinamato hidroxilase, C3H: coumarato

hidroxilase, OMT: Ometiltransferase, F5H: ferulato hidroxilase, CCR:

cinamoil-CoA redutase, CAD: álcool cinamílico desidrogenase, e catecol-O-

metil transferase (COMT) que regulam as reações da etapa que antecede

a polimerização da lignina (ABREU at al, 2003 e ENDT et al., 2000).

Em função da sua importância, os estudos objetivam a manipulação

do metabolismo vegetal, alterando a expressão de genes chaves que

controlam qualitativamente e quantitativamente a lignina produzida.

Trabalhos com álamo, Arabidopsis e alfafa têm mostrado essas

possibilidades. Essas espécies são tidas como modelos de estudo, devido

ao conhecimento de seus genomas (LOPES e SOUZA, 2010). Estes

estudos buscam oportunidades no atendimento das diferentes

necessidades (VANHOLME, et al., 2008), no caso específico desta tese, o

aumento da facilidade de cozimento, deslignificação e branqueamento da

polpa celulósica.

Nesta tese, descreveu-se também quais são as enzimas mais

importantes da rota da biossíntese da lignina. Alguns destas rotas são

apresentados nas figuras 3.11 e 3.12. A proposta da figura 3.11 foi

inicialmente apresentada Boudet et al. (1996), depois SPANGENBERG et

al. (2001) e, mais recentemente, por Campbell and Sederoff (2006).


106

Nota-se que é apresentado um conjunto de várias enzimas da rota de

biossíntese da lignina.

Figura 3.11 - Rota de biossíntese da lignina. Fonte: modificada a partir

de Boudet et al.(1996), Spangenberg et al. (2001) e Campbell and

Sederoff (2006).

Na figura 3.11 as descrições das enzimas são: PAL=fenilalanina

amonialiase; TAL=tirosina amônialiase; C4H=cinamato 4-hidroxilase;

C3H=4-hidroxicinamato 3-hidroxilase; COMT=ácido caféico 3-O-

metiltransferase; F5H=ferulato 5-hidroxilase; 4CL=4-coumarato:CoA

ligase; CCoA-3H=coumaroil-coenzima A 3-hidroxilase; CCoA-OMT=cafeiol-

coenzima A O-metiltransferase; CCR=cinamoil-CoA redutase e

CAD=cinamil álcool dehidrogenase.


107

Neste mesmo tempo, Chiang et al. (2002) apresentou o modelo

similar ao da figura 3.11, mas tende a focar em suas pesquisas, naquela

época, na alteração da rota de biossíntese da lignina de plantas por meio

da 4-coumarato Co-enzima A ligase (4CL).

Em uma visão mais recente, apresentada na figura 3.12, Jung et al.

(2012) procura ilustrar as competições existentes entre as principais

enzimas da rota de biossíntese da lignina de plantas. Trata-se de uma

abordagem interessante, uma vez que procura trazer para os

pesquisadores uma melhor realidade da complexidade para a manipulação

da rota de biossíntese. Na figura 3.12 é ilustrado o fluxo relativo de

carbono entre as várias rotas de competição, as quais são indicadas pelo

tamanho das setas. As enzimas envolvidas são: fenilalamina liase (PAL),

cinamato 4-hidroxilase (C4H), 4-coumaril liase (4CL), hidroxicinamoil CoA-

“shikimate”/quinato transferase (HCT), coumarato 3-hidroxiliase (C3H),

cafeiol-CoA-3-O-metiltransferase (CCoAOMT), cinamoil CoA redutase

(CCR), ferulato 5-hidroxilase (F5H), ácido caféico-3-O-metiltransferase

(COMT) e cinamil álcool dehidrogenase (CAD).

Outros modelos interessantes são apresentados por Ralph et al.

(1998), Dixon et al. (2001), Novaes et al. (2010). Mais recentemente

novos protocolos de medição de proteínas, a nível proteômico, estão

sendo desenvolvidos (SHUFORD et al.,2012). Estes autores citam que os

protocolos foram baseados na clivagem de isótopos de proteínas diluídas

por espectroscopia de massa (PC-IDMS) para a determinação de todas as

enzimas primárias envolvidas na biossíntese dos monolignóis e de

peroxidases responsáveis pela sua polimerização para formar a lignina em

um modelo de árvore de Populus trichocarpa.


108

Figura 3.12 - Rota genérica da biossíntese de monômero (monoligninol)

de lignina, ilustrando o fluxo relativo de carbono entre as rotas de

competição. Fonte: Jung et al. (2012).

3.4. Considerações Gerais:

Por serem biocatalisadores, as enzimas são importantes alternativas

para incrementar o nível de inovações do setor de polpa celulósica e

papel, o qual já tem tradição no uso de enzimas para diferentes

aplicações. O levantamento de informações realizado neste capítulo da


109

tese permitiu identificar as principais enzimas de relevância para o setor

de polpa celulósica e papel, bem como as suas principais aplicações.

As xilanases são industrialmente aplicadas na produção de polpa

celulósica, com o objetivo de facilitar o branqueamento e reduzir custos de

produção. Embora sejam efetivamente aplicadas em produções regulares

de algumas fábricas de produção de polpa celulósica, principalmente na

América do Norte e Europa, não há, até o presente momento, aplicações

industriais destas enzimas na América do Sul (cujas razões foram

apresentadas ao longo da descrição deste capítulo). É ainda clara a

necessidade de produção de xilanases mais eficazes para a hidrólise de

biomassas lignocelulósicas para a produção de pentoses, como fonte para

a produção de diferentes produtos.

As celulases têm sido aplicadas na produção de polpas celulósicas a

partir de papéis reciclados, com o objetivo de aumentar a resistência das

fibras; melhorar a drenagem da suspensão fibrosa e aumentar a eficiência

na remoção de tintas durante a reciclagem de papel. Celulases são usadas

ainda como tratamentos de refino da polpa celulósica, com o objetivo

principal de reduzir o consumo de energia e/ou para modificar as

características (exemplo a resistência) das fibras e do papel. Mais

recentemente, outros focos de pesquisas têm sido no desenvolvimento de

celulases (especialmente preparados de celulases) para a hidrólise de

biomassas lignocelulósicas para a produção de açúcares, como um dos

blocos de construção para a produção de diferentes finalidades de

produtos, em um setor diferente de polpa celulósica e papel.

As lacases têm sido testadas na reciclagem do papel com o objetivo

de aumentar a alvura. Estas têm sido também testadas, de forma


110

indireta, na produção de polpas celulósicas mecânicas, com o objetivo de

reduzir a quantidade de energia do processo. Muitas pesquisas e testes

têm sido conduzidos sobre o uso destas enzimas na deslignificação da

polpa celulósica, embora ainda não haja aplicação industrial. Por outro

lado, existem aplicações em sistemas de tratamentos de efluentes, com o

objetivo principal de reduzir a quantidade de matéria orgânica (e por

conseqüência a demanda química de oxigênio).

As lipases têm sido aplicadas no controle de extrativos (formações

de “pitch”) e no controle de depósitos orgânicos em sistemas de máquinas

(também denominados de “slime”). Lipases são também usadas na

fabricação de polpas celulósicas mecânicas, com o objetivo de reduzir a

quantidade de extrativos.

As amilases são usadas, principalmente, na modificação de amido

para a formulação de agente de colagem e de revestimento da folha de

papel, bem como na produção de fibras recicladas.

São várias as enzimas da rota de biossíntese da lignina. Alguns

genes que codificam para estas enzimas são de fundamental importância

para a manipulação do teor e da qualidade da lignina. Esta importância já

era relevante para a produção de polpa celulósica e, mais recentemente,

o assunto ganhou ainda maior relevância com o interesse do uso de

biomassas lignocelulósicas para a produção de bioprodutos, no contexto

do conceito de biorrefinarias. Como exemplos, a lignina torna-se um

constituinte para a produção de energia, mas vem sendo pesquisada

também e principalmente para a produção de fibra de carbono, compostos

aromáticos.

Capítulo 4 – Metodologias

111

Capítulo 4

Metodologias

4.1. Prospecção Tecnológica

4.1.1. Visão Geral

Como primeira etapa, realizou-se uma prospecção genérica, cujos

principais objetivos foram: entender quais são as principais enzimas para

o setor; as principais aplicações; os principais produtores de enzimas; os

principais países produtores de tecnologias de produção de enzimas para

a indústria de polpa celulósica e papel; identificar se os investimentos

estavam sendo realizados por empresas privadas ou públicas, bem como

os principais objetivos dos avanços tecnológicos na produção de enzimas.

Nesta fase inicial foram realizadas buscas de patentes em duas

bases:

1. Na base da Derwent Innovations, devido: a) livre acesso como

estudante da UFRJ via portal CAPES; b) é uma base ampla. Ela tem

uma cobertura de 14,3 milhões de invenções básicas de 40 países, com

cobertura desde 1963; c) ambiente amigável, facilitando a análise

inicial das patentes e preparação de banco para tratamento adequado

das informações com o software comercial denominado VantagePoint®.


112

2. A base do órgão americano de patentes (USPTO), uma vez que foi

verificado que os resultados da busca na Derwent indicaram que a

maioria das patentes era depositada no escritório americano.

As estratégias das buscas e de análises das patentes foram

conforme descrito a seguir.

Usou-se a classificação internacional de patentes (IPC- International

Patent Classification) ou Classificação Internacional de Patentes (CIP) para

o tema enzimas. A IPC foi estabelecida pelo tratado de Strasburg em 1971

e disponibiliza um sistema hierárquico, com símbolos de linguagem

independente, para a classificação internacional de patentes e modelos de

utilidades de acordo com diferentes áreas de tecnologia para a qual ela

pertence.

No site da IPC, obteve-se o código (geral) de enzimas. Neste caso é

a seção C (Chemistry; Metalurgy). Em seguida, chegou-se a classe C12,

que corresponde a Biochemistry; Beer; Spirits; Wine; Vinegar;

Microbiology; Enzymology; Mutation or Genetic Engineering. Prosseguiu-

se até a subclasse C12N, que corresponde a Microorganisms or Enzymes:

compostions thereof.

Neste ponto verificou-se que um maior aprofundamento levaria às

sub-classes, que são inúmeras, o que focaria em assuntos muitos

específicos, o que não é o caso deste estudo, o qual visa prospectar

enzimas como um todo para o setor de polpa celulósica e papel, em uma


113

fase preliminar. Para tal, existe a definição de fazer o truncamento23 com

“*”. Desta forma, a busca foi definida como C12N*.

A classificação internacional de patentes foi associada às palavras

chave "pulp and paper" (no título e resumo dos documentos de patentes),

para focar no segmento de polpa celulósica e papel. Portanto, a busca foi

efetuada da seguinte forma: IP=(C12N*) and TS=(Enzyme and (Pulp or

Paper). Neste caso, o ‘IP’ nesta base corresponde ao International Patent

Classification (IPC), enquanto que o ‘TS’ corresponde a termos do tópico,

em buscas no título e no resumo de cada documento. Obtiveram-se

documentos para todo o período da base da Derwent (desde 1963) até

31/07/10. Exemplo ilustrativo na figura 4.1.

Com esta metodologia, gerou-se uma base de dados com 1210

documentos ou pedidos de patentes e foram tratados conforme descrito

em 4.1.3. Após eliminação de duplicidades e de documentos que não

pertenciam ao universo desejado sobre enzimas para o setor de polpa

celulósica e papel, obteve-se um banco com 602 documentos.

As buscas na base USPTO foram feitas da seguinte forma:

Adotou-se a estratégia de uso da classificação internacional, para o

período entre 1963 a 31/07/10 (mesmo período usado na Derwent),

conforme ilustrado na figura 4.2. Foram obtidos 1499 documentos. Os

documentos de interesse foram extraídos com o auxílio do

23 Neste caso, truncar significa omitir parte de uma palavra (ou termo) visando obter derivações da mesma (do mesmo) através do uso de um artifício do tipo “*” ou “$”. Trata-se de prática comumente usada em buscas de documentos. Por exemplo ao invés do uso de enzyme apenas na busca, pode-se usar enzy* para obter tanto o plural

(enzymes), quanto terminações do tipo enzymatic e enzimatically.


114

www.pattools.com/uspto_search_results.html e transferidos para o Excel

(conforme figura 4.3.). Após as exclusões de duplicidades e análise dos

documentos obteve-se um total de 642 documentos de interesse.


Fonte: Elaboração própria.

Os resultados das buscas de patentes foram também

complementados com informações contidas em artigos científicos. A busca

de periódicos e revisões sobre enzimas para o setor foi feita na base de

dados da Web of Knowledge, também disponível por meio do portal

CAPES. Esta foi realizada para todo o período disponível até 31/12/2010.

As palavras chave "Enzyme and Pulp and Paper" foram usadas. As buscas

da literatura técnica sobre o assunto objetivaram, principalmente, avaliar

a evolução do interesse científico dos principais tópicos de interesse sobre

a produção e aplicação de enzimas no setor de polpa celulósica e papel.

http://www.pattools.com/uspto_search_results.html


115



Figura 4.3 - Exemplo ilustrativo de extração de documentos na base

USPTO. Fonte: elaboração própria.


116

4.1.2. Prospecções Específicas

A análise dos documentos obtidos na prospecção preliminar deste

estudo (capítulo 4.1.1) permitiu identificar as principais áreas foco de

aplicação ou potenciais de aplicação de enzimas no setor que são:

1. Rotas de biossíntese da lignina. Esta área de enzimas foi incluída em

função da importância do tema para o setor, na produção de madeira

com menor teor de lignina e/ou com qualidade da lignina.

2. Desconstrução/hidrólise de materiais lignocelulósicos

3. Processo de biopolpação;

4. Descascamento da madeira;

5. Deslignificação da polpa celulósica;

6. Branqueamento da polpa celulósica;

7. Enzimas termoestáveis;

8. Enzimas mais resistentes a ambientes alcalinos;

9. Tratamento de efluentes;

10. Modificação de amido na produção de aditivos para a fabricação de

papel;

11. Refino (biorefino) da polpa celulósica na fabricação de papel;

12. Modificação da qualidade da polpa celulósica e do papel;

13. Aumento da drenagem da polpa celulósica e da suspensão fibrosa na

fabricação de papel;

14. Controle de depósitos orgânicos em sistemas de máquinas de papel

(“slimes” e biofilmes);

15. Controle de “pitch”;

16. Redução do arrancamento de vasos da superfície da folha de papel;

17. Produção de polpa celulósica reciclada.

Pode ser notado que a ordem de 1 a 17 vai da floresta, passando

pela produção de polpa celulósica indo até ao final da produção de papel.


117

Para cada um destes 17 temas foram realizadas buscas nos

seguintes escritórios patentes: Europeu (EPO), japonês (JPO), chinês

(SIPO), americano (USPTO) e brasileiro (INPI). Após a exclusão de

duplicidades e de documentos que não correspondiam efetivamente ao

tema foco da análise, obteve-se uma única base de dados, a qual

consolidou documentos das diferentes bases usadas.

No escritório europeu, as buscas foram feitas no site

http://worldwide.espacenet.com/?locale=en_EP. Em seguida, procedeu-se

ao “open Espacenet at the EPO”, seguido de “advanced search”,

escolhendo-se a base para busca: “worldwide, EP ou WIPO”. As buscas

foram feitas em cada uma destas três bases, para efeito de comparações

de resultados. A figura 4.4 ilustra um exemplo. Foi considerado todo o

período de dados disponíveis na base EPO (desde 1836 até 18/03/2012).

Nesta base adotaram-se abreviações truncadas das palavras chave para

garantir um maior número de recuperação de documentos. Neste caso,

Enzym* and Pulp* and Paper*, que também podem significar,

respectivamente: Enzymatic; Pulping; Papermaking, bem como plurais

das palavras originais.

No escritório americano as buscas foram feitas no site

http://www.uspto.gov/patents/process/search/index.jsp, também

adotando-se a estratégia de palavras chave e do truncamento das

mesmas, para o período de 1976 até 18/03/2012, na alternativa “full-

text”. Obs.: na base USPTO use-se “$” ao invés de “*” para o

truncamento. Um exemplo ilustrativo de busca na base UPSTO é

apresentado na figura 4.5.

http://worldwide.espacenet.com/?locale=en_EP

http://www.uspto.gov/patents/process/search/index.jsp


118




Fonte: elaboração própria.


119

A tabela 4.1 sumariza os termos adotados nas buscas na base do

USPTO para cada uma das 17 áreas citadas.

Tabela 4.1 – Termos da busca para as 17 áreas de aplicação de enzimas.


Nº Área

Área Aplicação Enzima Termos da busca (exemplo para a USPTO)

1 Biopolpação abst/(biopulping) and apd/12/13/1976->3/18/2012

2 Descascamento da madeira

abst/(debarking and enzym$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

3 Branqueamento abst/(pulp$ and bleach$ and enzym$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

4 Deslignificação abst/(pulp$ and delignif$ and enzym$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

5 Enzimas termoestáveis abst/(enzym$ and (thermostability or thermostable) and pulp$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

6 Enzimas Alcalinas abst/(enzym$ and (alkalitolerant or alkali-tolerant or alkali-resistant) and pulp$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

7 Enzimas tratamento efluentes

abst/(enzym$ and effluent and pulp$ and paper$ and apd/12/13/1976->3/18/2012

8 Enzimas para polpa celulósica reciclada

abst/(deink$ and enzym$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

9 Enzimas para controle de "pitch"

abst/(pitch and enzym$ and pulp$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

10 Enzimas para controle de "slime"

abst/(enzym$ and slime and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

11 Enzimas para modificação amido

abst/(starch and enzym$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

12 Enzimas para refino da polpa celulósica

abst/(pulp and refin$ and enzym$ and energy$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

13 Enzimas para drenagem abst/(drainage and enzym$ and pulp$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

14 Enzimas para modificação da polpa celulósica

abst/(enzy$ and fiber and modifi$ and pulp$ and paper$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

15 Enzimas para controle arrancamento vasos

abst/(vessel and picking and pulp$ and enzym$) and apd//12/13/1976->3/18/2012

16 Enzimas para hidrólise de lignocelulósicos

abst/(enzym$ and lignocellul$) and apd/12/13/1976->3/18/2012

17 Enzimas da biosíntese da lignina

abst/(lignin and transgenic and enzyme) and apd/12/13/1976->3/18/2012


120

As buscas de documentos na base de patente japonesa (JPO) foram

feitas usando: www.jpo.go.jp e em seguida acesse Industrial Property

Digital Library (IPDL) em http://www.ipdl.inpit.go.jp/homepg_e.ipdl e

depois busca em PAJ: http://www19.ipdl.inpit.go.jp/PA1/cgi-

bin/PA1INIT?1351951196620. Buscaram-se documentos desde 1920 até

18/03/2012. Adotou-se aqui, também, a estratégia de busca por palavras

chave (já citadas anteriormente), mas sem o mecanismo de truncamento.

Um exemplo é apresentado na figura 4.6. Ao obter a resposta do número

de documentos (no exemplo da figura 4.6 são 39), fez-se a extração das

informações no termo index indication. O resumo aparece em inglês, mas

nos casos de maior interesse, foram extraídos os documento em japonês,

acessando-os na barra denominada Please click here for details of Stored

Data Information of [DETAIL], [JAPANESE], and [LEGAL STATUS]. Nesta

base concentrou-se na leitura dos resumos e para alguns documentos

chave foi realizada a tradução via web de partes de maior interesse (por

exemplo reivindicações).

Na base de dados chinesa procederam-se as buscas no site

http://english.sipo.gov.cn/index.html e neste no link patent search. No

espaço F.Abstract usou-se a principal palavra chave (no exemplo

ilustrativo da figura 4.7, usou-se “lignocellulosic”. Note que 646

documentos citam a palavra “lignocellulosic” no “abstract”. Combinando

agora estes documentos com a palavra “enzyme” obtêm-se 62

documentos. Ao abrir cada um dos documentos, neste mesmo site e no

final da página, encontra-se a palavra “machine translation”. Neste “link”

é possível obter a tradução do documento.

Na base do INPI foi também realizadas as buscas com a estratégia

de palavras chave, em português.

http://www.jpo.go.jp/

http://www.ipdl.inpit.go.jp/homepg_e.ipdl

http://www19.ipdl.inpit.go.jp/PA1/cgi-bin/PA1INIT?1351951196620

http://www19.ipdl.inpit.go.jp/PA1/cgi-bin/PA1INIT?1351951196620

http://english.sipo.gov.cn/index.html


121




Fonte:elaboração própria.


122

4.1.3. Tratamento dos Dados

Os 1210 documentos obtidos inicialmente na prospecção geral (item

4.1.1) foram extraídos da base Derwent com o uso do software

VantagePoint®, Versão 5.0, de 2007, o qual é um software comercial que

permite o tratamento bibliométrico, realização de clusters e correlações

para facilitar a análise de tendências e tomada de decisão.

Foi realizado o entendimento do conteúdo do estado da arte e do

foco principal das reivindicações dos documentos, com o objetivo de se

conhecer as principais tendências tecnológicas. A análise crítica, por meio

de leitura individual, permitiu classificar os documentos de interesse para

o setor de polpa celulósica e papel. Nos casos onde ficaram dúvidas, os

documentos passaram por uma leitura complementar para decisão sobre o

interesse.

Os critérios de exclusões de documentos de patentes do banco

original foram: a) fora do contexto do estudo para o setor de polpa

celulósica e papel; e b) duplicidades dos documentos de patentes.

Com as exclusões obteve-se um banco com 602 patentes. Realizou-

se uma análise detalhada destes documentos de patentes. Procurou-se

conhecer quais são os principais indicadores de liderança por parte dos

depositantes sobre as possibilidades de inovações sobre enzimas para o

setor de polpa celulósica e papel. Buscou-se identificar a origem das

inovações, por empresas privadas ou institutos de

pesquisas/universidades, principais países de prioridade, ou seja, data do

primeiro depósito, países de prioridade, ano da publicação, principais


123

enzimas descritas, dentre outras, foram recuperadas. Esta análise

permitiu a produção da matriz de informações da tabela 4.2.

Tabela 4.2 – Matriz de informações obtidas dos documentos de patentes.



124

O Excel, com a ferramenta localizar, foi utilizado como forma de

validação dos termos principais de interesse. Estas informações da tabela

4.2 foram analisadas com o uso do software VantagePoint®, versão 5.0,

de 2007, o qual é muito útil no tratamento de informações não numéricas,

como é o caso dos documentos de patentes. Todas as possibilidades de

correlações cruzadas e agrupamentos (“clusters”) entre os itens principais

da tabela 4.2 foram processadas e interpretadas. Alguns exemplos de

correlações e “clusters” são: tipo de enzima com aplicação; tipo de enzima

com foco da invenção; tipo de enzima com tecnologia, etc.

Nas prospecções específicas para cada uma das 17 áreas citadas no

capítulo 4.1.2 e para cada uma das bases de documentos usadas, os

documentos foram extraídos e analisados, primeiramente, quanto a

ausência de duplicidades. Em seguida, por meio do uso do Excel, com a

ferramenta localizar, com as palavras enzimas, polpa celulósica ou papel,

certificou-se dos documentos de interesse, com a exclusão dos demais.

Desta forma, produziu-se uma base única consolidada

Os documentos, para um dos 17 itens de interesse, foram extraídos

(em geral por meio do uso da base Espacenet, USPTO, freepatentsonline

ou Google). Uma análise crítica detalhada destes documentos foi

realizada. Focou-se a leitura no estado da arte, principais resultados dos

exemplos e reivindicações. Esta análise resultou em um sumário que é

apresentado no capítulo 5. Adicionalmente, fez-se uma leitura

complementar de artigos científicos, com foco principal nos primeiros

artigos a descrever o assunto em pauta, revisões e artigos recentes. O

objetivo neste caso foi obter as principais tendências e as principais

lacunas tecnológicas.


125

Obtenção dos agrupamentos e correlações: utilizou-se a ferramenta

do VantagePoint®. As figuras 4.8 a 4.10 ilustram o banco de dados sendo

preparado neste software, para a realização das análises de interesse.

Figura 4.8 – Preparação de banco de dados sobre enzimas. Fonte:

elaboração própria.


126

Para facilitar o entendimento, na hora da interpretação dos

resultados, é importante citar que este software possui uma escala de

correlação que vai de 0 a 1. Dependendo da intensidade do tracejado,

maior é o grau do relacionamento. Desta forma, as linhas mais grossas

(relacionamento forte) demonstram maior grau de relacionamento,

enquanto a linha tracejada (relacionamento fraco) indica menor grau de

relacionamento. Por outro lado, as circunferências indicam a freqüência

(número de vezes) em que as palavras (da análise desejada) são

utilizadas. Portanto, quanto maior a circunferência, maior o número de

freqüência.

Figura 4.9 - Extração de informações sobre enzimas de interesse no

VantagePoint® para obtenção de correlações cruzadas. Fonte: elaboração

própria.


127

Figura 4.10 - Obtenção de correlações cruzadas no VantagePoint®.


Capítulo 5 – Resultados e Discussão

128

Capítulo 5

Resultados e Discussão

5.1. Prospecção geral sobre enzimas para o setor de

polpa celulósica e papel:

Em uma primeira etapa realizou-se uma prospecção de natureza

geral para obter subsídios para ampliar a busca em aspectos mais focados

de interesse para o setor de polpa celulósica e papel. Lembrando que a

visão é obter tendências tecnológicas sobre a aplicação de enzimas no

setor. Focou-se na análise das patentes porque estas representam um

conjunto de informação tecnológica relevante (ANTUNES et al., 2008): a)

descreve a informação tecnológica mais recente em relação ao estado da

arte; b) permite o conhecimento de potenciais inovações imediatamente e

a partir da descrição original do invento; e c) contém 71% de toda a

tecnologia divulgada no mundo (ARAÚJO, 1984 e CABRAL, 1999).

5.1.1. Evolução do número de documentos publicados sobre

enzimas (foco no setor de polpa celulósica e papel, em nível

mundial)

O foco da análise da tese foi sobre o conteúdo dos documentos das

patentes. Mesmo assim, foi também realizada uma análise da evolução de

artigos científicos. A figura 5.1 mostra uma evolução consistente do

número de documentos publicados sobre enzimas para o setor de polpa


129

celulósica e papel. Nota-se que o número de publicações entre 2006 a

2010 aumentou 48% em relação ao período 2001 a 2005. Esta tendência

demonstra que o interesse sobre este assunto é crescente. Portanto, as

pesquisas sobre enzimas, para o setor de polpa celulósica e papel,

continuam atrativas.

Figura 5.1 - Número de documentos publicados sobre enzimas para o

setor de polpa celulósica e papel. Fonte: elaboração própria.

Os resultados da base da Web of Science, no período analisado,

mostraram que as principais áreas de interesse de estudos foram:

Biotechnology & Applied Microbiology (com 30,7% das publicações);

Chemistry (com 26,5% das publicações); Material Science (com 25,8%

das publicações); Biochemistry & Molecular Biology (com 7,8% das

publicações); e outros com 9%.


130

5.1.2. Evolução do número de patentes sobre enzimas no setor de

polpa celulósica e papel

É importante registrar o elevado incremento do potencial inovativo

(intensidade tecnológica) sobre enzimas para o setor de polpa celulósica e

papel, que embora recente (iniciado em 1976), tem crescido de forma

consistente. As duas bases analisadas resultaram em um número similar

de documentos (602 na Derwent e 642 na USPTO), mostrando a

consistência dos resultados. As tendências observadas nas figuras 5.2

(base da Derwent) e 5.3 (base USPTO).

Figura 5.2 – Evolução do número de patentes. Fonte: elaboração própria.


131

As figuras 5.2 e 5.3 revelam que houve uma elevação no número

de patentes até por volta do ano 2000, indicando uma mais alta

intensidade estudos neste período. Depois houve estabilização do número

de documentos. Em média, foram publicados em torno de 32 documentos,

anualmente, entre 1997 a 2008, na base da Derwent e 28 na USPTO. O

período entre 2009 e 2010 foi desconsiderado uma vez que os

documentos encontravam-se ainda em fase de sigilo.

Figura 5.3 – Evolução do número de patentes. Fonte: elaboração própria.

5.1.3. Principais Empresas Detentoras de patentes

Primeiramente, é interessante notar na figura 5.4 que apenas uma

empresa de polpa celulósica e papel, a Oji Paper, com sede no Japão, com


132

operações também no Brasil, possui um número considerável de 19

patentes, revelando o interesse e investimento dedicado ao

desenvolvimento de tecnologia própria.

Figura 5.4 – Principais empresas detentoras de patentes. Fonte:


Outro fator interessante é que há uma enorme concentração do

desenvolvimento em enzimas para o setor de polpa celulósica e papel em

poucas empresas de biotecnologia (figura 5.4). A dominância fica por

conta da NovoNordisk e da Novozymes. Tomando-se como referência a

Novozymes, dados publicados por Linton et al. (2009), acrescidos dos

dados do Annual Report 2009 (NOVOZYMES, 2010), demonstram que a

esta empresa tem aumentando de forma consistente suas vendas e os

investimentos e R&D em enzimas para este setor.


133

5.1.4. Empresas detentoras de patentes: Setor Privado versus

Instituições Públicas

Na figura 5.5 é relevante notar que as empresas privadas

contribuíram com cinco vezes mais patentes do que as universidades e

instituições públicas.

Figura 5.5 - Empresas privadas versus públicas. Fonte: elaboração

própria.

Os resultados da figura 5.5 evidenciaram que o desenvolvimento de

enzimas, para este setor e de forma geral, é focado nas empresas de

biotecnologia. Empresas estas produtoras de enzimas. Os resultados revelaram

também que existem algumas empresas de polpa celulósica e papel pesquisando

suas próprias enzimas (como exemplo a Oji Paper e Cellulose Du Pin, dentre


134

outras). Por outro lado, verificou-se que o crescimento do número de publicações

cientificas (figura 5.1) é praticamente todo obtido em empresas universidades e

institutos de pesquisas.

5.1.5. Países de prioridade de patentes sobre enzimas para o setor

A figura 5.6 mostra que os Estados Unidos lideram o número de

prioridades de patentes sobre enzimas para o setor de polpa celulósica e

papel. Isto faz sentido pelo fato deste país ser o maior produtor e

consumidor mundial de polpa celulósica e papel. Além deste fato, as

empresas líderes em desenvolvimento de enzimas também estão

localizadas nos Estados Unidos. No caso da Novozymes, que possui sede

na Dinamarca, tem forte presença e desenvolvimento biotecnológico e

produção nos Estados Unidos. Várias das suas patentes receberam

prioridade nos Estados Unidos e não na Dinamarca. Nota-se que em

segundo lugar vem o Japão, na frente da Dinamarca. Logo em seguida

vem a China e depois vários países da Europa, com um número

considerável de patentes. Nesta base, o Brasil aparece com apenas uma

patente, da Universidade Estadual de Campinas, a qual descreve um

processo para tratamento de efluente de polpa celulósica.

5.1.6. Análise do Conteúdo dos depósitos de patentes de interesse

A partir de uma estratégia de busca focada na classificação

internacional de patentes, associadas ao uso de palavras-chave no título e

no resumo foi obtido um total de 1210 documentos, a partir da base

Derwent. Após análise do conteúdo dos mesmos para certificar-se que


135

conteúdo de cada documento era específico para o setor, bem como após

exclusão de redundâncias, obteve-se um banco de 602 documentos.

Figura 5.6 - Países de prioridade de patentes. Fonte: elaboração própria.

Uma análise detalhada do conteúdo destes 602 documentos foi

realizada visando obter o entendimento sobre alguns aspectos específicos

do potencial de inovação apresentado. As principais pré-definições foram:

os tipos de enzima em desenvolvimento; os principais objetivos da

produção de enzimas; e as principais técnicas biotecnológicas usadas na

obtenção da novidade.

Uma lista de palavras chave (apresentada na tabela 4.1 - ver

capítulo 4) foi usada na obtenção destas respostas. Com base nesta lista e


136

uso do software VantagePoint® foram obtidos o número de dados para

cada uma das informações da matriz desejada na análise, a partir das 602

patentes. As palavras chave foram localizadas no título e no resumo de

cada documento. Com este levantamento, foram geradas correlações

cruzadas e os agrupamentos clusters de interesse, com o uso do

VantagePoint®

Os agrupamentos e correlações entre as principais enzimas com

aplicações em papel ou polpa celulósica são apresentados na figura 5.7.

Por meio das palavras-chave definidas na tabela 4.1. Nesta figura é

evidenciado que as principais enzimas estudadas para o setor de polpa

celulósica e papel são celulases, lipases, xilanases e lacases. Indica

também que as celulases e as lipases têm foco de aplicação destacado

para o setor de papel, enquanto que as xilanases e as lacases destinam-

se, principalmente, à produção de polpa celulósica (conhecidamente

visando a melhoria do branqueamento e da deslignificação,

respectivamente). Ainda na figura 5.7 é possível observar um forte grau

de relacionamento entre xilanases e lacases (linha grossa, com correlação

0,75), bem como entre celulases e lipases.

A explicação para as correlações obtidas na figura 5.7 é que

xilanases e lacases são enzimas comuns para a produção de polpa

celulósica, enquanto que celulases e lipases são comumente usadas na

fabricação de papel. Observa-se também um relacionamento fraco entre

lacases e celulases. Outra interpretação importante é que existe uma alta

freqüência entre as enzimas xilanases e celulases. Uma freqüência um

pouco menor para as lacases e muito baixa para as lipases, como pode

ser notado pelo diâmetro das circunferências.


137

Figura 5.7 - Correlações entre enzimas e produção de polpa celulósica e

papel. Fonte: elaboração própria.

Outras enzimas presentes nas patentes (figura 5.8) não

apresentaram correlações suficientes nesta análise e não foram

agrupadas.

A figura 5.9 ilustra as principais enzimas agrupadas e

correlacionadas com as principais técnicas biotecnológicas de produção

das mesmas.


138

Figura 5.8 - Enzimas mais importantes. Fonte: elaboração própria.

Os resultados da figura 5.9 demonstram que as enzimas são

engenheiradas por meio da aplicação das principais ferramentas

disponíveis a partir do final da década de 70 (Kuhad and Singh (2007),

com a descoberta das ferramentas do DNA recombinante, da reação em

cadeia da polimerase (PCR) e da aplicação de mutagêneses para obter

indivíduos mutantes. Este resultado está de acordo com a descrição de

Shances e Demain (2011) de que mais de 50% de todo o mercado de

enzimas é de enzimas recombinantes. Também suporta o reconhecimento

de que a produção comercial de xilanases em larga escala foi facilitada

com o advento da engenharia genética (AHMED et al., 2009; SARVESHNI,

2007). Adicionalmente, Kuhad and Singh (2007) afirmam que a


139

descoberta da tecnologia do DNA recombinante ao final da década de 70

foi um marco para o desenvolvimento de tecnologias baseadas na

degradação de biomassa lignocelulósica com microorganismos e enzimas.

Figura 5.9 - Principais técnicas biotecnológicas aplicadas na produção de

enzimas para o setor. Fonte: elaboração própria.

A figura 5.9 revela que as celulases apresentam a mais alta

freqüência (diâmetro da circunferência), seguida das xilanases. As lacases

e lipases apresentam uma baixa freqüência, indicando uma menor

intensidade de aplicação da engenharia genética nas suas produções. Mas


140

nota-se que existe um forte grau de relacionamento entre todas as

enzimas (linha grossa, com correlação 0,75). A explicação é que as

mesmas técnicas biotecnológicas são aplicadas no desenvolvimento das 4

enzimas, embora em graus diferentes de intensidade.

A figura 5.10 ilustra os agrupamentos e as correlações entre as

enzimas e os principais objetivos de aplicação ou melhoria de cada

enzima. Nota-se que as celulases e xilanases apresentam as mais altas

freqüências, embora apresentam uma baixa correlação entre os objetivos

específicos de cada enzima. Observa-se também que existem dois grupos

de enzimas: 1. celulases, xilanases e lipases. 2. lacases. Esta separação

está associada ao fato dos diferentes objetivos de aplicação das lacases.

Neste sentido, as celulases têm sido aplicadas, principalmente, na

modificação das características das fibras, no aumento da drenagem e

redução de energia de refino. A termoestabilidade e a tolerância a pH

alcalino têm sido motivos de desenvolvimento destas enzimas,

principalmente na aplicação na remoção de tinta na reciclagem de papel.

Seguindo as celulases, as xilanases apresentam o segundo maior

agrupamento e as principais correlações sobre a aplicação são para o

branqueamento e aumento da deslignificação. A busca de enzimas

termoestáveis, tolerantes ao ambiente alcalino e com elevada atividade

são também objetivos de desenvolvimento das xilanases.


141

Figura 5.10 - Correlações entre enzimas e suas principais aplicações.


As lipases apresentam aplicação destacada no controle de

contaminantes, tanto de pitch quanto dos depósitos orgânicos que se

formam em diferentes posições durante a fabricação de papel.

Finalmente, as lacases têm sido desenvolvidas para aumentar a

deslignificação e para facilitar o branqueamento da polpa celulósica. Tem

sido estudada e aplicada também no tratamento de efluentes e na

remoção de cor, esta principalmente durante a reciclagem de papel.


142

Outra forma de avaliar os principais objetivos para os quais as

enzimas são produzidas é ilustrado na figura 5.11, agora

independentemente do tipo de enzima. Na figura 5.11, a partir da base

com 602 depósitos de patentes, verifica-se que o branqueamento, a

deslignificação e a modificação das fibras são os principais objetivos da

aplicação de enzimas. Entre eles nota-se o interesse por enzimas

termoestáveis e com maior tolerância ao pH alcalino, as quais são cruciais

para uma ampliação da aplicação de enzimas na produção de polpa

celulósica. É importante destacar que esta análise foi a base para a

realização do próximo passo da prospecção, que será descrita a seguir.

Figura 5.11 - Visão geral dos principais objetivos na produção e

aplicação das enzimas analisadas na base com 602 patentes. Fonte:



143

5.2. Prospecção sobre a aplicação de enzimas para

diferentes áreas importantes do setor de polpa celulósica

e papel

A partir da prospecção citada no item anterior, onde foram

analisados 602 documentos de patentes, obteve-se a visão geral dos

principais objetivos de produção e de aplicação das enzimas, para as

diversas áreas do setor de polpa celulósica e papel. Com base nas

informações da figura 5.11, decidiu-se aprofundar a prospecção de

tendências tecnológicas em documentos de patentes específicas para cada

um destas áreas.

Nesta etapa, algumas novas áreas foram adicionadas, face ao

conhecimento e experiência própria do autor desta tese sobre o setor de

polpa celulósica e papel. Adicionalmente, decidiu-se incorporar na análise

a busca de patentes sobre enzimas para a hidrólise de materiais

lignocelulósicos, uma vez que a biomassa a partir de árvores,

principalmente, tem uma grande interface com o setor de polpa celulósica

e papel.

Da mesma forma, o item citado na figura 5.11 como obter plantas

modificadas, decidiu focar na prospecção de enzimas das rotas de

biossíntese da lignina, uma vez que esta macromolécula é de elevada

importância para o setor e também para a interface com a visão futura

incorporado ao conceito moderno de biorrefinarias. Enfim, foram 17 áreas

de interesse listadas e prospectadas, conforme apresentadas na tabela 4.1

(ver metodologias no capítulo 4).


144

As buscas de patentes, nas diferentes bases de dados, citadas na

tabela 4.1, foram executadas com estratégia de busca focada em palavras

chave que pudesse trazer as patentes sobre enzimas específicas para a

área do setor de polpa celulósica e papel, conforme apresentado na tabela

4.1 (ver metodologias, capítulo 4). Após a eliminação de duplicidades e

análise das patentes específicas sobre cada área, gerou-se a base de

patentes denominada de base consolidada (tabela 5.1).

Os resultados apresentados na tabela 5.1 mostram diferentes

números de documentos para cada uma das áreas analisados. Os temas

de maior relevância do ponto de vista de número de documentos são,

respectivamente: enzimas das rotas de biossíntese da lignina, enzimas

para o branqueamento, enzimas para a hidrólise de materiais

lignocelulósicos, enzimas para a modificação do amido. Por outro lado,

alguns tópicos apresentam uma baixa relevância sob o ponto de vista de

patenteamento, com destaque para enzimas para o descascamento da

madeira e tratamento de efluentes. Juntando modificações das

características das fibras, drenagem e refino nota-se que, juntamente, são

relevantes. A seguir será discutida a análise crítica realizada das

tendências tecnológicas e desafios para cada uma destas áreas

prospectadas.

5.2.1. Enzimas relacionadas à biossíntese da lignina:

5.2.1.1. Definição do tema

O foco principal deste levantamento é obter informações

tecnológicas sobre enzimas relacionadas à biossíntese da lignina. Há


145

alguns anos estão sendo realizadas pesquisas sobre transformações

genéticas de árvores quanto às modificações do teor e ou das

características químicas da lignina. Este tópico é relevante uma vez que,

em árvores, a lignina corresponde com, aproximadamente, 20 a 35% do

peso seco da madeira e assume papel importante na estrutura da parede

celular, juntamente com a celulose e hemiceluloses. Ela pode ser

modificada por meio da engenharia genética, ou por outra técnica que

confira modificações sobre as atividades enzimáticas.

Além de exercer um papel importante na condução vascular do

xilema, por meio da redução da permeabilidade da parede celular à água,

a lignina é responsável pela rigidez da parede celular da madeira. Ela

também age como um agente de ligação entre as células. Garante assim a

resistência e durabilidade da madeira. Na produção de polpa celulósica

kraft e papel a lignina recebe atenção especial, pois na transformação das

árvores em polpa celulósica (que é a matéria prima para a fabricação de

papel), a lignina precisa ser clivada e removida quase que na sua

totalidade para produzir uma polpa celulósica com a qualidade desejada. A

sua remoção ocorre a partir da aplicação de várias operações unitárias.

Como vantagem, a lignina extraída é utilizada na geração de energia e

vapor para suprir as necessidades do processo de produção de polpa

celulósica.

Mais recentemente, em função dos aumentos do preço do petróleo e

da necessidade de aumentar o uso de materiais renováveis, a lignina vem

recebendo atenção especial na produção de vários tipos de produtos

químicos, à base de aromáticos. Processos estes inseridos ou não em um

contexto da definição do conceito de biorrefinarias.


146

Tabela 5.1 – Número de documentos de patentes sobre diferentes temas do setor de polpa celulósica e papel. Fonte:



147

Em outro aspecto, na produção de biocombustíveis a partir de

materiais lignocelulósicos, onde o objetivo é transformar a biomassa com

um máximo de aproveitamento dos açúcares fermentáveis, a lignina

precisa ser removida, em um processo denominado de pré-tratamento. No

entanto, dependendo das condições do pré-tratamento, alguns compostos

degradados da lignina podem aparecer como inibidores em processos

subseqüentes.

Alguns produtos resultantes do pré-tratamento impactam o

rendimento do processo de hidrólise química ou enzimática e mesmo a

fermentação posterior dos açúcares liberados. Neste contexto, os estudos

buscam a manipulação do metabolismo vegetal, alterando a expressão de

genes chaves que contribuem para o controle qualitativo e quantitativo da

lignina produzida. Estudo em álamo, Arabidopsis e alfafa mostram essas

possibilidades. Estas espécies são modelos de estudo, pois os seus

genomas são conhecidos (LOPES e SOUZA, 2010).

5.2.1.2. Evolução do número de patentes e principais detentores

das enzimas para modificação das fibras

A prospecção realizada indicou um número considerável de patentes

confirmando o interesse na modificação do teor e/ou das características

da lignina, conforme indicado na figura 5.12. Nota-se uma tendência

elevada de proteção dos métodos relacionados até 2002, com até 57

documentos/ano. Nota-se uma redução do número de documentos e

estabilização a partir de 2003, com um número anual de documentos ao

redor de 20, para um tópico de elevada complexidade e desafio.


148

Figura 5.12 - Proteção das tecnologias de modificação da lignina de

plantas. Fonte: elaboração própria.

A figura 5.13 demonstra que algumas empresas e institutos de

biotecnologia lideram o número de patentes nesta área de

desenvolvimento. Algumas universidades aparecem, mas com um número

limitado de patentes.

Entre os países de prioridade, os Estados Unidos lideram com larga

diferença da Alemanha (figura 5.14). É interessante notar também que a

China situa-se em segundo lugar.


149

Figura 5.13 - Principais detentores de patentes relacionadas à

modificação da lignina. Fonte: elaboração própria.

O resumo dos aspectos relevantes sobre a análise dos documentos

de patentes é apresentado na tabela 5.2. Vale ressaltar que este assunto

é relativamente novo e as primeiras patentes específicas datam de 1988.

Mas o assunto teve uma evolução rápida, com muitos estudos realizados.

Nesta tabela nota-se que o foco principal está no uso de diferentes

genes, considerados relevantes para alterar o teor ou a qualidade

da lignina. Revela também que existem duas principais críticas ao foco

inicialmente dado nestas pesquisas, que são: o foco tem sido na inserção

genética no início da rota de biossíntese da lignina; a maioria dos genes

usados são de plantas modelos (álamo, Arabidopsis e alfafa).


150

Figura 5.14 - Países de prioridade de patentes sobre modificação da

lignina. Fonte: elaboração própria.

5.2.1.3. Análise dos documentos de patentes (complementada com

informações de artigos científicos)

Outro aspecto de interesse nesta tese é conhecer os resultados

obtidos com as transformações genéticas realizadas. Muitas patentes

resumidas na tabela 5.2 revelam o potencial de alteração da lignina em

plantas transformadas. De maneira geral, os métodos já testados

apresentaram sucesso na redução da síntese da lignina. Horvath et al.

(2010) e Bradley et al. (2007) avaliaram 50 árvores de aspen com 2,5

anos de idade. Estes autores reportaram um menor teor de lignina, maior

teor de siringil e maior módulo de elasticidade. Chiang (2006) também

quantificou alterações significativas com inibição da enzima do gene 4CL


151

para aspen transgênico, enquanto que Ha et al. (2012) mediram efeitos

significativos na química de plantas de tabaco transformadas com uma

construção do tipo antisenso do gene denominado Pm4CL1.

Juan et al. (2011) reportaram medidas da expressão de várias

enzimas em 100 genótipos de Eucalyptus globulus, com resultados muito

interessantes de correlações entre a abundância de F5H transcrita com o

teor de lignina (R²=0,81), com o teor de siringil (R²=0,83) e com o

rendimento em polpa celulósica (R²=0,81). Baucher et al. (2003) e Pilate

(2002) também mediram uma melhor resposta na deslignificação com o

uso de plantas modificadas geneticamente para menor teor de lignina. Por

outro lado, Prashant et al., 2011 e Khan, 2012) citam que a redução do

teor de lignina em plantas apresenta efeitos negativos sobre o fenótipo,

sendo que para árvores os principais resultados foram observados para o

gênero Populus (ANTEROLA e LEWIS, 2002, KOEHLER e TELEWSKI, 2005,

KITIN et al., 2010, LAYTON et al., 2010, STUDER et al., 2011, LI et al.

2011).

Chen e Dixon, 2007 estudaram a produção de etanol para a alfafa

transgênica para a regulação de 6 enzimas da rota de biossíntese da

lignina. Mostraram que algumas plantas transgênicas apresentaram o

dobro de açúcares que as plantas não transformadas. Desta forma, estes

autores visualizam que a modificação da lignina pode permitir que o pré-

tratamento ácido não seja necessário e, portanto, facilitar o processo

bioconsolidado. Fu et al. (2011) destacam a importância da modificação

genética do capim elefante, com a produção de plantas normais e que

permitem redução da intensidade dos tratamentos térmico-químicos

(≤180ºC) e enzimáticos, além da formação de menor quantidade de

material recalcitrante. A quantidade de celulases foi reduzida em 300 a

400% usando sacarificação e fermentação simultânea com levedura.


152

Embora o progresso das pesquisas venha avançando

significativamente, existe ainda uma necessidade de maior velocidade na

área de regulação. No Brasil, um desafio é obter a aprovação e liberação

para plantios comerciais (ANDRADE, 2009). Basta comparar os números

de processos liberados pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança

(CTNBio, 2012) inferiores a 10 em contraste com Malone (2012) que cita

que mais de 700 testes com árvores geneticamente modificadas têm sido

conduzidos no mundo, mas que florestas comerciais geneticamente

modificadas são realidade apenas na China (para plantas de Poplars).

Existem aprovações recentes para testes, em campo, de eucalipto nos

EUA, de Poplar na Bélgica e de Pinus na Nova Zelândia.


153

Tabela 5.2 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas da rota de biossíntese da lignina.


Referência Bibliográfica Aspectos Relevantes Obtidos na Análise das Patentes

Schuch e Knight (1988, CA2005597) Redução do teor ou lignina de qualidade modificada. Gene endógeno. Um destes genes é o que codifica a cinamil álcool dehidrogenase (CAD). Gene isolado

de tabaco, milho, alfafa e eucalipto. Inserção com orientação do tipo antisenso.

Shewmaker e Kridl (1986, US5107065) Inibição da expressão do gene selvagem da planta.

Dixon e Ni (1993, WO9423044) Método e reagente para reduzir o teor de lignina. Incorporação de um gene do tipo antisenso para o ácido caféico 3-O-metiltransferase no genoma da alfafa.

Boudet e Inze (1991, WO9305159) Uma enzima é selecionada do grupo de cinamil álcool dehidrogenase (CAD), cinamil:CoA redutase (CCR) e catecol-O-metil transferase (CONT).

Walter (1992, WO9324638) Uso de gene promotor da enzima álcool cinamil dehidrogenase (CAD).

Chapple (1995, US6489538), Gene que codifica a enzima ferulato-5-hidroxilase (F5H) para o aumento do teor de siringil.

Chapple (1996, WO9803535) Aumento da produção de siringil da lignina. Enzimas PAL, C4H, OMT, F5I, 4CL, CCR, CAD, F5H, lacase e enzimas com identidade às descritas aqui.

Bloksberg e Havukkala (1996, US5850020) Modificação do teor de lignina de plantas a partir da incorporação de uma ou mais seqüência do DNA isolado, nesta invenção, ao genoma da planta.

Chiang e Carraway (1996, US6252135), Produção de lignina do tipo siringil em Gimnospermas.

Chiang e Tsai (1997, US6831208) Caracterização do gene da enzima 4CL de Populus sp, visando a alteração da lignina.

Ye (1998, US6441272) Redução ou composição alterada da lignina. Age na redução da atividade das enzimas cafeoil CoA O-metiltransferase e ou ácido caféico O-

metiltransferase.

Ellis e Chapple (1999, WO0046382) Modificação da composição da lignina por meio da expressão do gene F5H.

Spangenberg e Lidgett (2000,

US2005091707)

Modificação da lignina em plantas. Seqüência que codificam as enzimas 4CL, CCR, CAD. Elementos regulatórios e promotores de genes para o OMT, 4CL,

CCR ou CAD.

Dixon e Guo (2001, US2004049802) Redução do teor ou composição diferenciada da lignina. Construções de DNA que codifica a enzima cafeoil CoA 3-O-metiltransferase ou esta enzima de

Medicago sativa ou um fragmento em orientação do tipo senso ou anti-senso.

Papes e Arruda (2004, WO2006017920) Inserção de um gene que codifica a enzima ativa denominada S-adenosilmetionina descarboxilase (SAMdc).

Forster e Hottmann (2004, US2006101535) Redução ou modelagem o teor de lignina. Gene do grupo do 4CL, C3H, CCR, C4H ou CCoAOMT.

Carter e Steffens (2005, US2006260011) Controle da expressão de enzimas da rota de biossíntese da lignina. envolve o uso de um vetor duplo de RNAi para reduzir ou suprimir a regulação dos genes das enzimas CAD e COMT.

Sticklen (2007 WO2008118385) Uma ou mais enzimas podendo ser do grupo consistindo da PAL, C4H, C3H, COMT, AIdOMT, F5H, CAld5H, 4CL, CCR, CCoA-3H, CCoA-OMT, CAD e lacase.

Shoseyov et al. (2007, WO2008120194) Enzima que resulta em plantas com parede celular mais solúvel quando tratadas em condições alcalinas ou ácidas. As enzimas podem ser a glutamina-frutose-6-fosfato transaminase (GFAT), quitina deacetilase, celobiose dehidrogenase (CDH). Os promotores podem ser 35S, 4CL ou células.

Hertzbeg et al. (2008, WO2010062240) Alteração das características e menor teor de lignina, que resultem em aumento da sacarificação para a produção de biocombustíveis.

Wilkerson et al. (2010, WO2012012741) Ácidos nucléicos que codificam a feruloil-CoA:monolignol transferase e a feruloil-CoA:monolignol, a qual é capaz de incorporar (catalisar) o monolignol ferulato, que incluem, por exemplo, o p-coumaril ferulato, coniferil ferulato e o sinapil ferulato em lignina de plantas (para o gênero Populus).


154

5.2.2. Enzimas para a desconstrução/hidrólise enzimática de

materiais lignocelulósicos

5.2.2.1.Definição do tema

Muitos estudos vêm sendo conduzidos visando o desenvolvimento

tecnológico, bem como a implantação das novas tecnologias, não somente

para a produção de etanol, mas também para outros diferentes produtos,

a partir de biomassas lignocelulósicas. Vários benefícios da conversão

tecnológica destas biomassas por meio de rotas biológicas ou químicas

para a produção de combustíveis e químicos foram sumarizados por

Pereira Jr. (2010). No mundo o etanol combustível é produzido de

diferentes fontes, tais como amido da mandioca ou milho, sacarose da

cana-de-açúcar e de beterraba. No entanto, estudos para a produção de

etanol a partir de materiais lignocelulósicos, de resíduos da agricultura,

gramas, resíduos florestais, etc. são relativamente recentes. Também são

recentes as tecnologias de hidrólise para a produção de açúcares a partir

de materiais lignocelulósicos para a geração de blocos de construção, os

quais se destinam à produção de diferentes produtos químicos, em uma

fase subseqüente.

Na produção de etanol, cabe ressaltar que o primeiro passo na

conversão de biomassas lignocelulósicas em etanol ou outros produtos

envolve a desconstrução dos materiais para liberar os monômeros de

açúcar, para posterior fermentação etanólica. Em geral, é realizada uma

etapa denominada de pré-tratamento cujo objetivo principal tem sido a

desconstrução de materiais lignocelulósicos, para então ter a fração

celulósica hidrolisada enzimaticamente.


155


das enzimas

O levantamento de patentes confirma o elevado interesse pelo

desenvolvimento e pela proteção das tecnologias para a

desconstrução/hidrólise enzimática de biomassa lignocelulósica (figura

5.15) principalmente a partir de 2007. Esta tendência pode ser justificada,

principalmente, pela crise energética mundial, com aumento significativo

do preço do barril de petróleo no mercado mundial. No Brasil houve

aumento significativo dos investimentos (desembolsos de

aproximadamente R$ 3,5 bilhões em 2007), o que foi responsável pela

criação do Departamento de Biocombustíveis (MILANEZ, FILHO e ROSA,

2008). Outros fatores são a produção de automóveis com motores

flexíveis (podendo usar tanto gasolina quanto etanol) e certificações

internacionais, gerando padronização e confiança no produto e co-geração

de energia elétrica (NEVES e CONEJERO, 2007; LIMA et al., 2007).

Na figura 5.16 verifica-se que a Iogen, empresa canadense

produtora de enzimas, apresenta-se como a principal detentora de

patentes neste campo. A Iogen é seguida por: Oji Paper, empresa

japonesa, fabricante de polpa celulósica e papel, o Instituto Francês de

Petróleo (IFP), a Novo Nordisk, o Centro de Inovação Tecnológico dos

EUA, e, em seguida, pela Dyadic e DSM, que são outras duas empresas

produtoras de enzimas. Diferentemente da Iogen, as demais empresas

produtoras de enzimas (a exemplo da Novozymes, Genencor e Verenium),

embora estejam focadas no desenvolvimento de enzimas para uso em

materiais lignocelulósicos, aparecem com um número muito pequeno de

patentes. É provável, portanto, que estas empresas possuem outra

estratégia em relação à da Iogen ou os documentos encontram-se em

período de sigilo.


156

Figura 5.15 - Patentes sobre enzimas para desconstrução/hidrólise de

biomassas lignocelulósicas. Fonte: elaboração própria.

Em termos de países, os Estados Unidos lideram com mais do que o

dobro do número de patentes em relação ao segundo e o terceiro

colocado no ranking: o Japão e o Canadá (figura 5.17). Esta posição dos

EUA está de acordo com Antunes (2010) em uma prospecção realizada

sobre produtos derivados de biomassa.


157

Figura 5.16 – Principais detentores das patentes sobre enzimas para a

desconstrução/hidrólise de biomassas lignocelulósicas. Fonte: elaboração

própria.

Figura 5.17 – Principais países de prioridade das patentes sobre enzimas

para a desconstrução/hidrólise de biomassas lignocelulósicos. Fonte:



158

O Brasil merece destaque, com quatro patentes da Petrobras e uma

do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC). Das patentes da Petrobras

duas são focadas no processo de produção de etanol de segunda geração

(2G), especialmente a partir do bagaço de cana, e duas na produção de

enzimas (celulases) para esta finalidade, principalmente. Cabe destacar a

forte parceria entre o LADEBIO, da UFRJ/EQ, com a Petrobras no

desenvolvimento de etanol 2G, associada ao conceito de biorrefinaria. A

patente do CTC é específica para o pré-tratamento com explosão a vapor.

Um tratamento com explosão a vapor de baixa severidade é também

descrito por Di Risio et al. (2012).



O resumo apresentado na tabela 5.3 mostra as principais tendências

e desafios sobre a produção de enzimas para a desconstrução/hidrólise de

materiais lignocelulósicos. A análise revela as diferentes alternativas e

tendências tecnológicas de pré-tratamentos. Verifica-se uma corrida

para minimizar os impactos nocivos da formação de compostos

recalcitrantes (inibidores) da ação enzimática e da etapa de

fermentação. Também são concentrados os esforços para a

produção de enzimas mais eficazes e com menor custo de

produção. Outra rota verificada é a modificação genética de

leveduras para aumentar, principalmente, a conversão da D-xilose e L-

arabinose. Neste contexto, Madhavan et al. (2012), Moon e Liu (2012)

também desenvolveram estruturas recombinantes para tornar a S.

cerevisiae mais tolerante aos inibidores. A produção de bioprodutos é

destacada nas patentes e revisada por Abdel-Rahman et al. (2011)


159

Atualmente é conhecido que um dos principais problemas do

processo de hidrólise enzimática é a quantidade de enzima requerida e,

portanto, o custo do processo de produção de etanol (AGRAWAL et al.,

2011). Em geral, o custo das celulases podem equivaler até 50% o da

hidrólise (TOLAN et al., 2006, US2009209009). Nguyen e Saddler (1991)

concluíram que os principais componentes de preço do etanol são o custo

da madeira e das enzimas, além da eficiência da hidrólise da celulose, o

rendimento em etanol proveniente da xilose, eficiência do processo de

fermentação e o preço de venda da lignina. Klein-Marcuschamer et al.

(2012) verificaram que o custo de fabricação de enzima é mais alto do

que os dados publicados na literatura. Eles citam que a contribuição das

enzimas para a produção de etanol, a partir da conversão de resíduos da

planta de milho, foi de US$ 0,68/galão de etanol se os açúcares na

biomassa forem convertidos ao máximo rendimento teórico e de US$

1,47/galão se os rendimentos forem baseados no valores dos rendimentos

da sacarificação e da fermentação (reportados na literatura).


160

Tabela 5.3 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a desconstrução/hidrólise de

materiais lignocelulósicos. Fonte: elaboração própria.


GB2000822 (1978, sem inventor

disponível na base)

Desconstrução dos constituintes químicos da biomassa. A lignina pode ser separada via extração com solventes. A biomassa é submetida à

pressão mínima de 500psi (185 a 240ºC) e tempo 60 segundos. O material passa por uma extrusora, à pressão atmosférica, onde o material sobre fortes deformações e passa por choques mecânicos para romper as ligações entre lignina, hemiceluloses e celulose.

Kim et al. (2008, KR20090093905) Pré-tratamento da biomassa lignocelulósica, no qual é usada uma enzima manganês peroxidase.

Traeff et al. (1998, US6410302) Primeiros trabalhos para a produção de levedura geneticamente modificada.

Ho et al. (1993, US5789210) Leveduras geneticamente modificadas capazes de fermentar simultaneamente xilose e glucose.

Ho et al. (1997, US7527927) Leveduras estáveis e capazes de fermentar simultaneamente xilose e glucose.

Ishibashi et al. (1980, US4451567 Pré-tratamento alcalino suave e tratamento com ozônio, com um mínimo consumo de energia.

Nojiri et al. (2006, JP2008092910) Digestão alcalina. Biomassa usada como fonte de carbono para o cultivo de bactéria para a produção de enzimas. Fermentação com bactéria.

Sant’anna et al. (2006, PI0605017-4)

Processo enzimático. Etanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar. Uma ou mais lavagens do bagaço com uma solução alcalina, seguida de

lavagem com água ácida (pH 6 a 7), para então separar a fração sólida da aquosa. Em seguida, hidrólise da fase sólida com a adição de micronutrientes e enzimas celulolíticas (30 a 50ºC e 8 a 32 horas). A hidrólise enzimática é simultânea a uma rápida fermentação alcoólica. A

conversão em etanol é obtida com o uso de uma levedura não modificada geneticamente (30 e 39ºC, por um tempo inferior a 32 horas).

Ching e Day (2007, WO2008095098) Pré-tratamento alcalino. Tanto a soda quanto a lignina e outros possíveis compostos inibidores da sacarificação com celulases são removidas.

Ropars e Aymard (2009, WO2010130888)

Produção de etanol e ou de outros solventes. Pré-tratamento alcalino em alta temperatura e ajuste de pH.

Eisenstein (1981, EP0060467) Pré-tratamento microbiológico com fungos decompositores da madeira para a extração da celulose. Lacases e lignina peroxidases

principalmente.

Warzywoda et al. (1983, US4762788) Descrevem a produção de enzimas celulolíticas para hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos.

Vehmaanpera et al. (2005,

TW200801195) Método de produção de açúcares fermentáveis na produção de etanol de segunda geração. As enzimas geneticamente modificadas.

Pourquie e Warzywoda (1990, EP0448430)

Produção de enzima do T. reseei para hidrolisar açúcares. Pelo menos uma fração de açúcares solúveis seja de pentoses.

Ballerini et al. (2005, CA2535246) Produção de enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas.

Prade e Squina (2009,

US2012040410) Produção de hemicelulases termoestáveis: endo-xilanases, laminarases, mananases, arabinases e arabinofuranosidases.

Prade e Wang (2008, US2011183381) Produção de celulases termoestáveis. Dentre as enzimas recombinantes: beta-glucanases, endo-glucanases e exo-celulases.

Lavigne et al. (2008, CN101970652) Produção de celulases (da família 6) variante que apresenta uma baixa inibição pela glucose.

Los Alrik et al. (2010, WO2011098577)

Polinucleotídicos heterólogos, obtidos do grupo de celulases polinucleotídicas codidifcadas, hemicelulases e pectinases. As células hospedeiras (fungo filamentoso) são capazes de produzir pelo menos quatro enzimas diferentes do grupo das celulases, hemicelulases e pectinases.

De Castro et al. (2008, BRPI0805560-2)

Produção de enzimas de Peniucillium funiculosum. O fungo cresce entre 4 a 7 dias. Usa-se um processo simultâneo de sacarificação e fermentação, ou um processo de sacarificação com co-fermentação, ou processo simultâneo de sacarificação e co-fermentação.

Sillers et al. (2010, WO2011140386) Produção de enzimas a partir de microorganismos termofílicos e mesofílicos recombinantes. O objetivo é converter acetato para o acetil-CoA e deste para etanol, no qual uma ou mais enzimas nativas e/ou heterólogas é ativada, superregulada ou subregulada.


161

Tabela 5.3 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a

desconstrução/hidrólise de materiais lignocelulósicos. Fonte: elaboração própria.

Pappan et al. (2010, WO2011160050) Redução da resistência da biomassa para reduzir materiais inibidores. Citam o isolamento de um ácido nucléico que codifica pelo menos um polipeptídio com atividade enzimática selecionada do grupo consistindo de várias enzimas ou associações destas.

Visser et al. (2010, WO2012027374) Produção de várias enzimas. Uma composição com múltiplas enzimas. Pré-tratamento da biomassa com Organosolv, dentre outros. Temperatura 121ºC/15 minutos.

Steffens et al. (2010, WO2012033926) Hidrólise com xilanases (pH 6 a 12 a 95ºC), carga de xilanase de 0,01 a 1000 unidades, durante 6 a 24 horas. Para o pré-tratamento são

citados vários processos, como exemplos tratamento alcalino:amônia, CO2, SO2, solvente orgânico, ozônio, ácido diluído.

Marchal e Ropars (1985, EP0217687) Produção de acetona e butanol. Neste, o material lignocelulósico é submetido a um pré-tratamento com vapor, seguido de hidrólise enzimática e fermentação butil-acetona na presença de íons cálcio ou magnésio para remover inibidores presentes no material hidrolisado.

Amidon et al. (2004, US2007079944) Biodigestão e/ou extração com água antes da digestão. A biomassa poderá também ser submetida a uma produção de polpa celulósica mecânica e branqueada na presença de enzimas. O extrato aquoso, onde é incluída uma etapa de extração com água, é separada em ácido

acético e açúcares provenientes das hemiceluloses.

Hatfield (1986, US5266487) Equipamento para o tratamento de materiais lignocelulósicos com etapa de conversão enzimática (uso de oxidase) de álcool para aldeído e

peróxido de hidrogênio. Inclui ainda um fermentador para o crescimento de leveduras (uma delas é a P. pastoris).

Munk (1995, WO9717492) Tratamentos de materiais lignocelulósicos e polissacarídeos fenólicos com enzimas do grupo das oxidases e peroxidases capazes de

oxidarem grupos fenólicos. O polissacarídeo fenólico é do tipo amido fenólico ou amido catiônico fenólico.

Pedersen et al. (1996, US6187136) Tratamento de materiais lignocelulósicos para que se tornem mais carregados positiva ou negativamente, mas que a substância fenólica não seja do tipo polissacarídeo fenólico conforme descrito por Munk (1995, WO9717492).

Somleva et al. (2008, US2009271889) Produção de polihidroxibutirato (PHB).

Shaw e Rajgarhia (2009, CA2754470) Produção de meta-acrilato, em um sistema de bioprocesso consolidado (CBP). São ainda descritos algumas expressões heterólogas de uma ou mais enzimas de organismos mesofílicos ou termofílicos, tais como Thermoanaerobacterium saccharolyticum e Clostridium thermocellutn.

Peter (2009, AU2010224767)

Produção do ácido xilônico a partir da xilose com o uso de uma linhagem recombinante de fungo, que é modificado geneticamente para

expressar o gene da enzima xilose dehidrogenase. Esta enzima é capaz de converter xilose em xilonolactona, a qual é espontaneamente ou

enzimaticamente hidrolisada para ácido xilônico.

Dottori et al. (2009, US2010313882) Pré-tratamento continuo para a produção de uma fração concentrada de celulose, que é sensível à hidrólise enzimática. Esta fração é

convertida a etanol. A fração líquida e da fase vapor é fracionada para obter compostos da hidrólise e degradação das hemiceluloses.

Ropars et al. (2009, WO2010130889)

Produção de etanol de 2ª geração, contendo também uma produção in-situ de furfural. Consiste das seguintes etapas: tratamento

alcalino da biomassa, seguida de ajuste de pH, hidrólise enzimática do substrato pretratado e fermentação alcoólica. O furfural é obtido a partir de uma etapa de conversão ácida da fração líquida.

Mcbride et al. (2009, WO2011022651) Conversão da biomassa em propanol, álcool ou poliol, a partir de um sistema de bioprocesso consolidado (CBP). Produções de

microorganismos recombinantes, os quais expressam uma ou mais enzimas nativas e/ou enzimas heterólogas.

Nguyen (1997, US5888806) Desenho de um bioreator para a hidrólise enzimática e fermentação de materiais lignocelulósicos pré-tratados.

Pourquie e Castelli (1996, FR2608625) Reutilização da enzima. O resíduo, pelo menos parte dele, é usado em outro tratamento.

Foody et al. (2000, WO0224882) e

Borden (2009, BMX2011011565) Recuperação e a reutilização da enzima na produção de etanol.

Vijay e Tolan (2004, CN1964767) e Foody

et al. (2004, US2010003733) Recuperação de sais inorgânicos para serem usados, por exemplo, como fertilizante.


162

Tabela 5.3 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para


Foody (2004, WO2006034591), Hidrólise das hemiceluloses para xilose e, então, para aumentar a susceptibilidade da celulose para ser hidrolisada com o uso de celulases.

Watanabe (2005, JP2007097585) Conversão de materiais lignocelulósicos em açúcares a partir de um tratamento onde a planta é transformada em pó e serragem e este material é

tratado diretamente com enzimas, com adição de farelo de trigo, farinha de arroz, um surfactante e um sal de magnésio.

Vlasenko et al. (2004,

US2009215128) Hidrólise com enzimas celulolíticas na presença de um surfactante.

Tolan et al. (2006, US2009209009) Aumento da eficiência da hidrólise enzimática. Consiste do uso de celulases, uma ou mais beta-glucosidases e agentes ligantes entre a ß-

glucosidases e as fibras, contidas em uma suspensão aquosa, onde um destes agentes é um ligante do domínio da celulose.

Duck et al. (2002, US2007218530) Utilização de misturas de enzimas, onde uma enzima auxiliar é uma endo-xilanase, para atuar em conjunto com celulases na liberação de até 20% dos açúcares.

Magnuson et al. (2006, WO2008008793)

Uso de misturas de enzimas para aumentar a eficiência. Uso de enzimas glucoamilases, ß-glucosidases e α-arabionofuranosidases e outras.

Hill et al. (2006, EP2076594) Uso de misturas de celulases:celobiohidrolases (CBHI e CBH2) e endoglucanases (EGI e EG2), sendo a proporção de celobiohidrolases maior que 55% até 85%.

Jordan et al. (2006, WO2008045977) Diferentemente de Hill et al. é um método de produção de xilose por meio do uso de beta- D-xilosidase em pH entre 4,5 a 7,7.

Felby et al. (2004, US2008182323) Pré-tratamento a 110 a 250ºC e em seguida é hidrolisado enzimaticamente em um sistema de mistura em queda livre que permite uma degradação mecânica da biomassa. Esta é liquefeita e sacarificada em um tempo de 2 a 24 horas.

Shiyuan et al. (2008, CN101250567) Hidrólise com o uso de xilanases, celulases e beta-glucosidases, onde a hidrólise é realizada de forma sincronizada.

Berlin et al. (2007, CN101784668) Método de realizar, de forma simultânea, a hidrólise enzimática e a fermentação.

Larsen e Joergensen (2008,

US2010291650) Método de adição de polietileno glicol (PEG) ou surfactante para melhorar a performance da hidrólise enzimática com celulases.

Scott et al. (2007, MX2010002180) Mistura de enzimas acessórias para aumentar a hidrólise da biomassa lignocelulósica pré-tratrada. Estas enzimas são endo-glucanases e

uma enzima para a expansão das parede celular, denominada de “swollenin” e uma enzima codificada como CipI.

Gomes et al. (2010, WO2012021950)

Produção de correntes de elevada concentração de açúcares fermentáveis. Estes materiais são submetidos à hidrólise ácida e enzimática.

A fração hemicelulósica é, primeiramente, hidrolisada com a aplicação de ácido sulfúrico diluído. Ao material sólido resultante desta hidrólise ácida é aplicado um processo de sacarificação simultânea ou seqüencial à fermentação alcoólica rápida. São usadas enzimas com destacada atividade

beta-glucosidases (30 a 60ºC e pH entre 3,5 a 6,5).

Arena e Allenza (1988, EP0344371) Combinação de hidrólise ácida e enzimática para hidrolisar os açúcares da casca dos grãos de milho. Hidrólise ácida a 80 a 110ºC. Hidrólise

ácida a 35 a 80ºC. Adicionalmente, descreve que um tratamento inicial com uma em meio alcalino diluído, seguido de uma hidrólise enzimática.

Buchert e Viikari (1991, WO9307332)

Tratamento de materiais lignocelulósicos, preferencialmente polpa celulósica, com hemicelulases, celulases e lignases para hidrolisar cada

polímero correspondente, de tal forma que os contra íons dos grupos carboxílicos são modificados previamente ao tratamento enzimático para facilitar o mesmo.

Nguyen (2006, US2008057555) Conversão de biomassa em etanol ou metanol, butanodiol, propanodiol, hidrocarbonos, etc.

Xiaoqi e Yanhua (2007, CN101143881)

Separação de lignina, hemiceluloses, celulose e ácidos fenólicos de biomassa lignocelulósica. As hemiceluloses e ácidos fenólicos são

extraídos em água quente, em condições desejadas de pH e temperatura, enquanto que a deslignificação é realizada com o uso de solvente

orgânico ou extração alcalina em alta temperatura.

Kumagai et al. (2009,

WO2011027389) Método de extração da lignina com solvente orgânico (etanol).


163



Levi (2007, WO2008115893) Separação da lignina de materiais lignocelulósicos com tratamentos com ozônio, oxigênio ou álcali, de tal forma que a os carboidratos possam ser hidrolisados com aplicações de celulases, xilanases e amilases e misturas delas.

Cirakovic e Diner (2008, WO2010080489) e Cirakovic

(2008, CA2743052)

Tratamento da biomassa com ozônio. Enquanto que o primeiro documento descreve um tratamento aquoso com amônia, seguido de tratamento com

ozônio em temperaturas de até 50ºC, a segunda patente detalha o uso do processo organosolv, em condições alcalinas em altas temperaturas.

Dale et al. (2006,

MX2008013981)

Tratamento da biomassa com hidróxido de amônia com ou sem a adição de amônia anidra. Ao final, a amônia é removida (com o uso de vapor) e é

recirculada.

Foody e Tolan (2009,

CA2747823)

Pré-tratamento da biomassa lignocelulósica com solução ácida, seguida de uma fonte de cálcio (carbonato de cálcio) para o ajuste do pH entre 3 a 9,

para em seguida a hidrólise com celulases, que é realizada em condição neutra.

Retsina e Pylkkanen (2009, WO2011044378)

Processo de biorrefinaria para fracionar materiais lignocelulósicos em celulose, hemicelulose e lignina por meio de pré-tratamento com uma mistura de álcool, dióxido de enxofre e água. Enzimas e microorganismos (e opcionalmente o íon-bissulfito) são usados para converter produtos intermediários

em álcool e derivados de lignina.

Mosier et al. (2009,

WO2011047039)

Conversão de biomassa para etanol. Aplicação de um ácido decarboxílico (tipo o ácido maléico) e uma mimetização enzimática. Uma hidrólise

seletiva das hemiceluloses pode ser obtida a partir do controle da hidrólise com o ácido maléico. O ácido dicarboxílico pode ser recuperado e reciclado para o início do processo.

Ladisch et al. (2010, WO2012016189)

Liquefação de biomassa com o uso de ácido dicarboxílico (ácido maléico, ácido succínico e ácido oxálico):60 minutos e 100ºC. Hidrólise com celulases. É importante citar que na fração dos componentes liquefeitos, a mistura neutralizada deve conter fenóis, furfural e 5-hidroximetilfurfural.

Tolan e Foody (2010, WO2011097711)

Pré-tratamento com ácido em pH 2 a 3,5. A fração resultante é hidrolisada enzimaticamente, com celulases e beta-glucosidase, em pH inferior a 4.

Baba et al. (2010,

WO2011142432)

Produção de açúcares. Descrição de equipamento para aumentar a quantidade de açúcares produzidos. O pré-tratamento consiste em misturar

a biomassa em uma solução aquosa contendo amônia. O pH da fração contendo carboidratos é ajustado com ácido sulfúrico.

Ishikawa et al. (2010,

WO2012029842)

Sacarificação enzimática de substrato pré-tratado. Neste é adicionado um eletrólito de um sal solúvel em água e celulases. A sacarificação é

realizada até que a matéria prima tenha uma condutividade elétrica ajustada para 5 a 25 mS/cm.

Bobleter et al. (1988, AT391493) Processo para melhorar a sacarificação da fração de celulose. Consiste de uma extração das hemiceluloses (150 a 200ºC), seguida de um

tratamento posterior em temperaturas de 200 a 250ºC na fração de lignina.

Brady et al. (2008,

US2011114876) Processo de pré-tratamento térmico da biomassa lignocelulósica para a produção de bio-óleo.

Inoue e Noguchi (2007,

JP2009022239)

Método de produção de açúcares (xilose e glucose) com uma hidrólise ácida hidrotérmica. O material é submetido a uma hidrólise ácida, água em

uma atmosfera de nitrogênio, sob calor (373 a 453ºK) e pressão de 0,1 a 5 MPa.

Fallavollita (2007,

US2008032344)

Hidrólise ácida hidrotérmica para a produção de açúcares e lignina. Os carboidratos sofrem hidrólise enzimática e são co-fermentados. Obtenção de

uma mistura de biomassa com água na qual é aplicada 40 a 220ºC, durante 2 minutos a 24 horas, em pH de aproximadamente 9.

De Queiroz e Stradi-Granados

(2008, WO2009102609)

Pré-tratamento da biomassa com lavagem com água e também com solução de hidróxido de amônia em temperaturas superiores a 120ªC

(preferencialmente entre 160 a 220ºC) com o objetivo de remover inibidores para a etapa de sacarificação.

Audel et al. (2008, PI0802153) Tratamento com explosão a vapor (110 a 240ºC). Podendo ter catalisadores. Opcionalmente, um pré-tratamento com hemicelulases. A hidrólise enzimática pode ser feita com celulases e/ou misturas desta com beta-glucosidases, enquanto que a fermentação é feita com Saccharomices cerevisae

ou Zymomonas mobilis.


164



Dottori et al. (2009, US2010269990)

Separação dos componentes da biomassa para produzir uma fração pura e reativa de celulose. Pré-tratamento com vapor, contendo ou não uma catálise ácida, seguida de prensagem para a remoção das hemiceluloses e algumas impurezas. Extração com um solvente, com ou sem uma catálise

ácida para remover a lignina.

Philippidis et al. (1993,

WO9429475)

Conversão de material lignocelulósico em etanol. O material lignocelulósico pode ser tratado quimicamente, enzimaticamente, fisicamente ou

mecanicamente para a produção de uma fração rica em glucose, para ser fermentada em temperaturas de 20 a 50ºC e pH de 3 a 7.

Ballesteros et al. (2000,

US2002164730)

Produção de etanol. A fermentação (72 horas a 42ºC) com uma bactéria tolerante a calor (Kluyveromyces marxianus CECT 10875), obtida a partir

de mutagênesis química da linhagem DER-26 de Kluyveromyces marxianus.

Ingram e Wood (1997,

US2003054500)

Método para reduzir o custo da hidrólise enzimática. Tratamento com ultrasom, o qual reduz o consumo de celulases entre um terço. Neste

processo são usados microorganismos geneticamente engenheirados, do tipo Escherichia coli CO11 e Klebsiella oxytoca P2, misturados com celulases.

Yang e Wyman (2003, US2004185542)

Os estudos buscam o aumento da eficiência da hidrólise enzimática. Mistura da biomassa com água ácida para produzir uma fração sólida.

Aquecimento e remoção das hemiceluloses. Na fração sólida é adicionada albumina. Em seguida a fração sólida é hidrolisada para a produção de carboidrato

Wyman e Kumar (2008, US2011201084)

Redução de inibidores da hidrólise com celulases. Tratamento da biomassa com xilanases e ß-xilanases para remover os xilooligossacarídeos. É conhecido que xilobiose e compostos xilooligômeros de mais alto peso molecular inibem a hidrólise enzimática. O pré-tratamento é com amônia.

Dottori et al. (2009,

US2010263814) Remoção de inibidores da sacarificação e uso o teor de xilose com um dos indicadores do grau de inibição.

Chen et al. (2009,

TW201114775)

Aparelho para pré-tratamento de biomassa, no qual ocorre fluxo com alívio de pressão no processo de explosão a vapor, com o objetivo de aumentar

a eficiência da remoção de mono e oligossacarídeos, evitando a sua degeneração quando realizada em elevadas temperaturas.

Phillips et al. (2008,

US2012036768) Método de espessamento da biomassa lignocelulósica para o aumento da ação enzimática.

Cirakovic (2008, CA2744254) Tratamento da biomassa onde a lignina é seletivamente tratada com extração e oxidação com uma solução aquosa contendo um solvente e pelo

menos um sal de Mn (III) para acelerar a produção de carboidratos sacarificáveis.

Larsen e Jeppesen (2010, WO2011125056)

Método para processar biomassa lignocelulósica. Hidrólise inicial hidrotérmica com uma carga elevada (>15 FPU/g) de celulases, seguida de ciclos subseqüentes de hidrólise onde a atividade das celulases é recuperada.

Stuart e Latimer (1992, US5498766)

Tratamento mecânico de biomassa para facilitar a sua hidrólise. Partículas de biomassa em água são submetidas a elevadas forças de cisalhamento.

Sakaki et al. (2004, JP2006136263)

Tratamento da biomassa com água quente, em condições pressurizadas, seguido de uma moagem mecânica.

Kratochvil et al. (2005, CZ300865)

Produção de glucose, etanol, furfural, furana, lignina, ácido acético e ácido fórmico a partir de materiais lignocelulósicos.

Ahring e Munck (2004,

MX2007003430)

Combinação de hidrólise térmica (140ºC a 200ºC), oxidação a úmido (pressão acima da saturação, mantido até 30 minutos, em temperaturas entre 160-200ºC, com a adição de oxigênio ou peróxido de hidrogênio, sob pressão de 15 a 20 bar) e uma explosão também a úmido pressão de 5 a 35

bar para a pressão atmosférica.

Yu et al. (2010, WO2011082600) Homogeneização de suspensão partículas de biomassa e água, em alta pressão, para obter diâmetro entre 10 a 40 µm. A suspensão aquosa é tamponada com ácido acético e acetato de sódio e então são adicionadas celulases, beta-glucosidases e xilanases.

Lee et al. (2010, US2012036765)

Tratamentos mecânicos, térmicos e químicos de biomassa para atuarem na desorganização da estrutura cristalina da parede celular das plantas e, com isto, aumentar a acessibilidade enzimática. A biomassa é tratada em nanomisturador em velocidade de turbina (10 a 50 m/s).


165

Outros pesquisadores também entendem que o custo das enzimas

continua alto (BEESON et al., 2011, XIAO et al., 2011, HARRISON et al.,

2011, PHILLIPS et al., 2011). Pereira Jr. (2010) também destacou a

necessidade de desenvolver processos mais viáveis, incluindo o uso de

microorganismos geneticamente modificados e processos otimizados para

fermentação eficiente de C5 e C6. Mosier et al. (2012) também citam a

necessidade de processos mais eficazes e de entendimentos para a

redução de compostos recalcitrantes como fatores chave para a redução

do custo. Por outro lado, Almarsdottir et al.(2012), Jordan et al.(2012)

dizem que estes aspectos vêm sendo estudados e os desafios superados.

Por exemplo, El-Bondkly et al. (2012) obtiveram elevada excreção de

celulases a partir de microorganismos recombinantes e Brunecky et al.

(2012) mencionam que a desconstrução eficiente da biomassa

lignocelulósica é uma das principais barreiras para a produção comercial

de biocombustíveis. Song et al. (2012) relatam que a lignina é uma das

maiores barreiras.

Bose et al. (2012) conseguiram resultados interessantes com a

realização de um experimento com diferentes concentrações iônicas e

outras condições do pré-tratamento. As principais vantagens foram o

aumento da estabilidade e da atividade das celulases aplicadas. Jeon et al.

(2012) citam que o Clostridium cellulovorans produz um complexo

eficiente de enzimas para na degradação de biomassas lignocelulósicas.

Murthy e Naidu (2012) avaliaram a produção de xilanase a partir de

Penicillium sp. Estudos brasileiros recentes na produção de enzimas foram

apresentados por Maeda (2010) e Delabona et al. (2012). Wang et al.

(2012) também citam a existência atual de preparados enzimáticos mais

eficientes.


166

No caso da geração de etanol de segunda geração a partir do

bagaço da cana-de-açúcar, um estudo de viabilidade elaborado por Rossel

et al. (2011) mostra que poderá competir favoravelmente com a geração

de bioeletricidade quando os resíduos forem usados e quando enzimas de

baixo custo e tecnologias melhoradas estiverem disponíveis

comercialmente. Chandel et al. (2012) também citam a importância do

aproveitamento dos resíduos do bagaço e da palha da cana.

Outro desafio importante está relacionado com o fato de muitas

plataformas para a conversão de materiais lignocelulósicos estarem

baseados no desenvolvimento de bactérias termofílicas, celulolíticas e

sacarolíticas (CHANG e YAO, 2011). Embora existam muitas vantagens, o

principal desafio é minimizar os problemas destas bactérias termofílicos:

elas exibem baixa tolerância à presença de etanol e a outros inibidores

presentes na biomassa tratada. Esta é uma das principais barreiras à

implementação industrial. É necessário, portanto, melhorar as

propriedades deste tipo de microorganismo, juntamente com otimizações

do processo (CHANG e YAO, 2011).

Ainda dentre os fatores que contribuem para aumentar a demanda

de enzima, mas um dos mais significativos é a presença compostos que

reduzem a reação das celulases e/ou de microorganismos na etapa

subseqüente de fermentação. Por exemplo, a glucose liberada durante o

processo inibe principalmente a beta-glucosidases (ALFANI et al., 1990). A

celobiose produzida durante a hidrólise é um forte inibidor das celulases

(TOLAN et al., 2006). Outros inibidores são produzidos incluindo produtos

de degradação de açúcares, tais como o furfural e o hidroxil-metil furfural,

ácidos orgânicos (a exemplo do ácido acético) e compostos fenólicos

solúveis derivados da lignina.


167

Outros fatores críticos ocorrem também na etapa de fermentação,

como por exemplo no sistema de sacarificação simultâneo à fermentação

(SSF), o microorganismos remove a glucose do sistema pela fermentação

para etanol e isto reduz a inibição das celulases. No entanto, a

desvantagem deste processo é que as celulases são inibidas pela presença

do etanol. Diante destes problemas, muitos estudos têm sido

desenvolvidos e várias patentes detalham diferentes processos e métodos

com o objetivo de minimizar estes problemas e o custo da hidrólise

enzimática. Adav et al. (2012) também cita que hidrólise enzimática

continua sendo um dos principais gargalos para a conversão de biomassas

lignolíticas em biocombustíveis.

Jordan et al. (2011) abordaram os mecanismos enzimáticos, por

meio de uma enzima redutora de aldeídos, produzida pela S. cerevisiae,

como uma alternativa para minimizar os efeitos inibidores. Estes

pesquisadores também realizaram diversas mutagêneses, de sítio

direcionado, em Selenomonas ruminantium Trp145, para reduzir a sua

alta afinidade por D-glucose and D-xylose, o que pode impedir a sua

performance como agente de catálise na sacarificação de biomassa

lignocelulósica. Morais et al. (2011) também estudaram mecanismos de

reduzir os efeitos inibidores por meio de um redesenho do sistema

celulosoma da bactéria Thermobifida fusca. Outra tentativa de minimizar a

inibição causada pelo furfural foi desenvolvida por Li et al. (2011).

Consiste no uso da álcool dehidrogenase (produzida pelo Cupriavidus

necator JMP134).

Com relação aos pré-tratamentos, embora não haja ainda um

consenso geral, Banerjee et al. (2012) descrevem o tratamento com

peróxido de hidrogênio em meio alcalino como sendo um dos mais

efetivos em custos para uma implementação em larga escala. Rezende et


168

al. (2011) abordam o pré-tratamento do bagaço de cana, com avaliações

das modificações morfológicas e químicas em função de pré-tratamentos

com ácido diluído, seguido de aumento da concentração de soda.

Outro estudo sobre a composição dos tecidos após o pré-tratamento

e também depois da hidrólise enzimática, com um entendimento do

seqüenciamento da ação enzimática foi realizado por Zeng et al. (2012).

Concluiu que este tipo de entendimento poderá reduzir a carga de enzima.

Em relação ao pré-tratamento com microorganismos, Tisma et al. (2012)

verificaram que a presença de CaCO3 em papéis reciclados facilita a

distribuição de micélios livres e, portanto, a produção de lacase em cultivo

submerso do Trametes versicolor MZKI G-99. Wigstrom et al. (2012)

apresentam um método para facilitar a análise e identificação de

microorganismos para a conversão de biomassas lignocelulósicas.

A produção de lacases é descrita por Piscitelli et al. (2011), como

uma das formas de transformar ou de desconstruir a fração recalcitrante e

heterogênea de lignina da biomassa. Moreno et al. (2012) também cita o

uso de lacase como uma estratégia para aumentar a eficiência do

processo de produção de biocombustíveis a partir de biomassa.

5.2.3. Enzimas e microorganismos para a biopolpação de materiais

lignocelulósicos


Biopolpação é o termo técnico dado ao tratamento da biomassa

(madeiras e cavacos) com a inoculação de microorganismos que


169

degradam lignina antes da produção de polpa celulósica (KANG et al,

2007, SCOTT et al. 2002, ROSS et al., 2003). O principal objetivo é a

degradação e extração da lignina. Desde 1975, a biopolpação ganhou

interesse científico. O interesse aumentou a partir do momento em que se

verificou que alguns fungos, especialmente o da podridão branca,

conseguem degradar e modificar a lignina da madeira. O primeiro estudo,

na década de 50, por Lawson e Still (1957), sobre deslignificação da

madeira com fungo da podridão branca, foi realizado pela empresa “West

Virginia Pulp and Paper" (atualmente Westvaco). Na década de 70, o

“Swedish Pulp and Paper Institute” (STFI), por meio de Ander e Eriksson

(1975), demonstrou que o tratamento da madeira com fungos resultou

em ganhos significativos de energia no processo de polpação mecânica.

Mas foram as universidades de Wisconsin e de Minnessota, e um consórcio

de 22 empresas de polpa celulósica e papel, além de outras empresas

aliadas, que demonstraram a viabilidade técnica e econômica da

biopolpação, em conjunto com o refino mecânico (AKHTAR, et al., 1992,

BLANCHETTE, 1984, MEYRS, 1988, LEATHAM, 1989 e 1990), além de 4

patentes concedidas para a Wisconsin Alumni Research Foundation:

US5055159, 1990, US5460697, 1992, WO9605362, 1994,

WO1998002612, 1996. Uma evolução do processo foi resumido por

Kallioinen et al. (2003).

5.2.3.2. Evolução do número de patentes e detentores das enzimas

O levantamento de patentes indica uma baixa atratividade para a

continuidade dos desenvolvimentos sobre biopolpação (figura 5.18). Há

ainda gargalos tecnológicos importantes para suplantar a aplicação de

microorganismos e/ou de enzimas neste tipo de processo. Mais

recentemente, os principais esforços têm sido para entender os


170

mecanismos de ação das enzimas sobre a degradação e remoção da

lignina, conforme será descrito no final desta seção.

Figura 5.18 – Evolução do número de patentes sobre biopolpação. Fonte:


A figura 5.19 mostra um número relativamente pequeno de

empresas e instituições interessadas no desenvolvimento do processo de

biopolpação. Destaque para a empresa Yuen Foong Yu, focada na

produção de papel, com larga participação também no mercado chinês. É

seguida pelo grupo de pesquisadores da Universidade de Wisconsin, que é

um grupo reconhecido no desenvolvimento da biopolpação. O Brasil

também se destaca tecnicamente com o grupo da Universidade de São

Paulo, unidade de Lorena, liderado pelo professor André Ferraz. Em 2008

foi conduzido um estudo de doutorado, no qual gerou a patente da

empresa Melhoramentos Papéis (Pavan, 2008).


171

Figura 5.19 – Detentores de patentes sobre biopolpação. Fonte:




Os principais focos tecnológicos descritos nos documentos de

patentes sobre biopolpação são apresentados na tabela 5.4. Nota-se que a

biopolpação iniciou-se com a produção de polpa celulósica onde qualquer

material lignocelulósico é tratado com microorganismos capazes de

produzir enzimas para a clivagem da lignina. A motivação principal

é a redução de energia na produção de polpa celulósica mecânica,

termomecânica ou quimotermomecânica. No início, foram usados

fungos da podridão branca, tanto linhagens naturalmente ocorrentes,

quanto mutantes, com o objetivo de minimizar a presença de celulases e,

conseqüentemente, a degradação da polpa celulósica (ERIKSSON et al.,

1973, US3962033). Nos anos seguintes, outros estudos prosseguiram na


172

procura de microorganismos mais eficientes na clivagem da lignina. Nota-

se que a Universidade de Wisconsin teve grandes contribuições no

desenvolvimento desta tecnologia e demonstraram que otimizações do

processo de biopolpação permitiram uma redução significativa (25-50%)

da energia de refino (BLANCHETTE et al. (1990, US5055159).

Nota-se também que o Brasil é referência técnica no

desenvolvimento da biopolpação. Mais recentemente verifica-se uma

importante contribuição de Pavan (2008, BRPI0801220-2). É apresentado

um avanço significativo na direção de demonstrar a viabilidade do

processo de biopolpação de eucalipto para a produção de polpas

celulósicas termomecânicas (TMP) e quimotermomecânicas (CTMP). A

avaliação de cavacos biotratados com Ceriporiopsis subvermispora, em

uma planta piloto de 50 toneladas, demonstrou economia de energia

equivalente aos ganhos observados em escala laboratorial: reduções de

energia de 18% e 27% para os processos TMP e CTMP, respectivamente.

Este estudo é certamente um avanço importante, mas segundo Carvalho

et al. (2009) e Ferraz (2007 e 2008) é, ainda, necessário obter um melhor

entendimento dos mecanismos envolvidos neste tipo de tratamento.

Adicionalmente, Ferraz (2010) cita a necessidade da construção de uma

planta de demonstração ou mesmo de uma planta industrial para verificar

como um processo biológico se comportaria dentro do contexto da

indústria.


173

Tabela 5.4 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas e microorganismos para a biopolpação

de materiais lignocelulósicos. Fonte: elaboração própria.


Kojima et al. (1986, JP63091077)

Madeira e água, na relação de 1:1, são introduzidos em um meio de cultura. Esterilizado a uma temperatura de 121ºC/30 minutos. Suspensão de esporos (Phanerochaete chrysosporium e Basidiomycets) é esterilizada em uma solução de cloreto de sódio. Aí o sistema,

pressurizado, é ajustado para 45ºC e a injeção de cloreto de sódio que suspende os esporos é descarregada e o meio de cultura é ajustado a

37ºC. A cultura é mantida nesta condição para que haja a inoculação, germinação e multiplicação em uma semana e dois dias.

Blanchette et al. (1990, US5055159)

Processo de produção de polpa celulósica biomecânica com Ceriporiopsis subvermispora. Os cavacos permanecem em estado estacionário

durante a incubação com o fungo. Houve economia considerável de energia de refino (25-50%). O papel desta polpa celulósica apresentou mais alta resistência.

Akhtar et al. (1992, US5460697)

Tratamento de cavacos com fungos. Cavacos tratados com sais de sulfito para inibir o crescimento de microorganismos selvagens. Inoculação com uma cultura de fungo da podridão branca. Os cavacos são transformados em polpa celulósica. Infelizmente, o processo nunca ganhou

aceitação comercial e não tem sido largamente usado. Uma dificuldade reportada que poderia justificar esta baixa aceitação é o papel é menos resistente.

Akhtar (1994, WO9605362) Os cavacos são inoculados com inóculos de fungo da podridão branca e um nutriente a base de milhocina (fonte de nitrogênio), melaço e extrato de levedura. Os cavacos incubados são então transformados em polpa celulósica.

Pere et al. (1993, US5865949) Uso de enzimas totalmente distintas daquelas produzidas, por exemplo, pelos fungos da podridão branca, para decompor a lignina.

Celobiohidrolases, endo-beta-glucanases e mananases.

Akhtar et al. (1996, WO1998002612) Tratamento biológico da madeira Phebia subserialis. Verificou-se que, diferentemente de outros fungos de podridão branca, o P. subserialis

coloniza os cavacos mas não cria uma massa aérea superficial de hifas sobre os cavacos interferindo no processo de controle e de fluxo de ar.

Baecker et al. (1995, US5851351). Aproveitamento de uma situação real para alguns produtores de polpa celulósica, na qual os cavacos de madeira são transportados, em longas distâncias, em porão de navios. Biopolpação dos cavacos. Microorganismos são aplicados antes ou durante o carregamento dos navios.

Os microorganismos incubam e crescem durante o período de transporte dos cavacos até a fábrica.

Bajpai et al. (1998, EP1070174)

Biopolpação da madeira de eucalipto. Os cavacos são inoculados com fungos da podridão branca. Realizado cozimento químico (processo

Kraft). Como resultados foram verificados um menor consumo de químicos e menor tempo no cozimento, de energia e polpa celulósica mais resistente.

Bajpai et al. (1998, US6613192) Produção de polpa celulósica kraft de cavacos de eucalipto. O processo consiste em inocular os cavacos com fungo da podridão branca, permitindo que haja fermentação dos mesmos para que haja a propagação do fungo por meio dos cavacos e também que haja modificação da

lignina.

Akhtar et al. (1997, WO 9842914) Biopolpação em escala comercial. Biosupressão para evitar contaminação. Inoculação de cavacos eucalipto com o fungo, seguido de um

tempo necessário de incubação para que o fundo degrade ou modifique a lignina.

Akhtar et al. (2001, US7008505) Polpação biomecânica de eucalipto. Cultura de fungo Ceriporiopsis subvermispora, seguida de polpação mecânica. Permitiu ganhos significativos de energia na polpação mecânica e a polpa celulósica produzida apresentou ganhos consideráveis de resistência.

Pavan (2008, BRPI0801220-2)

Demonstração da viabilidade do processo de biopolpação de eucalipto para a produção de polpas celulósicas termomecânicas (TMP) e

quimotermomecânicas (CTMP). A avaliação de cavacos de eucalipto biotratados com C. subvermispora em uma planta piloto de 50

toneladas demonstrou economia de energia equivalente aos ganhos observados em escala laboratorial. Reduções de energia de 18% e 27% foram obtidas para os processos TMP e CTMP, respectivamente.


174

5.2.4. Enzimas para o descascamento da madeira


O processo de produção de polpa celulósica é realizado, na sua

quase totalidade, a partir de madeira descascada. A casca da madeira

apresenta baixa densidade e características químicas bem diferentes da

madeira: em geral com elevada quantidade de extrativos e materiais

inorgânicos. Estes aspectos, além de resultar em baixo rendimento do

processo, comparativamente ao processamento da madeira descascada,

podem também apresentar alguns problemas na produção de polpa

celulósica, tais como aumento de extrativos, de contaminantes (“pitch”),

além do mais alto custo de produção (BAROTH, 2007).

Atualmente, na produção de polpa celulósica, há dois processos

principais de descascamento das toras de madeira: tambores e sistema

descascadores acoplado ao equipamento que realiza a colheita das

árvores. No primeiro caso, em geral, é comum usar a casca em caldeiras

de força para a geração de energia, enquanto que no segundo tipo de

descascamento é mais comum a manutenção da casca extraída das toras

no campo, como forma de repor matéria orgânica para o solo.


das enzimas

Foram encontradas poucas referências sobre descascamento com

enzimas. Um único documento de patente foi encontrado.


175



A patente CA2033141, descrita por Viikari et al.(1990), detalha um

método de tratamento das toras de madeira com uma solução de

enzimas, seguido de um descascamento mecânico das toras. Esta

descrição parte do princípio que as enzimas agem sobre os componentes

químicos existentes na região cambial da madeira, uma camada situada

entre a madeira e a casca. Cabe destacar que o câmbio consiste de células

vivas que promovem crescimento contínuo da árvore. Segundo Viikari et

al. (1990), o câmbio é constituído principalmente por pectinas, que por

sua vez são constituídas por ácidos galacturônicos, ramnose, arabinose e

galactose, além de hemiceluloses, celulose e proteínas. Assim, o princípio

chave do descascamento com enzimas, de acordo com o detalhamento

desta patente, é que as enzimas promovem o enfraquecimento das

ligações entre a madeira e a casca e, portanto, favorecendo o

descascamento mecânico posterior e, como conseqüência, reduz tempo e

consumo de energia na operação.

A formulação proposta por Viikari et al. (1990) é constituída de uma

solução de poligalacturonase, pectina liase, xilanase e endo-glucanase ou

misturas entre elas, podendo ser em pH 2 a 8 (mais comum ao redor de

5), durante uma hora a 3 dias (em geral de 2 a 6 horas), em

temperaturas de 5 a 80ºC (mais freqüente entre 20 a 40ºC).

Outras descrições de descascamento da madeira com enzimas foram

feitas por Bajpai (1999), Wong e Saddler (1992) e Rato et al. (1993 e

1996). Estes últimos autores descrevem a constituição química presente

na região cambial da madeira de “Spruce”, bem como a eficiência de


176

tratamentos enzimáticos na solubilização dos mesmos. O tratamento

enzimático seguido de descascamento mecânico, em escala laboratorial,

reduziu até 80% o consumo de energia da operação.

5.2.5. Enzimas para a deslignificação da polpa celulósica


Como parte do processo de produção de polpa celulósica, o processo

mais efetivo da clivagem da lignina ocorre no reator denominado digestor

(figura 2.8, no capítulo 2). Neste reator ocorre a clivagem da estrutura e

permite a remoção da maior parte da lignina da madeira. Por exemplo,

uma madeira que, originalmente, contém, aproximadamente, 30% de

lignina, sai deste reator (digestor), após processo convencional de

cozimento e lavagem correspondente e de acordo com a prática corrente

da indústria moderna, com aproximadamente 2,7 a 3% de lignina, para

madeiras do tipo “hardwood”. Teor este que é medido com uma

metodologia denominada de número kappa. Estes teores de lignina

citados (2,7 a 3%) correspondem a valores número kappa na faixa de 18

a 20 (madeiras de “hardwood”). Esta lignina residual, embora

aparentemente, em pequena quantidade, confere cor escura à polpa

celulósica e precisa ser removida, quase que na totalidade, para que a

polpa celulósica apresente, ao final do processo, um nível adequado de

alvura. Como exemplo, após o cozimento a alvura que é de

aproximadamente 40% ISO, ao final do processo, polpa celulósica

branqueada, apresenta alvura de 88 a 90% ISO.


177

A deslignificação com oxigênio é uma tecnologia padrão

(COLODETTE et al., 2007), mais comum atualmente para iniciar a remoção

desta lignina residual após o cozimento em fábricas modernas,

especialmente da América do Sul e algumas da Europa. Na América do

Norte e na Ásia, em geral, apenas algumas fábricas adotaram o processo

de deslignificação com oxigênio. Trata-se de um processo relativamente

pouco dispendioso, com o uso de oxigênio gasoso, em meio alcalino (pH

ao redor de 11, ajustado com o uso de licor negro oxidado) e

temperaturas altas (90 a 100ºC). Este processo resulta na remoção de 45

a 50% da lignina residual citada (DANIELEWICZ e SLUSARSKA, 2006)., mas

não tem ação sobre remoção de ácidos hexanurônicos (o qual também

contribui, nesta fase, para o nível de kappa quantificado).


das enzimas

O levantamento e análise das patentes confirmam o interesse sobre

as enzimas oxidativas, a partir do início até a metade da década de 90

(figura 5.20). Atualmente o interesse está reduzido, uma vez que não

houve aplicação industrial destas enzimas e os desafios são grandes,

conforme citados anteriormente.

Na figura 5.21 nota-se que dentre as empresas com maior número

de patentes para enzimas para deslignificação estão a Mitsubishi Paper e

Oji Paper, ambas Japonesas e produtoras de polpa celulósica e papel. Em

terceiro e quarto lugar encontram-se duas empresas produtoras de

enzimas e ao mesmo tempo alguns institutos de pesquisas e

universidades.


178

Na figura 5.22 são ilustrados os países de prioridades das patentes

nesta área da produção de polpa celulósica e verifica-se que o Japão,

Estados Unidos e Canadá apresentam o maior número de prioridades.

Cabe destacar a Mitishubishi Paper e a Oji Paper, que são empresas

japonesas produtoras de polpa celulósica, seguida principalmente da

canadense Iogen, a qual investiu na tecnologia de deslignificação, e do

Instituto de Pesquisas no Canadá (Paprican), o qual investiu no

desenvolvimento de lacases.


deslignificação da polpa celulósica. Fonte: elaboração própria.



Na tabela 5.5 é apresentado um resumo da análise das principais

patentes sobre enzimas para a deslignificação da polpa celulósica. Nota-se


179

que a partir da década de 90, principalmente, foram patenteados

processos de produção de lacases e manganês peroxidases, mas o

foco concentrou-se em lacases apenas. São observados avanços

no sentido de produzir lacases economicamente viáveis, visando a

produção em larga escala, bem como produtos mais resistentes

aos níveis mais altos de temperatura e pH. É importante citar que as

lacases são mais efetivas em meio ácido. Existem poucas lacases capazes

de resistir ao meio alcalino. Alguns exemplos são a lacase produzida de

Rhus vernificera, que tem pH ótimo 9 e a de Melanocarpus albomyces que

age em pH neutro (KEROVUO, 2006).

Figura 5.21 - Empresas e instituições detentoras de patentes sobre

enzimas para a deslignificação da polpa celulósica. Fonte: elaboração

própria.


180

Estudos mais recentes continuam desenvolvendo lacases mais

adaptadas às condições de produção de polpa celulósica (SHANKAR e

SHIKHA, 2012) e um dos focos tem sido a avaliação de mediadores

naturais (FILLAT et al., 2011 e 2012 e ANDREU e VIDAL, 2011). Por outro

lado, Carvalho et al. (2009) e Ferraz (2007 e 2008) descrevem a

necessidade de concentrar esforços no entendimento da estrutura,

composição e os mecanismos da deslignificação da biodegradação.

Figura 5.22 – Principais países detentores de patentes sobre enzimas

para a deslignificação da polpa celulósica. Fonte: elaboração própria.

Mas os avanços mostrados na tabela 5.5 não são suficientes para

uma aplicação mais ampla. A tabela 5.6 mostra que os níveis de pH e

temperatura recomendados são distantes da necessidade. Martínez (2011)

cita que existem pesquisas sobre lacases e peroxidases, enquanto que

Kunamneni (2007) destaca que a principal limitação da aplicação de

lacase é a dificuldade de produção em grandes volumes e alta atividade.


181

Tabela 5.5 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a deslignificação da polpa

celulósica. Fonte: elaboração própria.


Koide et al. (1986, JP62220190),

Paice e Boubonnais (2003,

US5691193), Tolan e Popovici (2000, CA2349429), Harazono et

al. (2000, JP069881), Xiao (2006,

CN1952111), Paloheimo (2004, FI118339), Kerovuo (2006,

WO2008027501), Lin e Wei

(2009, CN101880632) e

Processo de deslignificação por meio da aplicação de enzimas oxidativas. A análise destas

patentes revela a aplicação tanto das manganês peroxidases quanto das lacases.

Xiao (2006, CN1952111), Kerovuo

(2006, WO2008027501), Lin e

Wai (2009, CN101880632)

Durante a análise de patentes, notou-se que, a partir de 2006, vem sendo desenvolvidas enzimas oxidativas, especialmente as lacases. Xiao (2006) descreve que os principais objetivos são

reduzir o ciclo de produção da enzima, eliminar o uso de compostos aromáticos tóxicos,

tornando efetivo para produzir a enzima em larga escala e de produzir lacases mais resistentes às temperaturas mais altas.

Kerovuo (2006, WO2008027501)

Outra tendência é o desenvolvimento de lacases que possam ser aplicadas em meio alcalino.

Neste ponto, é importante citar que as lacases são mais efetivas em meio ácido. Existem poucas

lacases capazes de resistir ao meio alcalino. Alguns exemplos são a lacase produzida de Rhus vernificera, a qual tem pH ótimo 9 e a de Melanocarpus albomyces que age em pH neutro.

Yongchang et al. (2011, CN102061290).

Nesta invenção foram realizadas múltiplas metagêneses de sítio direcionado com o objetivo de

produção de lacases termoestáveis. Realizaram-se ainda reduções de “códons” raros no gene,

diminuendo o conteúdo da base guanina-citosina (GC) e minimização da formação da estrutura de ácidos nucléicos aumentando o nível de expressão do gene em E. coli, em até 317 vezes,

comparativamente ao gene natural.

Mengxuan et al. (2010, CN101857859)

Procedimentos para a produção de lignina peroxidases mais resistente às faixas mais elevadas de temperatura e pH.


182

Tabela 5.6 – Resumo das principais enzimas oxidativas comerciais para a

catálise da lignina. Fonte: PERE (2010).

5.2.6. Enzimas para o branqueamento da polpa celulósica


Conforme descrito no capítulo 2, o branqueamento é uma das mais

importantes etapas do processo de produção de polpa celulósica.

Branqueamento é um termo técnico que significa um processo para

remover a lignina residual da polpa celulósica para aumentar a alvura, a

limpeza e outras propriedades desejadas, com preservação adequada da

resistência da polpa celulósica, rendimento dos carboidratos e aspectos

ambientais especificados (DENCE E REEVE, 1996). Muitos estudos têm

sido dedicados a esta área e há um bom nível de patenteamento e

também de pesquisas com o objetivo de ampliar a aplicação de xilanases

nesta etapa. A aplicação atual de xilanases é prática comum em alguns

produtores de polpa celulósica da América do Norte e Europa,

principalmente. Não há ainda aplicações de xilanases no branqueamento

da polpa celulósica produzida no Brasil.


183


das enzimas

O levantamento de patentes específicas sobre enzimas para o

branqueamento da polpa celulósica nas diferentes bases de dados (figura

5.23) mostra que o branqueamento, relativamente a outros tópicos da

fabricação de polpa celulósica, apresenta mais alto número de patentes.

Destaca-se, portanto, o grande interesse no desenvolvimento, proteção e

aplicação de enzimas nesta área.

Na figura 5.23 nota-se um aumento rápido do número de patentes

desde o início da década de 70 até a metade da década de 90. Nesta fase

duas motivações justificam este aumento: 1) o início do aumento de

escala da tecnologia, com a realização de vários testes industriais, que em

geral, passaram da fase laboratorial diretamente para a escala industrial;

2) início do desenvolvimento de xilanases livre de celulases, com mais alta

atividade, termoestabilidade e mais resistentes às condições alcalinas.

Nota-se também na figura 5.23 que da metade da década de 90 até

o início da década de 2000 houve uma queda no interesse do

desenvolvimento de enzimas para branqueamento da polpa celulósica.

Esta tendência parece estar associada ao desenvolvimento de enzimas

oxidativas e, mais recentemente, com o foco voltado para o

desenvolvimento de enzimas para hidrolisar biomassas lignocelulósicas.

A figura 5.24 apresenta as principais empresas detentoras das

patentes para a produção de enzimas (as xilanases) para o

branqueamento da polpa celulósica. A figura 5.24 revela um fato


184

interessante: a Oji Paper, empresa japonesa, que produz polpa celulósica

e papel, apresenta o mais alto número de patentes. Adicionalmente, ela

também é citada como a única que tem produção de enzimas “on-site”

para as suas necessidades (uso cativo). Mas é curioso que não é mérito

único da Oji Paper, pois a Mitsubishi e a Jujo paper, outras duas empresas

japonesas, também se destacam com um número considerável de

patentes. Em seguida vêm um instituto e uma empresa produtora de

polpa celulósica e papel na China. Dentre as empresas produtoras de

enzimas, destaca-se a Iogen, empresa canadense, com o maior número

de patentes para esta aplicação.


branqueamento. Fonte: elaboração própria.

O Japão se destaca novamente com o maior número de prioridades

de patentes sobre o branqueamento da polpa celulósica (figura 5.25),

decorrente do interesse das empresas apresentadas na figura 5.24. Na

área destacam-se também os Estados Unidos, a China, a Finlândia e o


185

Canadá. A China é de certa forma surpresa, mas há que se destacar que

ela se tornou o maior fabricante de papel do mundo (tabela 2.1).

Figura 5.24 - Empresas detentoras de patentes sobre branqueamento.




Uma análise detalhada das patentes permitiu obter as principais

tendências ao longo dos últimos 20 anos de aplicação de enzimas no

branqueamento da polpa celulósica. Na tabela 5.7 são apresentados os

principais aspectos relevantes e não há dúvidas que as xilanases foram

o foco dos desenvolvimentos. A análise demonstra um avanço

significativo no desenvolvimento e aplicação das xilanases.


186

Engenharia das enzimas para torná-las livres de celulases, diversidade

de microorganismos testados e de condições experimentais de

branqueamento avaliados. Nota-se a corrida atrás de novas técnicas

biotecnológicas para a produção de xilanases engenheiradas

termoestáveis (e livres de celulases). Diferenças nas características

das xilanases de fungos e bactérias foram revisadas por Wong et

al.(1988) e patenteadas por Arbeloa et al. (1991, US5618386) para a

produção de xilanases provenientes de bactérias Streptomyces

viridosporus e De BUYL et al. (1993, US6423523), a partir de Bacillus sp.

Figura 5.25 – Principais países de prioridades de patentes sobre

branqueamento. Fonte: elaboração própria.

Em 1987 Mondue et al. obtiveram um microorganismo recombinante

do gênero Streptomyces e produziram xilanases substancialmente livre de


187

celulases. Logo em seguida, Paice et al. (1988) utilizaram xilanases livres

de celulases, produzida a partir de um clone de E. coli. No início da década

de 90 a principal tendência observada foi a combinação do uso de

xilanases com o estágio de deslignificação com oxigênio (Du MANOIR e

DUBELSTEN, 1994). Na tabela 5.7 nota-se ainda que a técnica de

mutagênese de sítio direcionado foi usada para a produção de proteínas

mais estáveis, obtida pela introdução de ligações disulfeto (CAMPBELL et

al., 1993) e GOMES et al.,2007).

Com estes avanços reportados na tabela 5.7, um resumo das

diferentes xilanases comerciais para o setor de polpa celulósica e papel e

as faixas de pH e temperatura recomendadas pelos produtores das

enzimas é apresentado na tabela 5.8 (PERE, 2010). Nota-se uma faixa

bastante restrita de pH, prevalecendo de 6 a 8, enquanto que para

temperatura a faixa é mais ampla, mas são poucos os exemplos que

superam a faixa 75 a 85ºC.

Uma análise das publicações de artigos científicos (figura 5.26)

indica que boa parte está relacionada com o desenvolvimento de enzimas

mais termoestáveis.

Embora muito pouco divulgado na literatura, pois as informações

ficam reservadas aos fabricantes de enzimas, foi possível identificar por

meio de poucas referências um número aproximado de fábricas que já

incorporaram o uso de xilanases em suas atividades industriais, no

branqueamento da polpa celulósica.


188

Tabela 5.7 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para o branqueamento da polpa

celulósica. Fonte: elaboração própria.

Referência Bibliográfica Aspectos Relevantes Obtidos na Análise das Patentes Du Manoir (1989, US5179021), Bernier et al. (1988,

US5116746), Casimir-Schenkel et al. (1990, US5407827), Campbell et al. (1993, US5405769), Dahlberg et al. (1991,

US5395765), Jeffries et al. (1992, US5369024), Anker et al. (1990, US5457045), Rosenberg e Shoham (1990, US5434071),

Jeffries (1992, US5498534), Tolan e Foody (1991, US5591304), Troughton et al. (1993, US5645686), Sung et al. (1996,

US5866408), Jeffries et al. (1992, US5834301), Brzezinski et al. (1994, US5871730) e Hyatt et al. (1996, US6057438)

A lista de patentes compreendem um período entre o final da década de 80 até a metade da década de 90. Portanto,

são as primeiras patentes específicas para branqueamento da polpa celulósica e também as primeiras com xilanases

engenheiradas para mínima presença de celulases e para atividades mais elevadas em faixas de temperaturas mais altas.

Du Manoir e Dubelsten (1994, EP0386888) Associação de estágio de oxigenação ao tratamento com xilanase substancialmente (mas não totalmente) livre de celulases. Redução do kappa de até 23%), mantendo propriedades de resistência da polpa celulósica aceitáveis.

Wizani et al. (1990, DE4017522) Os autores foram uns dos primeiros a citar a necessidade de obtenção de xilanases livre de celulases. Obtenção por

processo de separação e purificação. pH ótimo 6 a 7,5, a 45 a 65ºC e tempo de reação 15minutos.

Jeffries e Foody (1991, CA2167946) Xilanase, cujo nome comercial é PulpzymeTM HA, preparada a partir de linhagem de T. reseei. Esta foi a primeira

xilanase comercial para biobranqueamento (DHIMAN, 2008).

Arbeloa et al. (1991, US5618386) Produção de xilanases provenientes de bactérias Streptomyces viridosporus.

De Buyl et al. (1993, US6423523) Produção de xilanases a partir de Bacillus sp.

Matsuhashi (1998, JP11279968) Xilanases derivadas do gênero Trichoderma em altas temperaturas. Cita que a xilanase apresenta temperatura ótima

55 a 85ºC e pH ótimo entre 5 a 9, em tempos de reação que variaram de 15 a 180 minutos.

Wizani et al. (1990, DE4017522) Xilanases livres de celulases. É importante ainda citar que nesta época o pH ótimo buscado era ao redor de 6 a 7,5,

a estabilidade térmica de 45 a 65ºC e temperatura ótima 65ºC, para tipo pH 4,8 e tempo de reação 15min.

Fukunaga et al. (1994, JP8224081) Obtenção de duas xilanases de Bacillus sp 2113 (FERM BP-5264), resistentes a temperaturas mais altas: até 90ºC.

Nakamura (1997, JP11107181) Aplicação de enzima após o estágio de deslignificação com oxigênio. Estágio enzimático (xilanase) com temperatura elevada para até 90ºC e a reação ocorre em meio ácido (pH 2 a 4), durante até 20 minutos.

Tolan et al. (2001, WO02057541) e Tolan et al. (2001,

WO2003048449)

O documento WO02057541 descreve a aplicação de xilanases em branqueamento convencional. O documento WO2003048449, associa o uso de xilanases a uma seqüência de branqueamento não convencional, com o uso de

perácidos. Uso de xilanases mutantes de T. reseei , mais termoestáveis (até 63ºC) e pH 7,5.

Steer et al. (2003, US7960148) e Richardson et al. (2007,

MX2009008129) Produção de xilanases que apresentam atividade e estabilidade elevada em faixas mais altas de temperatura.

Foody et al. (1998, CA2319074) Aumento de COD com uso de hemicellulases. O mesmo acontece para lignina, uma vez que as hemicelulases liberam

açúcares solúveis e outros componentes (exemplo lignina), que contribuem para o aumento do COD.

Yin et al. (2009, WO2012015452) Aumento de COD (20 a 50%) com o uso industrial de xilanases.

Izumi et al. (1999, JP2001055679), Iwasaki et al. (2002,

JP2004169243) e Xiaomin e Yiqin (2009, CN101597871) Aumento de COD com o uso de xilanases. Descrevem técnicas de purificação do filtrado deste estágio.


189

Tabela 5.8 – Resumo das principais xilanases comerciais disponíveis para

aplicação no branqueamento. Fonte: PERE (2010).

Em 2002, na América do Norte, vinte unidades industriais usavam

xilanases. Destas, 8 para produção de polpa celulósica a partir de madeira

“hardwood” e 12 para “softwood” (BURGET et al., 2002). Importante citar

que em 2002 foi registrado um volume de polpa celulósica de mercado

tratado com xilanase de 4200 toneladas/dia, no Canadá e de polpa

celulósica em fábricas integradas de 6900 toneladas/dia, nos EUA. Tolan

et al. (1996), em 1994, do total de polpa celulósica kraft branqueada do

Canadá, 8% era tratada com xilanase em 1994 (o equivale à

aproximadamente 830.000 toneladas). Nos Estados Unidos, atualmente,

pelos menos 12 fábricas usam enzimas no processo de branqueamento

(HART, 2011).

A análise das tendências tecnológicas ao longo destes anos revela

que no início do desenvolvimento das xilanases para branqueamento

buscou-se passar o mais rapidamente da fase de produção de xilanases,

realizações de testes laboratoriais e industriais, sem grande preocupação

com a especificidade das xilanases. Esta abordagem não foi bem sucedida

pois a presença de celulases prejudicou o rendimento do processo, a

geração de matéria orgânica dissolvida em excesso, com impactos


190

negativos sobre o processo e o tratamento de efluentes. Impactos

negativos também foram observados sobre a resistência da polpa

celulósica.

Figura 5.26 - Número de artigos científicos publicados sobre

branqueamento da polpa celulósica. Fonte: elaboração própria.

Paice e Zhang (2005) citam que o volume tratado com xilanases

corresponde à aproximadamente 10% de toda a cellulose kraft (em 2012

são, aproximadamente, 13 milhões de toneladas). Em 2011 a Iogen

publica que suas xilanases já trataram mais de 10 milhões de toneladas

de polpa celulósica, até 2011.

Enquanto que na América do Norte, a Iogen lidera o Mercado de

xilanase para o branqueamento, globalmente outros produtores de

enzimas neste mercado são a AB Enzymes, Diversa, Novozymes,

Verenium, dentre outros. No Japão, em Yonago, a Oji Paper produz a sua


191

própria xilanase para uso no branqueamento de uma fábrica que produz

polpa celulósica de “hardwood”, com capacidade de 1300 toneladas/dia

(OECD, 2001, Paice e Zhang, 2005 e Bajpai, 2012).

Silmo (2010) cita que, na Europa, existem 50 fábricas de produção

de polpa celulósica usando enzimas e outras 30 estavam em fase de

testes. Achle (2007) mostra que as aplicações são lideradas pelas

hemicelulases. Talvez o sucesso tivesse sido maior se o aumento de

escala do uso de xilanases não tivesse sido aplicadas diretamente da

escala laboratorial para industrial. Neste sentido, Oliveira (2004) reforça a

necessidade de produção de xilanases com mais alta especificidade ao

substrato, onde apenas quando a enzima ideal encontra o substrato ideal,

as reações bioquímicas podem ocorrer de forma eficaz. O impacto

negativo sobre o rendimento de produção de polpa celulósica “hardwood”

com xilanases é ainda um desafio a ser vencido (Hart, 2005).

5.2.7. Enzimas termoestáveis para o setor de polpa celulósica e

papel


Conforme descrito no capítulo 3 e também no capítulo 5, uma

aplicação plena de enzimas na produção de polpa celulósica depende

fundamentalmente da disponibilidade de enzimas que sejam resistentes

às faixas de temperaturas altas (80 a 90ºC). Logo no início do

desenvolvimento de enzimas para uso na produção de polpa celulósica as

enzimas apresentavam máxima atividade em temperaturas de até 60ºC e

isto não atendeu às necessidades da indústria. Foi necessário desenvolver


192

enzimas termoestáveis em faixas mais elevadas de temperatura para

permitir um aumento da aplicação industrial.


das enzimas

A figura 5.27 ilustra o número de patentes sobre enzimas

termoestáveis e indica que o maior interesse ocorreu ao longo da década

de 90. Este período coincide, em maior grau, com o desenvolvimento das

xilanases termoestáveis. Por volta da metade da década de 90 coincidiu

com a necessidade de produção de enzimas oxidativas termoestáveis,

especialmente as lacases e manganês peroxidases.

A figura 5.28 ilustra que o principal detentor de patentes é o Canada

National Research Council. Esta instituição é seguida por produtores de

enzimas, mas outros institutos de pesquisas e universidades também

aparecem, revelando que se trata de um desafio bastante complexo para

ser atingido. O Canadá e os Estados Unidos lideram o número de

prioridade de patentes (figura 5.29).

O número de artigos científicos publicado sobre este tema cresceu

significativamente ao longo dos últimos anos (até março de 2012, dados

não apresentados), indicando que continua o interesse científico neste tipo

de desenvolvimento. Esta tendência decorre do fato dos produtores de

enzimas terem percebido que a produção de enzimas com alta atividade,

especificidade e com características de aplicação nas condições de menor

perturbação dos arranjos industriais instalados (mínimo investimento) é

fator chave de aumento da aplicação de enzimas.


193


termoestáveis. Fonte: elaboração própria.


rmoestáveis. Fonte: elaboração própria.


194

Figura 5.29 - Países de prioridade de patentes sobre enzimas

termoestáveis. Fonte: elaboração própria.



A análise de patentes realizada (tabela 5.9) demonstrou que o

desenvolvimento de enzimas resistentes a níveis mais altos de

temperatura (adequadas para serem aplicados na produção de polpa

celulósica) avançou bastante. Nota-se uma evolução na procura de novas

técnicas e melhoramento de microorganismos, visando a produção de

xilanases ativas e estáveis em mais altos níveis de temperatura.

Enquanto que as primeiras patentes eram para xilanases com

temperatura ótimas ao redor de 50ºC (US5407827, CASIMIR-SCHENKEL


195

et al., 1990, US5116746, BERNIER et al., 1988) a patente US5405769

(CAMPBELL, 1995) descreve a construção de mutantes com a produção de

xilanases termoestáveis de baixa massa molecular (20396 Daltons) a

partir de Bacillus circulans. Cita ainda que a termoestabilidade foi

aumentada por meio do uso da técnica de metagêneses de sítio

direcionado. A termoestabilidade foi conferida pela presença de pontes

disulfeto não-nativo e seleção de mutações com terminais N.

Shah et al. (2000) mostraram que xilanases produzidas a partir do

Thermotoga maritime podem ser aplicadas na região da etapa de

deslignificação (antes do branqueamento), em pH 10 e temperatura 90ºC.

Outros estudos também demonstram a resistência de xilanases em níveis

mais altos de temperatura (US5395765, DAHLBERG et al., 1991). Arase et

al. (1993) publicaram aumento da termoestabilidade de xilanases de

Bacillus pumilus, a partir de mutações randômicas, mais especificamente

mutações químicas de genes, mas o aumento de termoestabilidade foi

pequeno.

A esta altura é importante mencionar que entre as xilanases

naturalmente ocorrentes, xilanases termoestáveis têm sido isoladas a

partir de alguns poucos microorganismos específicos, tais como o

Caldocellum saccharolyticum, Thermatoga maritima e Thermatoga sp.

"strain" FjSS3-B.1, os quais crescem em temperaturas 80° a 100°C

(LUTHI et al. 1990; WINTERHALTER et al. 1995; SIMPSON et al. 1991).


196

Tabela 5.9 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas termoestáveis para o setor de polpa

celulósica e papel. Fonte: elaboração própria.


Campbell (1995, US5405769)

Construção de mutantes com a produção de xilanases termoestáveis de baixo peso molecular (20396 Daltons) a partir de Bacillus circulans. Cita ainda que a termoestabilidade foi aumentada por meio do uso da técnica de metagêneses de sítio direcionado. A termoestabilidade foi conferida pela presença de pontes disulfeto não-nativo e seleção de mutações com terminais N.

Fagerstroem et al. (1995,

WO9722691) Produção de novas xilanases termoestáveis de Chaetomium thermophilum.

Sung et al. (1996, US5866408)

Modificações na família 11 (das xilanases) para o Trichoderma reseei (e outros microorganismos). Detalha condições de processo com a aplicação destas enzimas, visando principalmente avaliar a sua capacidade para resistir às condições de pH mais elevados. Estes autores associam que as xilanases apresentam desempenho superior quanto à termoestabilidade e tolerância à condição mais alcalina porque a modificação foi obtida a partir de alterações estruturais nos aminoácidos. A patente US 5916795 (FUKUNAGA et al., 1997) também aborda a produção de xilanases termoestáveis a partir de Bacillus sp.

Dahlberg et al. (1991, US5395765)

Demonstram a resistência de xilanases a mais alta temperatura.

Yu et al. (1987, US4966850) Xilanases termoestáveis de Thermoascus aurantiacus. Estas enzimas não são membro da família G, também denominada de família 11, o que foi o objeto desta patente. Mas apresentaram atividade ótima a 75ºC, com meia vida a 70ºC e 60ºC, durante 90 minutos e 4 dias, respectivamente.

Tolan et al. (2001,

WO02057541)

Xilanases, produzidas a partir de mutantes de T. reseei (modificados a partir de DNA recombinante), são mais termoestáveis e também mais tolerantes às condições alcalinas, até 63ºC e até pH7,5, respectivamente. Adicionalmente, apresentam reduzida ou nenhuma atividade celulolítica.

Nobuyuki et al. (1995, JP8224081) e Nakamura (1997, JP11107181)

Informações que mostram que os japoneses avançaram no desenvolvimento de xilanases mais termoestáveis. Estas patentes descrevem produções de xilanases capazes de resistir a temperaturas altas. Como exemplo, a JP8224081 descreve a produção de duas xilanases, uma capaz de resistir de 50 a 80ºC e a outra de 60 a 90ºC, em

pH ótimo de 5 a 8.

Steer at al. (2003, US7960148) e Weiner et al. (2006, US8043839)

Produção de xilanases com o uso de técnicas robustas de seleção e purificação de proteínas. As patentes descrevem a produção de xilanases que apresentam atividade e estabilidade elevada em faixas mais altas de temperatura (até 85ºC).


197

Tabela 5.9 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas termoestáveis para o

setor de polpa celulósica e papel. Fonte: elaboração própria a partir de dados da base consolidada citada na tabela 5.1.

Maupin-Furlow et al. (2009,

WO2010129940)

Produção de polipeptídios contendo lacases a partir de Haloferax volcanii, com mais alta atividade do

que as lacases originais. No entanto, a atividade alta ocorre temperaturas relativamente baixas

(até 45ºC).

Yongchang et al. (2011, CN102061290).

Nesta invenção foram realizadas múltiplas metagêneses de sítio direcionado com o objetivo de produção de lacases termoestáveis.

Oliver et al.(2006,

US2008064064) Produção de mananases com mais alta termoestabilidade.

Bo et al. (2005, WO2006104448)

Produção de xilanases termoestáveis ( 70ºC) de Bacillus halodurans S7

Jones et al.

(2000,US2004033580) Descrições de lipases e pululanases termoestáveis a partir de bactéria do gênero Thermopallium.

Mantyla et al. (1994, US2001024815)

Documento detalha a produção de xilanases termoestáveis (50 a 80ºC).

Fagerstroem et al. (1995,

WO9722691) Produção de xilanases termoestáveis (60 a 80ºC), obtidas de Chaetomium thermophilum.

Groenbert et al. (1995,

US6083733) Produção de xilanases termoestáveis (80ºC), obtidas de bactérias termofílicas anaeróbicas.

Bodie et al. (1994,

US5437992) Descrevem a produção de 5 xilanases termoestáveis (até 70ºC) de Microtetraspora flexuosa.

CASIMIR-SCHENKEL et al.

(1990, US5407827) Xilanases termoestáveis (até 70ºC) de Thermomonospora fusca.


198

A crítica feita na época em que estes estudos citados no parágrafo

anterior foram realizados é que todos os extratos obtidos são de alta

massa molecular, alguns não pertencentes à família 11 e apresentam

atividade xilanolítica e celulolítica. Talvez isto explique porque os

resultados de elevada estabilidade de xilanases de Thermatoga maritima

não tenham progredido para produção comercial. Adicionalmente, outro

desafio associado é a atividade. Em geral, xilanases que resistem à

extrema alta temperatura apresentam baixa atividade (SUNG, et al.,

1996).

Outra tendência importante no resumo da tabela 5.9 é que os

japoneses avançaram no desenvolvimento de xilanases mais

termoestáveis, capazes de resistir até 90ºC, em pH ótimo de 5 a 8.

Um outro aspecto verificado é que parece não haver um consenso

entre os pesquisadores sobre a termoestabilidade de xilanases. Enquanto

Taibi et al. (2012), Zhang et al. (2011) e Mishra et al.(2011) reportam

avanços significativos, outros estudos indicam que este é um desafio

relativamente difícil de ser atingido, uma vez que os resultados

apresentados indicam temperatura máxima das xilanases ao redor de

70ºC (BRZEZINSKI, 1994, CASIMIR-SCHENKEL, 1994, SALEEM et al.

2012, PRAKASH et al., 2012, FAWZI, 2011, EBRAHIMI, 2011, SHRINIVAS,

2010). Mesmo com expressão heteróloga Ghaffar et al. (2011) mostra que

xilanases recombinantes apresentaram temperatura ótima de 70ºC, em

pH 5,5 a 8,5. Um estudo sobre mananases indicou uma temperatura ainda

mias baixa, ao redor de 60ºC, com pH ao redor de 5 (CHANDRA et al.,

2011), temperatura esta similar aos estudos anteriores para xilanases

(HUNG et al., 2011, SHARMA et al., 2010).


199

Steer at al. (2003) e Weiner et al. (2006) descrevem a produção de

xilanases que apresentam atividade e estabilidade elevada em faixas de

temperatura de até 85ºC, a partir da utilização de técnicas robustas de

seleção e purificação de proteínas. No entanto, o uso deste tipo de

xilanase passou a apresentar alguns problemas de geração excessiva de

matéria orgânica dissolvida, redução do rendimento e de resistência da

polpa celulósica, especialmente em testes industriais realizados em polpas

celulósicas de eucalipto (Hart, 2011).

Na tabela 5.9 nota-se que embora o foco maior seja para a

produção de xilanases termoestáveis, há estudos para aumentar a

termoestabilidade de lacases (D'SOUZA-TICLO et al., 2009, LITTHAUER et

al., 2007, CARVALHO et al., 2008 e CAMARERO et al. (2012).

5.2.8. Enzimas tolerantes às condições alcalinas


É importante contextualizar mais uma vez que diante do

conhecimento de que o processo de fabricação de polpa celulósica para os

locais de aplicação de enzimas do tipo xilanases, lacases e peroxidases

apresentam meio alcalino (9 a 10) e em temperaturas de 80 a 90ºC, a

continuidade dos desenvolvimentos de alternativas para a produção de

enzimas apropriadas é de grande interesse para o setor. É, portanto,

conhecido que o sucesso da aplicação de enzimas na produção de polpa

celulósica, seja na deslignificação ou no branqueamento, depende não

apenas de enzimas seletivas, de alta atividade, especificidade ao substrato


200

(polpa celulósica) e resistentes a níveis mais altos de pH e de

temperatura.


das enzimas

A figura 5.30 ilustra que na década de 90 houve investimento,

mesmo que pequeno, na produção de enzimas mais tolerantes às

condições alcalinas. Conforme descrito anteriormente, estes

desenvolvimentos, na sua grande maioria, em conjunto com os estudos

para a produção de enzimas termoestáveis.

Figura 5.30 – Evolução do número de patentes sobre enzimas alcalinas.


Mas a figura 5.30 mostra que o esforço foi descontinuado. Embora

as buscas tenham sido até 2012, existem documentos disponíveis nas


201

bases de dados até 2003 apenas. Uma possível razão é a dificuldade

inerente de encontrar microorganismos que conseguem ao mesmo tempo

combinar características de tolerância em pH alcalinos, em altas

temperaturas e com altos níveis de atividade necessários para produção e

comercialização em larga escala. Na figura 5.31 é possível notar que as

empresas produtoras de enzimas são as principais interessadas no

desenvolvimento de enzimas alcalinas.

Figura 5.31 - Empresas detentoras de patentes sobre enzimas alcalinas.




A análise das principais patentes (tabela 5.10) demonstra uma

tendência para o desenvolvimento de enzimas (xilanases e


202

celulases) mais resistentes a valores mais altos de pH. Um dos

focos foi o desenvolvimento de microorganismos mutantes

(HORIKOSHI, 1999). Verificam-se tentativa de desenvolvimento

conjugado da termoestabilidade e da resistência ao ambiente

alcalino. Como perspectiva, é descrito o interesse científico que ocorreu a

partir da redescoberta de bactérias alcalifílicas.

Um fato curioso é notar que a patente US6140095 (WILLIANS et al.,

1993) descreve o tratamento da polpa celulósica com xilanase em pH de

10 a 12 e em temperatura de 80ºC. Não foi encontrada uma justificativa

porque este tipo de alternativa não teve continuidade de

desenvolvimento. Além disto, outras citações descrevem a produção de

xilanases produzidas a partir de bactérias (MATHRANI et al., 1991,

EP0511933, SHOHAM et al., 1992) e ZAMOST, ELM, 1990, WO9118976 e

DEBLOIS e WIEGEL, 1992).

Várias outros pesquisadores também estudaram a possibilidade de

produção de xilanases mais resistentes às condições alcalinas e também

mais termoestáveis, a maioria a partir de Bacillus (AKIBA et al., 1988,

GUPTA et al., 1992, HAMAMOTO et al.,1987, GIBBS et al., 2010, HONDA

et al., 1985, ZHANG et al., 2008, CORDEIRO et al., 2002, SA-PEREIRA et

al., 2002 e SEPAHY et al., 2011).

Outras tentativas interessantes na direção de produção de xilanases

resistentes a pH alcalinos foram desenvolvidas por Dutta et al. (2007),

Techapun et al. (2003), Damiano et al. (2003), Bocchini et al. (2003),

Dhillon et al. (2000), Dhillon e Khanna (2000), Souza et al. (1997),

Blanco et al. (1995), Lal et al. (2011), Chengye et al. (2010) e Wang et

al. (2010).

http://www.pattools.com/cgi-bin/patent_navigator.pl?patent=6140095


203

Tabela 5.10 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas resistentes às condições alcalinas.



Willians et al. (1993, US6140095) Tratamento da polpa celulósica com xilanases em pH de 10 a 12 e em temperatura de 80ºC.

Mathrani et al. (1991, EP0511933) e (Zamost e Elm, (1990, WO9118976)

Produção de xilanases a partir de bactérias: pH 6 a 8 obtido com Dictyoglomus thermophilum e pH 9 com B. stearothermophilus.

Bodie et al. (1994, US5437992) e Bodie et al. (1994, US5683911)

Produção de xilanases para agirem em meios alcalinos, a partir de Microtetraspora flexuosa. Citam ainda que estas xilanases além de apresentarem atividade ótima em condições alcalinas elas são termoestáveis. A patente US5437992 focou na linhagem ATCC 35864.

Williams et al. (1993, US6140095)

Produção de xilanases resistente a pH 9 (e temperatura 70ºC). Esta patente está relacionada com o isolamento de microorganismos (gênero Bacillus) de amostras de solo e água coletadas em ambientes de lagos alcalinos do Kenia (no leste da África).

Osten e Shuelein (1994, US5912157), Emalfarb et al. (1996, US5811381), Shuelein et al. (1994, US6071735), Lange et al. (1994, US5972872) e Emalfarb et al. (1996, US6015707)

Produção de enzimas celulases, com atividades a pH alcalino. Osten e Schuelein (1994, US5912157) descrevem a produção de enzimas a partir de linhagens de Myceliophthora thermophila e suas variantes. Schuelein et al. (1994, US6071735) descrevem a construção de DNA para obter as enzimas, enquanto que Lange et al. (1994, US5972872) descrevem a produção de enzimas a partir de fungos selecionados de Basidiomycetous famílias Coprinaceae e Bolbitiaceae. Emalfarb et al. (1996, US6015707) e Emalfarb et al. (1996, US5811381 descrevem a produção de enzimas a partir de Chrysosporium lucknowense.

Fagerstroem et al. (1995, WO9722691)

Produção de xilanases termoestáveis de Chaetomium thermophilum, que resiste mais de 70% da atividade original em pH alcalino (pH 7-10).

Dahlberg et al. (1991, US5395765)

Demonstração da resistência de xilanases de Rhodothermus marinus em níveis mais altos de temperatura (ótima entre 80 a 100ºC), com manutenção de mais de 50% da atividade relativa em pH 5 a 10 após 4 horas a 65ºC.

Tolan et al. (2001, WO02057541) Xilanases, produzidas a partir de mutantes de T. reseei, são mais termoestáveis e também mais tolerantes às condições alcalinas, até 63ºC e até pH7,5, respectivamente. Adicionalmente, apresentam reduzida ou nenhuma atividade celulolítica.

Nobuyuki et al. (1995, JP8224081) e Nakamura (1997, JP11107181)

Informações que mostram que os japoneses avançaram nos estudos de xilanases mais termoestáveis. Estas patentes descrevem produções de xilanases capazes de resistir a temperaturas altas (até 90ºC) e com pH ótimo de 5 a 8.

Steer at al. (2003, US7960148) e Weiner et al. (2006, US8043839)

Produção de xilanases e celulases capazes de resistirem às condições alcalinas. Como exemplo, glucanases que mantêm atividade em faixa de pH de 6,5 a 10,5.

Maupin-Furlow et al. (2009, WO2010129940)

Produção de polipeptídios contendo lacases a partir de Haloferax volcanii, com mais alta atividade do que as lacases originais, tanto em condições ácidas quanto alcalinas (pH 6 a 10).

Chuanhuai e Kai (2009, CN101691699)

O documento cita o uso de xilanases, celulases e pectinases em pH 6 a 11 e temperatura 45 a 75ºC.


204

De acordo com Annamalai et al. (2009) os resultados obtidos

indicam a possibilidade de ampliar a produção em larga escala. Mas

Dhiman (2008) destaca a necessidade de aprofundar no conhecimento de

aspectos moleculares de xilanases e em clonagem de vetores de

expressões desejadas para que sejam de alta atividade e mais estáveis

em faixas mais amplas de pH e também de temperatura. Nestes aspectos

o uso de técnicas mais avançadas possíveis e disponíveis é necessário. Por

outro lado, continua a necessidade de ajustes no processo de produção de

polpa celulósica (foco em temperatura e pH adequados para uma ação

mais efetiva das enzimas) no sentido de permitir a ampliação da inserção

da tecnologia enzimática.

5.2.9. Enzimas para o tratamento de efluentes


O tratamento de efluentes dos processos de produção de polpa

celulósica e papel é uma importante etapa e tem requerido muitos

estudos. Nas últimas duas décadas a indústria mundial, especialmente

com forte influência dos países escandinavos e canadenses, revisou os

possíveis impactos e consolidou novas e modernas tecnologias de

tratamento de efluentes. O setor brasileiro de polpa celulósica cresceu

juntamente com estas mudanças e figura, atualmente, entre os sistemas

mais modernos e rígidos de tratamento e controle dos efluentes do setor

mundial.


205


das enzimas

A prospecção de patentes e o levantamento de literatura científica

confirmam o baixo interesse no desenvolvimento de tecnologias

enzimáticas para o tratamento de efluentes, o que está em linha com

Gomes et al. (2012). No Brasil são destacadas duas patentes da

UNICAMP, que serão comentadas a seguir.



A patente brasileira PI0002329-9, depositada em 30 de maio de

2000 (CABELLERO et al., 2000), descreve um processo para tratamento

de efluentes da indústria de polpa celulósica Kraft por meio de um sistema

enzima-mediador do tipo Lacases-hidroxamatos. O valor máximo

atingido de diminuição de fenóis na ausência de mediadores foi de 23%. O

1-hidroxibenzotriazol (HBT) não apresentou efeito significativo em

efluentes kraft. Dos mediadores estudados os hidroxamatos foram os mais

eficientes no tratamento do efluente kraft. Entre os hidroxamatos o ácido

acetohidroxâmico (AHA), foi o mais eficiente na degradação de fenóis

(70%) e no carbono orgânico total (73%) e não apresentou degradação

significativa pela lacase.

A patente brasileira PI9702823 -1, depositada em 3 de

setembro de 1997 (ZAMORA et al., 1997) descreve a imobilização de

peroxidase de rabanete (HRP VI) em vitrocerâmica porosa à base de

lítio, titânio e óxido de titânio, bem como a sua aplicação na descoloração

http://pesquisa.inpi.gov.br/MarcaPatente/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=550563&PesquisaPorTitulo=&PesquisaPorResumo=ENZIMA%20AND%20EFLUENTE&PesquisaPorDepositante=&PesquisaPorInventor=&PesquisaPorProcurador=


206

de efluente da indústria de polpa celulósica e papel. Como principal

resultado, obteve-se redução da cor de 30 a 40% do efluente para

tratamento enzimático de 4 horas. Rasmussen et al. (1990,

JP2001057894) descrevem a preparação de celulases e cita as suas

possíveis aplicações na melhoria das características do efluente da

indústria de polpa e papel. No entanto, não há nenhum descritivo de uso /

resultados e nem mesmo reivindicação de método ou processo específico.

Garver Jr. (1997, WO9840721) descreve um método para controlar

as características do efluente do processo de produção de polpa celulósica,

para o qual são utilizados vários insumos químicos para a deslignificação e

para o branqueamento, incluindo enzimas do tipo ligninase, xilanase,

mananase, lacase e peroxidase. Portanto, não trata do uso de enzimas

para melhorar as características do efluente.

Mais recentemente encontram-se algumas publicações científicas

sobre o tratamento de efluentes com enzimas. Yadav e Chaudhry (2012)

descrevem o uso da biopolpação, combinado ou não com branqueamento

com xilanase, para obter um efluente com menor carga poluente. Fillat et

al. (2012) e Hart (2012) concluíram que o branqueamento com xilanase

aumentou a carga orgânica para o tratamento de efluentes.

5.2.10. Enzimas para Modificação de Amido


A utilização de aditivos de colagem superficial da folha de papel e

também para o seu revestimento é prática necessária na produção de


207

papéis do tipo escrita e impressão de alta qualidade. A colagem da folha

de papel com amido modificado melhora as características da superfície e

também a resistência do papel (LIN et al., 2008). É um segmento de

papel que continua crescendo, principalmente o de produção de revistas

especializadas, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, onde a

demanda por propagandas é crescente. Esta é uma prática antiga da

fabricação de papel, que há anos verificou-se a importância e a

necessidade de hidrolisar o amido enzimaticamente para obter a qualidade

desejada do aditivo. É bem conhecido que o amido é constituído de

amilose e amilopectina. A amilose é um polímero formado por cadeias

lineares, constituído somente por ligações do tipo alfa-1,4-glucosídica. Por

outro lado, a amilopectina é constituída por ligações do tipo alfa-1,4-

glucosídica e ligações alfa-1,6-glucosídicas. As amilases são capazes de

hidrolisar as ligações do tipo alfa-1,4-glucosídica, tanto na amilose quanto

na amilopectina, convertendo o amido em uma substância de baixo peso

molecular. Assim, a viscosidade pode ser controlada por meio da hidrólise

enzimática. Por outro lado, quando enzimas capazes de hidrolisar as

ligações alfa-1,6-glucosídicas da amilopectina são usadas em conjunto

com alfa-amilases, as cadeias ramificadas da amilopectina são

hidrolisadas. Desta forma, o teor de amilose aumenta significativamente

elevando a fluidez da suspensão (ASAYAMA et al., 1993, JP6306794).

5.2.10.2. Evolução do número de patentes e os detentores das

enzimas

O levantamento de patentes indicou que o uso de enzima para a

modificação do amido para uso na fabricação de papel é antigo e que o

interesse aumentou a partir da metade da década de 90 (figura 5.32). A

necessidade de manter o mercado de produção de tintas e de

impressoras, associada ao crescimento da produção (e consumo) de papel


208

para escrever e imprimir no mercado chinês parecem ser as principais

razões para este aumento do interesse observado na figura 5.32.

Na figura 5.33 são apresentados os principais detentores dos

documentos de patentes destas enzimas. Nota-se a presença da Oji Paper

e da Honshu, que são empresas japonesas produtora de polpa celulósica e

papel. As produtoras de enzimas (Buckman, Novo Nordisk, Iogen e

Novozymes) aparecem após à Pioneer, empresa americana produtora de

amido e de tecnologia relacionada à produção de sementes, e a Sanyo

Chemical, uma empresa japonesa que também produz amido.

Na figura 5.34 observa-se que o Japão lidera os depósitos de

prioridade de patentes, seguido pelos Estados Unidos e Grã-Bretanha.

5.2.10.3. Análise dos documentos de patentes (complementada

com informações de artigos científicos)

As informações da análise crítica das patentes apresentadas na

tabela 5.11 mostram que o foco principal é sobre amilases. Revela que

a técnica de fabricação de papel com o uso de amido hidrolisado

enzimaticamente é antiga. A patente GB511026 (STEIN HALL MFG CO

(1938, 1938) é uma das primeiras a descrever um método demonstrando

que o revestimento de superfícies com adesivos à base de amido,

quando umedecidos com uma substância de aumento de viscosidade,

podendo ser um aluminato ou borato, desenvolve rapidamente

propriedades adesivas.


209


modificação de amido. Fonte: elaboração própria.

Figura 5.33 - Principais empresas das patentes sobre enzimas para a

modificação de amido. Fonte: elaboração própria.


210

Figura 5.34 – Princiapis países de prioridade de patentes sobre enzimas

para modificação de amido. Fonte: elaboração própria.

As principais informações na análise de patentes revelam que os

avanços tecnológicos relevantes ocorreram na melhoria das

propriedades das amilases, desenvolvimento de equipamentos e

novas técnicas de hidrólise do amido, bem como para a formulação

dos aditivos de colagem e revestimento da superfície da folha de papel

(tabela 5.11). Mas recentemente, é possível verificar uma tendência de

uso do amido modificado para alterar a resistência e outras

propriedades do papel, associado à tendência de redução da gramatura

do papel (LI et al., 2012).

Uma revisão sobre a produção de nanopartículas de amido

apresenta os avanços, os potenciais e as perspectivas desta nova área

para a utilização de enzimas (CORRE et al., 2010). Um estudo recente


211

mostra as principais vantagens da aplicação de nanopartículas de amido

na fabricação de papel são o alto teor de sólidos (até 70%, comparado

com o máximo de 44% para o amido convencional modificado), menor

energia de secagem do papel, aumento da qualidade superficial da folha

de papel e menor custo de produção (BACKER et al., 2012).


212

Tabela 5.11 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a modificação do amido. Fonte:



Stein Hall MFG CO (1938, GB511026) Uma das primeiras patentes a descrever um método demonstrando o revestimento de superfícies com adesivos à base de amido.

Vanderbilt CO R T (1938, GB532044)

Modificação enzimática do amido para uso como agente de revestimento e/ou colagem da superfície de papel laminado. Nesta época

demonstrou as vantagens de usar uma parte do amido não tratado com uma proporção de amido gelatinizado por meio de modificação

enzimática. A temperatura é mantida acima da temperatura de gelatinização, mas que não desnatura as amilases e depois esta é aumentada até 195ºF para desnaturar a amilase. Álcali ou sais de bórax é adicionado para aumentar o espessamento, além de formaldeído ou outro agente

preservativo é também adicionado.

Stein Hall MFG CO (1939, GB532605) e Rohm & Haas (1939, GB543433)

Melhorias na formulação de adesivos. A modificação do amido é feita tanto quimicamente quanto enzimaticamente (amilases). Dois

tratamentos químicos citados são a cloração do amido e sua plastificação e estabilização com produtos do tipo uréia, tiuréia, acetato de sódio, dentre outros.

Corn Prod Refining CO (1942,

GB579374) Método modificação do amido com diástases.

Eric et al. (1943, GB576659) Processo para modificar o amido ou a dextrina por meio de água quente para hidratar o material e em seguida esta hidratação é removida com a

aplicação de ácido sulfúrico quente ou com enzima (exemplo das malte diástases) ou com água quente por algum tempo.

Vanderbilt Co R T (1945, GB606029)

Mudança marcante de processo é notada. A preparação de pigmentos para uso na fabricação de papel foi descrita com o uso de carbonato

de sódio (usado até hoje) e tetraborato de sódio. Os precipitados destes sais são separados. Um tratamento com cloreto de cálcio e amido modificado com amilases é descrito para a formulação do pigmento para uso em revestimento de papel.

Mead Corp. (1948, GB676867)

Um novo salto nos desenvolvimentos. Descrição de um método de melhoria do aditivo de revestimento do papel e também de um aparelho para a sua aplicação, cujo princípio básico continua até os dias atuais. O amido é modificado com amilases e as características do papel,

especialmente lisura da superfície foi aumentada significativamente em função do desenvolvimento do método de aplicação do aditivo de

revestimento do papel.

Cons Water Power & Paper Company

(1958, GB873682) Novo processo de aplicação de aditivo de revestimento do papel: ocorre após a calandragem, com amido modificado enzimaticamente.

Escher Wyss GMBH (1961, GB995660) Novo avanço é verificado na produção de um aditivo para o revestimento do papel. Um equipamento para a gelatinização contínua do amido (no estado natural ou modificado enzimaticamente ou mesmo produtos derivados de amido).

Mead Corp (1963, GB1026444)

Preparação de adesivo à base de amido. O amido é parcialmente hidrolisado com amilases em seguida é submetido à elevada força de

cisalhamento, com a injeção de vapor, em condições atmosféricas. A pasta de baixa viscosidade e alta concentração de sólidos é misturada com caulim.

Nakashima et al. (1978, JP55089306),

Nakada et al. (1982, JP58175691) e Nakazato (1987, JP1162895)

Preparação de um aditivo de baixa viscosidade. Modificação do amido com amilases. A patente JP55089306 consiste de uma mistura de polivinil álcool ligado a um amido modificado, que após tratamento alcalino e aquecimento a 150ºC apresenta baixa viscosidade. A patente JP58175691

também usa amido modificado, mas em mistura com amilases com caulim. A patente JP1162895 descreve o uso de amido modificado

enzimaticamente e acetilado (com 0,1 a 0,2% de grau de substituição) e uso de baixa concentração de amido (8 a 15%, base peso).

Asayama et al. (1993, JP6306794),

Bruinenberg et al. (1994, EP0690170)

Preparação de um aditivo de baixa viscosidade (praticamente líquido), por meio do uso de amilases em conjunto com pululanases (estas

hidrolisam as cadeias ramificadas do amido).


213

Tabela 5.11 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a modificação

do amido. Fonte: elaboração própria.

Nakamura (1987, JP1156595) Método de formulação de aditivo para revestimento de papel usando amido modificado com amilases em mistura com carbonato de cálcio.

Bozich Jr. (1987, US4921795) Método de formulação do aditivo de revestimento do papel em alta concentração (40-45% sólidos). São usadas alfa-amilases e a

glucoamilases resistentes a elevados níveis de temperaturas.

Yamazaki (1982, JP59024770) Preparação de agente para soltar a folha de papel ao final da sua formação. O aditivo é preparado com o uso de amido modificado com

amilases, em conjunto com um acelerador enzimático e um surfactante.A formulação é composta por amido, amilase, etileno glicol e água.

Stange et al. (1987, US4940514),

Okada e Wada (1996, JP10120703) e Amada e Baba (1997, JP11107188)

Produção de papel e papel cartão com alta resistência, obtida com o uso de amido hidrolisado com amilases. A primeira patente incorpora um

polímero catiônico, enquanto que a segunda incorpora também eterificação e oxidação em solvente alcoólico em temperaturas de 100 a 150ºC sob pressão. A terceira patente além do amido catiônico adiciona também uma carboximetilcelulose.

Mulin (2011, CN102190982) Produção de papel cartão de alta resistência mecânica por meio do uso de amido hidrolisado enzimaticamente, contendo também bórax,

em meio alcalino, mantido a temperatura entre 10 a 35ºC.

Fukuda et al. (1993, JP6248246)

Método de formulação de aditivo para colagem e revestimento do papel a partir do controle do uso de amido desnaturado e gelatinizado por

tratamento enzimático ou termo-químico, na qual a solução preparada é controlada a pH maior ou igual 5. Entretanto, quando o amido é modificado com o método de acetilação o pH é controlado entre 5 a 8.

Van e Aehle (1994, WO9535382) Produção de amilases, a partir do B. licheniformis com características diferenciadas: alta atividade e termoestabilidade, tornando-a mais

facilmente aplicável em condições mais ácidas ou mais alcalinas.

Houghton et al. (2000, EP1184413),

Berckmans e Roux (2004, US2007240839)

Conversão do amido por meio do uso de alfa-amilases, terminando a reação de hidrólise com o aquecimento da suspensão em conjunto com

perborato de sódio, com a vantagem de alta estabilidade da viscosidade. Na segunda patente a formulação do aditivo é por meio de uma mistura de amido com perborato de sódio, diferentemente da patente anterior que descreve a interrupção da reação enzimática com perborato.

Fisch (2002, DE10251599) Equipamento para a preparação de aditivo para a fabricação de papel. O equipamento permite o tratamento térmico do amido com vapor,

possui um reator com região circular, consistindo de estator e rotor para formar uma zona cônica de reação para a hidrólise enzimática do mesmo.

Tsai et al. (2004, WO2006057063), Sato et al. (2003, JP2005068587)

Modificação de diferentes tipos de amido com amilases, bem como uma receita de produção de papel (com exemplo o do tipo “inkjet”), para garantir uma alta densidade e qualidade de impressão.

Yongqing (2009, CN101509211),

Liansheng et al. (2009, CN101649576)

Procedimentos longos de preparação de um aditivo de revestimento do papel, contendo pelo menos 6 diferentes estágios. Dentre eles, o

cozimento do amido, a hidrólise enzimática, a desidratação e a secagem do amido hidrolisado, tratamento com um cátion, resfriamento e ajuste de pH e secagem do aditivo. Na segunda patente citada a hidrólise enzimática é feita com diástases, em um estágio anterior à digestão do

amido. Neste caso, o principal objetivo é obter uma colagem estável visando manter a estabilidade da velocidade da máquina de papel.

Jackson e Puddiphatt (2009,

TW200949048)

Formulação de um agente de colagem do papel, com o uso de um agente alvejante, um sal de magnésio (o qual consiste de 0,1 a 15 partes

presentes no alvejante ótico) e um amido natural, hidrolisado enzimaticamente ou quimicamente.

Liangwen et al. (2009, CN101649582) e Otsu et al. (2009, JP2010270273)

Métodos de preparação de cola de amido para uso na fabricação de papel. A primeira patente reivindica o uso de 0,003% a 0,015% of alfa-amilases para hidrolisar amido com concentração de 20 a 30% (em peso), enquanto que a segunda patente citada reivindica principalmente o

ajuste de pH entre 5 a 7 para a reação enzimática, seguida de um cozimento com vapor.

Shengbing e Zhaoqing (2010, CN102127191)

Preparação de agente de colagem superficial do papel por meio de diferentes estágios, dentre eles hidrólise enzimática, eterificação do

amido para torná-lo cationizado, adição de agente iniciador de oxidação, diferentes tipos de monômeros, agente de transferência de cadeia, monômero catiônico, monômero emulsificante, monômero de ligações cruzadas e monômero funcional para fixar as ligações desejadas de

copolimerização.


214

5.2.11. Enzimas para refino da polpa celulósica


Com poucas exceções, a produção de papel requer uma alteração

mecânica das fibras para permitir o desenvolvimento de propriedades de

interesse do papel, tais como a sua resistência. O refino é um processo

dispendioso em energia e, conseqüentemente, é uma operação cara. O

uso de enzimas é visualizado como uma alternativa para modificar as

fibras e desta forma resultar em um tratamento mecânico de refino mais

suave e menos intensivo em energia mecânica (LUMIAINEN, 2000).


das enzimas

O levantamento de patentes indicou um baixo interesse em enzimas

para o refino da polpa celulósica e papel, conforme ilustrado na figura

5.35, com o depósito de uma a duas patentes por ano, cujo foco principal

está na redução de energia na produção de polpa celulósica mecânica. O

levantamento de artigos científicos na Web of Science também mostrou

um número pequeno de publicações, confirmando a baixo interesse neste

tipo de aplicação (dados não apresentados). A figura 5.36 mostra que a

empresa Enzo Gustzeit, com sede em Helsinki, FI, juntamente com a

Nalco e a Novo Nordisk apresentam um maior número de patentes.

Mesmo assim, estas 3 juntas somam 9 patentes apenas.


215


refino da polpa celulósica e papel. Fonte: elaboração própria.


refino da polpa celulósica e papel. Fonte: elaboração própria.


216



A análise crítica dos documentos de patentes (tabela 5.12) mostra

que as reivindicações cobrem principalmente o uso de celulases, com

foco na redução da energia de refino e no aumento da resistência

do papel. Xilanases e lacases são também consideradas. Cobrem

vários tipos de experimentos (enzimas, cargas de enzimas, temperaturas

e faixas de pH). Mostra que o tratamento enzimático tende a

preceder o refino da polpa celulósica. Kontat et al. (1984,

FR2557894) descrevem uma das primeiras patentes sobre o refino

enzimático e erificaram a necessária de alta carga de xilanases.

Laothanachareon et al. (2011) produziram um preparado de

enzimas (contendo xilanases, endo-glucanases, beta-glucanases e

celobiohidrolases), as quais contribuíram para reduzir de 8,5 a 14,8% a

energia de refino. Maximino et al. (2011) também avaliou o uso de

misturas de celulases e hemicelulase no refino de polpa celulósica a partir

de papel cartão reciclado e concluiu que houve um ganho considerável de

drenagem sem afetar negativamente a resistência a tração. Refino

enzimático de polpa celulósica “softwood” com celulases apresentou bom

desenvolvimento da resistência do papel, mas foi verificado que,

dependendo da carga de celulases, ocorre redução do comprimento da

fibra e da resistência ao rasgo (LECOURT et al., 2010). Estes autores

apresentaram efeitos positivos de outras duas celulases na economia de

refino (até 20%), para atingir uma determinada resistência. Zhang et al.

(2010) conseguiram uma redução de até 33% da energia de refino de

polpa celulósica “softwood” não branqueada, com o uso de celulases.


217

Tabela 5.12 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para o refino da polpa celulósica.



Kontat et al. (1984, FR2557894)

Esta é uma das primeiras patentes sobre um processo de refino enzimático para melhorar as propriedades da polpa celulósica e com isto reduzir a quantidade de energia de refino. Mas neste processo foi descrito que eram necessárias grandes quantidades de xilanases para atingir os resultados desejados. Além disto, ficou claro que as xilanases adotadas não era livre de celulases.

Botterill (2006, WO2008087337) Tratamento da polpa celulósica com celulases (0,05 a 0,1g celulases/kg de polpa celulósica, durante 5 a 45 minutos), antes do refino. Refino realizado em temperatura de 80ºC, com a melhoria das propriedades desejadas no papel, sem prejudicar a drenagem.

Jiachuan et al. (2007, CN101130936)

Método para reduzir a energia de refino da polpa celulósica. O processo consiste da adição de um ou dois tipos de enzimas (xilanases e/ou xilanases e lacases em pH entre 5 a 8, em temperatura típica da região de preparação da massa para a fabricação de papel (entre 25 a 60ºC), com reação durante 30 a 90 minutos. Tratamento enzimático realizado antes refino da polpa celulósica.

Ankerfors et al. (2006, US2009221812)

Método de produção de polpa microfibrilada por meio de um tratamento de refino seguido de um tratamento enzimático, com hemicelulases, celulases ou mistura entre elas. Reivindica também o tratamento enzimático prévio ao refino da polpa celulósica.

Tolan et al. (2005, CA2541229) Produção de pasta polpa celulósica mecânica. Estágio de refino dos cavacos seguido de uso de xilanases para remover de 0,5 a 5 kg de xilose por tonelada de polpa celulósica. Aplicação de 0,05 a 10 unidades de xilanases/g de polpa celulósica, em pH entre 3 a 11 com 35 a 90ºC. Após o tratamento enzimático é descrita a realização de um refino com um baixo consumo de energia.

Scott et al. (2004, WO2005103370)

Tratamento enzimático. Produção de polpa celulósica mecânica. Tratamento enzimático realizado com lacases e/ou MnPs para reduzir a quantidade de energia de refino. Da mesma forma, Peng et al. (2002, US2005241785), também descreve a produção de polpa celulósica mecânica com tratamento enzimático (previamente ao refino) para reduzir energia de refino. Neste caso específico são aplicadas pectinases.

Hansen e Nielsen (1992, US6207009)

Tratamento de pasta mecânica com enzimas fenol oxidativas (do grupo das lacases ou catecol oxidases), aplicadas após o refino, para aumentar a resistência do papel ou papelão. As enzimas são aplicadas em pH 4 a 10 e temperatura entre 90ºC.

Cooper (1994, US5770012) Tratamento enzimático previamente ao refino, com uma mistura de xilanases e celulases (de 0,05 a 1% base peso seco), para modificar os elementos de vasos para que eles sejam reduzidos em partículas durante o tratamento de refino.

Mariya et al. (1989, JP3174079) Produção de polpa celulósica mecânica com a aplicação de celulases, hemicelulases, estereases, pectinases e misturas entre elas, em temperatura entre 40 e 75ºC e pH entre 4 a 8. Tem por finalidade a redução da energia de refino.

Kido et al. (1992, JP5222688) Melhoria da estabilidade dimensional do papel produzido com o uso de celulases na produção da polpa celulósica.

Laothanachareon et al. (2011) Descreve um coquetel de enzimas: xilanases, endo-glucanases, beta-glucanases e celobiohidrolases. Reduziram de 8,5 a 14,8% a energia de refino de polpa celulósica reciclada de papel corrugado, com manutenção das propriedades desejadas.


218

Bajpai et al. (2006) reportaram uma redução de energia de refino

com enzimas da ordem de 18 a 45%, com manutenção da resistência do

papel. Ganho similar foi também verificado por Cadena et al. (2010). Gil

et al. (2010) verificaram o efeito da aplicação de celulases na redução do

comprimento das fibras e no aumento da dificuldade de drenagem em

polpa celulósica de Eucalyptus globulus. Por outro lado, estes autores

reportam que o tratamento não alterou a resistência da polpa celulósica.

Finalmente, Kumar et al. (2012) e Bajpai (2012) descrevem os mais

recentes resultados sobre refino enzimático. O primeiro detalha diferentes

condições e tratamentos com celulases com o objetivo de modificar as

fibras, reduzir energia de refino e melhorar a drenagem. A partir de testes

industriais, em diferentes plantas, concluíram que cada fábrica (suas

condições) precisa ser avaliada para determinar a viabilidade da aplicação

de celulases. Por outro lado, Bajpai (2012) apresenta uma revisão

mostrando o potencial da aplicação de enzimas para reduzir energia de

refino e modificar as propriedades do papel.

5.2.12. Enzimas para modificação de fibras


Algumas enzimas podem realizar modificações tanto na superfície

quanto na estrutura das fibras e com isto alterar a morfologia e as

propriedades de resistência da polpa celulósica e do papel.


219


das enzimas para modificação das fibras

A figura 5.37 mostra que o interesse na proteção do

desenvolvimento de enzimas para modificação das propriedades das fibras

é baixo, tendo depositadas de 1 a 2 patentes por ano. Na figura 5.38

nota-se que o interesse está voltado para as empresas produtoras de

polpa celulósica e papel mais do que as produtoras de enzimas. O

levantamento de publicações científicas (dados não apresentados) mostra

um interesse médio com 13 publicações em 2011 e 9 em 2012 (não sendo

possível comparar com o número de patentes uma vez que estas

encontram-se dentro do período de sigilo e análises). Há, portanto, uma

boa perspectiva sobre este tema e o interesse científico sobre o tema

deverá contribuir para novos avanços sobre o tema.

Figura 5.37 – Evolução do número de patentes sobre modificação de

fibras com enzimas. Fonte: elaboração própria.


220

Figura 5.38 - Detentores de patentes sobre modificação de fibras com

enzimas. Fonte: elaboração própria.



A análise apresentada na tabela 5.13 revela que o principal

objetivo almejado com tratamentos enzimáticos é o aumento da

resistência mecânica da polpa celulósica. Para tal, nota-se que foram

desenvolvidas, testadas e patenteadas alguns tipos de enzimas, mas o

foco maior está no uso de celulases. Misturas destas com xilanases

e também lacases são consideradas. Modificações na estrutura

cristalina da celulose e busca por mais alta estabilidade do papel são

também apresentadas.


221

Demuner e Mambrim (2010, WO2011044646) descrevem

tratamentos enzimáticos da polpa celulósica com celulases, xilanases e

misturas entre elas para modificar características da polpa celulósica que

afetam diferentemente a sua resistência e drenagem. Os tratamentos são

associados à presença de um estágio ácido, podendo ser antes ou depois,

no início, meio ou após o branqueamento da polpa celulósica. Diferentes

efeitos sobre as características da polpa celulósica foram obtidos

dependendo das condições de aplicação das enzimas.

A modificação das fibras com celulases, com exceções, aumenta a

resistência da polpa celulósica e/ou reduz a energia de refino (CADEMA et

al., 2010, TANG et al., 2012 LIU e HU, 2012, SUCHY et al., 2009),

dependendo das condições de aplicação. Algumas exceções são descritas

por Mansfield et al. (2002), os quais concluíram que endo-glucanases

afetam negativamente a resistência da polpa celulósica. Cao e Tan (2002)

citam que as endo-glucanases alteram o grau de polimerização e a

estrutura cristalina da celulose. Garcia et al. (2002) reportam que polpas

celulósicas que receberam secagem aumentaram a resistência quando

tratadas com celulases, enquanto que o oposto se verifica para polpas

celulósicas que não receberam secagem, indicando uma maior efetividade

do tratamento neste último caso. Estes resultados confirmam a

necessidade de maiores entendimentos sobre a ação das celulases sobre

as alterações tanto na superfície quanto as ações na estrutura da fibra

como um todo.

Xilanases também são eficientes na modificação das fibras.

Blomstedt et al. (2010) verificaram a eficácia de xilanases no aumento da

capacidade de remoção de água, com 15% no tempo de secagem para

atingir 95% de sólidos no papel. Li et al. (2010) e Luo et al. (2011)

concluíram que xilanases alteram a superfície das fibras. Redução do


222

comprimento das fibras foram verificadas por Park et al. (2007). Aumento

do potencial zeta, do bulk, melhoria do refino foram feitas por Du et al.

(2011). Zhou et al. (2007) citam que as enzimas endo-transglicosilases

são capazes de introduzir várias funcionalidades químicas às fibras.

Modificações das fibras com lacases são reportadas por Ravalason et al.

(2012) e Cen et al. (2012).


223

Tabela 5.13 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a modificação das fibras. Fonte:


Referência Bibliográfica Aspectos Relevantes Obtidos na Análise das Patentes Contat et al. (1984, FR2557894) Modificação das propriedades do papel por meio do refino enzimático (xilanases). Observação: nesta fase, não eram livres de celulases).

Jiyannkuroodo et al. (1990,

JP6041891)

Preparação de enzimas do tipo celulases, hemicelulases ou quaisquer outras enzimas que tenham afinidade com as fibras. Podem ser de Trichoderma viride, Aspergillus niger, Humicola insolens, Cellulomonas sp.. Um dos usos potenciais da enzima é na melhoria da drenagem do

papel.

Kido et al. (1992, JP5222688), Kaneko

e Nakagawa (1992, JP6287898), Igarashi et al. (1995, JP8302588)

Processo de produção de polpa celulósica, contento um estágio de tratamento com celulases com respostas positivas na melhoria da

estabilidade dimensional do papel. Ganho similar na estabilidade dimensional foi também verificado na produção de papel cartão laminado, a partir de uma polpa celulósica que sofreu tratamento enzimático no branqueamento, conforme descrito por Kaneko e Nakagawa (1992). Ainda

para a produção de papel cartão, Igarashi et al. (1995) descrevem a aplicação de celulases para modificar as características das fibras para melhorar características do papel cartão laminado (exemplos: estabilidade dimensional e empenamento) para uso em sistema de isolamento

térmico.

Wakai e Ohira (1994, JP7279078) Papel com excelente formação e alta resistência foi obtido a partir de uma polpa celulósica tratada com celulases.

Pere et al. (1993, US5865949)

Uso de enzimas totalmente distintas daquelas produzidas, por exemplo, pelos fungos da podridão branca, para decompor a lignina. Nesta patente

são usadas enzimas com atividade celobiohidrolases, endo-beta-glucanases e também mananases. Neste caso, estas enzimas são efetivas para modificar parte da estrutura cristalina da celulose, mas com baixa atividade de endo-β-glucanases comparada com a atividade da

celobiohidrolases, de tal forma que é evitada uma degradação excessiva da cadeia de celulose.

Yamada e Baba (1997, JP11012979) e Yamada e Baba (1997, JP11107188),

Tsai et al. (2004, WO2006057063)

Modificação de amido para aumentar a resistência do papel durante o processo de secagem. Enquanto que a primeira patente citada faz um

tratamento mais simples (modificação do amido com alfa-amilases), a segunda obtém o aumento da resistência do papel com combinações de processos, do tipo uso de amido catiônico e adição de carboximetilcelulose. Tsai et al. também descrevem a modificação da superfície da

folha de papel por meio do uso de amido enzimaticamente modificado de diferentes fontes, de tal forma que vários tipos de problemas comuns

em papéis copiativos são minimizados, conferindo-o uma melhor qualidade de impressão.

Serger et al. (1997, US6146494) Tratamento enzimático da polpa celulósica para modificar as fibras e obter uma menor resistência zero span (exemplo 15%) com celulases.

Lonsky e Negri (2001, WO03021033) Uso de celulases no tratamento da polpa celulósica para a produção de papéis mais resistentes.

Ampulski (2005, US2007074832) Processo para produzir estruturas densificadas de papel a partir de tratamentos da polpa celulósica com celulases. Valores de densidade de

até 1,6 vezes superior foram obtidos do que as folhas de papel produzidas com polpa celulósica não tratada.

Lund e Felby (1999, US6610172) e

Qin (2005, CN1786339) Tratamento da polpa celulósica com lacases (com mediador) para melhorar a resistência a úmido do papel.

Xianghuai (2010, CN102086611)

Uso de dois componentes que alteram a superfície das fibras e melhora significativamente a drenagem da suspensão para a formação

da folha de papel. Um dos componentes é uma proteína sem atividade catalítica, do tipo fibronectina, e uma proteína com atividade catalítica, do tipo uma enzima modificada. A fibronectina tem por finalidade aumentar a afinidade da superfície das fibras, enquanto

que a enzima altera a superfície das fibras. As enzimas citadas nesta descrição são também diversas, como lacases, manganês peroxidases, endo-glucanases, beta-glucanases, celobiohidrolases, celulases (do tipo “binding domain”) e amilases. Mas a

reivindicação é focada nas celulases do tipo “binding domain”.


224

Tabela 5.13 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a modificação

das fibras. Fonte: elaboração própria a partir de dados da base consolidada citada na tabela 5.1.

Qinghua et al. (2010,

CN102080346)

Método de obtenção de celulose nanocristalina, por meio de um tratamento ácido ou enzimático, para ser aplicada como agente para aumentar a resistência do papel. Outro aspecto relevante da patente é a cationização da nanocelulose para ser aplicada como agente para aumentar a

resistência das ligações entre as fibras e, conseqüentemente, aumentar a resistência do papel.

Lonsky e Negri (2001,

WO03021033)

Tratamento enzimático em fibras de polpa celulósica para aumentar o número de grupos aldeídos. Estes grupos tornam-se sítios para ligações

com os grupos hidroxilas das fibras, quando estas são transformadas em uma folha de papel seca, aumentando, assim, a sua resistência mecânica. Um dos métodos revelados consiste no tratamento das fibras com uma ou mais enzimas hidrolíticas, opcionalmente, na presença de

tensoativos, outras enzimas não celulolíticas ou reagentes químicos não hidrolíticos onde os grupos aldeídos são formados na ou próximo da superfície das fibras. O tratamento enzimático é realizado antes do refino e/ou mistura suplementar de outros aditivos químicos, característicos da

fabricação de papel. A água branca, contendo enzimas hidrolíticas, é coletada e reciclada para aumentar a efetividade do tratamento.

Lund e Felby (1999, WO0068500)

Processo de fabricação de papel com mais alta resistência a úmido, por meio de um tratamento das fibras com enzimas do tipo fenol-

oxidativas. Após o tratamento enzimático, as fibras são refinadas e então são misturadas com os aditivos normalmente usados/necessários para a fabricação do papel.

Ampulski e Kavalew (2005,

WO2007039867)

Estruturas fibrosas diferencialmente densificadas, métodos para produção das mesmas e processos para tratamento das fibras foram utilizados

nestas estruturas fibras diferenciadas. O tratamento das fibras foi realizado somente com celulases.

Uchida e Fukunaga (2000,

JP2001303469)

Processos de branqueamento de polpa celulósica usando estágio ácido e tratamentos com xilanases para reduzir consumo de químicos durante a

etapa de branqueamento das fibras e também para permitir a coleta e separação de compostos do tipo xilo-oligossacarídeos do filtrado gerado.

Matsuhashi (2002, JP2004060117) Branqueamento de polpa celulósica, em que um tratamento enzimático é aplicado após a etapa de branqueamento com dióxido de cloro da polpa

celulósica.

Whitmire e Maiti (1997, WO9844189)

Métodos para tratar as fibras de polpa celulósica visando à remoção de cor (grupos cromóforos) por meio da aplicação de celulases, em pH entre 3

e 7, e xilanases, em pH entre 5,5 a 9. O objetivo da aplicação de celulases é abrir poros na parede celular das fibras para aumentar o desempenho das xilanases para remover cromóforos. Outro tratamento de preparação das fibras (aumento do inchamento, e, portanto dos poros) é

feito com amina de baixo peso molecular (ex. metil-amina). carboxílicos das fibras, na direção de alterar a resistência e a drenagem/secagem.

Seville (2001, US7144716) Método para a imobilização de enzimas por meio da aplicação desta em pH na faixa de 5,0 a 6,9. Os resultados obtidos descrevem apenas a manutenção ou queda da atividade das enzimas em função da imobilização ou não, quando submetidas em diferentes forças de cisalhamento

(agitação).

Demuner e Mambrim (2010, WO2011044646)

Tratamentos enzimáticos da polpa celulósica, com celulases, xilanases e misturas entre elas para modificar características da polpa

celulósica que afetam diferentemente a sua resistência e drenagem. Os tratamentos são associados à presença de um estágio ácido, podendo ser antes ou depois, no início, meio ou após o branqueamento da polpa celulósica. Diferentes efeitos sobre as características da polpa

celulósica foram obtidos dependendo das condições de aplicação das enzimas.


225

5.2.13. Enzimas para a melhoria da drenagem da polpa celulósica

e do papel


Drenagem é um termo que define a capacidade que uma suspensão

fibrosa possui para drenar a água quando uma folha de papel é formada.

Uma folha de papel é formada a partir de uma suspensão contendo ao

redor de 99% de água e 1% de polpa celulósica. Após a formação da folha

de papel a quantidade de água é reduzida para em torno de 75 a 80%.

Em seguida, antes de entrar na região de secagem da folha (remoção de

água por evaporação) o teor de água deve estar em torno de 35 a 45%. A

folha final de papel contém, em geral, ao redor de 4 a 6% de água.

Portanto, quanto maior for a capacidade de drenagem de uma suspensão

fibrosa, menor tende a ser o seu custo de secagem (GESS, 1983 -

US4613406).


das enzimas

A figura 5.39 ilustra a existência de um pequeno número de

patentes. A principal visão de uso ocorreu com o desenvolvimento de

enzimas alcalinas. A Novo Nordisk lidera o número de patentes, seguida

por algumas empresas produtoras de polpa celulósica e papel (figura

5.40).


226

Figura 5.39 – Evolução do número de documentos de patentes sobre

drenagem. Fonte: elaboração própria.

Figura 5.40 - Detentoras de patentes sobre drenagem. Fonte: elaboração

própria.


227



O resumo apresentado na tabela 5.14 demonstra que os principais

investimentos realizados ocorreu sobre celulases para a melhoria da

drenagem da polpa celulósica, mas amilases também são usadas.

Outro foco foi na melhoria da drenagem de polpas celulósicas provientes

de papéis reciclados. Além da melhoria da drenagem, Loosvelt, 2009 e

Kumar et al. (2012) apresentam ganhos significativos na redução de

energia de refino e ganhos em outras propriedades chave, tais

como aumento da resistência à tração com a aplicações industriais de

celulases.

5.2.14. Enzimas para o controle de depósitos (“Slime”)


De acordo com Hatanaka (1994, US5702605) e Hernandez-Mena e

Friend (1993, US5238572), “slime” é uma substância do tipo lodo viscoso,

composto predominantemente de componentes celular de

microorganismos e produtos dos seus metabolismos, tanto suspenso em

água quanto depositado nas paredes de tubulações de água e tanques,

que podem causar vários problemas durante a fabricação de papel, tais

como: cheiro desagradável, entupimentos de tubulações, furos e

rompimento da folha de papel, redução da capacidade de troca térmica

em trocadores de calor, dentro outros. Tanto os biocidas, quanto enzimas

e ou combinações destes têm por finalidade inibir a proliferação de

bactérias, fungos e algas.


228

Tabela 5.14 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para a melhoria da drenagem da

polpa celulósica. Fonte: elaboração própria.


Fuentes e Robert (1986, US4923565) Celulases (com uma fração de hemicelulases) são aplicadas para melhorar a drenagem e também para melhor algumas propriedades de

resistência do papel. O pH deve ser de 3 a 7. O agente auxiliar de drenagem parece ser uma acrilamida (SARKAR E COSPER, 1994, US5423946).

Fuentes et al. (1989, US5116474) Preparação de enzimas, contendo celulases ou hemicelulases a partir do fungo Humicola insolens e da bactéria Cellulomonas para melhorar a

drenagem do papel. Uso de pH entre 7 a 9 e temperatura de 20 a 60ºC.

Baret et al. (1990, US5364501) Produção de fibras recicladas, do tipo “deinked paper” (DIP), com tratamento enzimático (celulases) em uma faixa de pH de 6 a 9,5. Foi obtida melhoria de 13% na drenagem, além da melhor remoção de partículas de tinta.

Jiyannkuroodo et al. (1990,

JP6041891)

Preparação de enzimas (celulases, hemicelulases ou enzimas que tenham afinidade para os componentes das fibras) para melhorar a

drenagem do papel. Enzimas de microorganismos tais como Trichoderma viride, Aspergillus niger, Humicola insolens, Cellulomonas sp..

Sarkar e Cosper (1991, US5169497)

Uso de celulases e polímero catiônico para melhorar a drenagem. Consiste na adição de pelo menos 0,05% (base peso seco de polpa

celulósica) de celulases para reagirem por 20 minutos pelo menos a 20ºC e em seguida é adicionado um polímero catiônico, composto principalmente de acrilamida.

Schuelein et al. (1994, EP1995303) Produção de endo-glucanases, com atividade em pH alcalino (7 a 11), a partir de DNA recombinante, para a melhoria da drenagem.

Lange et al. (1994, US5972872) Preparação de endo-glucanases, com ação meio alcalino (pH 7 a 11) para melhoria da drenagem. Tal enzima é obtida de fungos, selecionados

de Basidiomycetous (famílias Coprinaceae e Bolbitiaceae).

Osten e Schuelein (1994, US5912157) Produção de celulases de Myceliophthora thermophila, que apresenta atividade na faixa de pH 4 a 10.

Nielsen (1994, CA2201871) Produção de endo-glucanases que apresenta atividade em condições alcalinas (pH 8,5 a 10). Ela é obtida a partir de um fungo Acremonium.

Schuelein et al. (1994, EP1632557) Produção de celulases com alterações na seqüência de aminoácidos que apresentam atividade em na faixa de pH alcalino.

Lascaris (1996, CA2251191), com os

descritivos encontrados em WO9738164 (1997)

Uso de alfa-amilases para hidrolisar amido, em temperatura de 40 a 90ºC e pH 6 a 9. Ganho na velocidade da máquina de papel de

aproximadamente 5%. Em relação ao controle (insumo auxiliar de drenagem), houve um ganho de drenagem de 32%.

Ryu et al. (1998, EP0967320) Reciclagem de papéis usando floculação e um tratamento enzimático seletivo para degradar os finos. Uso de um coquetel de enzimas: celulases e hemicelulases, obtidas do Trichoderma longibrachiatum. Alfa-amilases, obtida de Bacillus licheniformis, para decompor amido.

Ow et al. (1999, JP2001003286) Uso de amilases, produzida a partir do Bacillus licheniformis ou Bacillus subtillus, ou a mistura dos microorganismos para hidrolisar amido e, desta forma, melhorar a drenagem e aumentar a produtividade da máquina de papel.

Nakane et al. (2000, US2004043400) Produção de celulases não truncadas para o ‘binding domain’, a partir de Zygomycetes.

Ban et al. (2010, WO2011130503)

Uso de coagulante catiônico com enzimas para melhorar a drenagem do papel. Podem ser celulases, hemicelulases, pectinases, beta-

glucanases, amilases, glucosidases, galactosidases, lipases, proteases, lacases, ou ainda qualquer combinação delas. Temperaturas de 30 a 60ºC.

Ryu et al. (2005, WO2007018368) Uso específico de estereases (lipases e cutinases).

Xianghuai (2010, CN102086611)

Uso de dois componentes que alteram a superfície das fibras e melhora significativamente a drenagem da suspensão para a formação da folha de papel. Um dos componentes é uma proteína sem atividade catalítica, do tipo fibronectina, e uma proteína com atividade catalítica, do tipo

uma enzima modificada. Lacases, manganês peroxidases, endo-glucanases, beta-glucanases, celobiohidrolases, celulases (do tipo “binding domain”) e amilases. Mas a reivindicação é focada nas celulases do tipo “binding domain”.


229

Embora existam alguns produtos químicos que inibam o crescimento

de microorganismos nestes sistemas, vários deles são considerados

tóxicos e têm uso limitado. Foi por isto que o desenvolvimento de enzimas

ganhou atenção, pois estas, além de serem específicas, são atóxicas.


das enzimas

O levantamento de patentes sobre este assunto indica a presença de

um número pequeno, mas importante, de patentes. Nota-se que apenas

em 1989 houve um número mais alto de depósitos de documentos (figura

5.41) e nota-se também que após 2002 as buscas não detectaram

documentos depositados. A figura 5.42 mostra que a Nalco apresenta o

maior número de patentes sobre o tema.

Figura 5.41 – Evolução do número de patentes sobre controle de “slime”

com enzimas. Fonte: elaboração própria.


230

Figura 5.42 - Empresas detentoras de patentes sobre controle de “slime”

com enzimas. Fonte: elaboração própria.



O resumo da análise crítica das patentes (tabela 5.15) mostra que

as principais patentes foram focadas em diferentes tipos de enzimas,

dentre elas celulases, xilanases e amilases. Observa-se a aplicação

tanto em tratamentos isolado quanto na mistura de enzimas com

aplicação de biocidas. Nota-se ainda que as mistura de enzimas com

biocidas são, em geral, tratamentos bastante complexos. Hatanaka (1994,

US5702605) descreve o tratamento de “slime” com enzima obtida a partir

de uma bactéria do gênero Cellulomonas. Raettoe et al. (1999,

WO0123534) também descrevem que é composto por fibras e

polissacarídeos, cujo tratamento é eficaz com o uso de endo-β-1,2-

galactanases.


231

Avanços importantes são descritos por Tiam et al. (2007), Torres et

al. (2008), Denner et al. (2006), Verhoef et al. (2003), que são

decorrentes de: a) isolamento de microorganismos (Sphingomonas -

"strain" 264) a partir de um biofilme de um sistema de máquina de papel;

b) isolamento de linhagens pigmentadas de bactéria (Rubellimicrobium

thermophilum); e c) hibridação por fluorescência “in situ” e citometria de

fluxo. Estas são tidas como ferramentas para avaliar e controlar a

formação de depósitos por enterobactéria em sistemas de máquinas de

papel, que são altamente resistentes a alta concentrações de biocidas.

Outros estudos que contribuíram para um melhor entendimento da

formação de biofilmes e da ação de microorganismos isolados em

sistemas de máquina de papel são descritos por Ratto et al.(2001),

Klhare (2000) e Van Haute (1999).

5.2.15. Enzimas para o controle de “pitch”


“Pitch” é um termo técnico que significa, de forma resumida, a

presença de contaminações derivadas, principalmente, de compostos

orgânicos, podendo também estarem associados a componentes

inorgânicos na produção de polpa celulósica, fibras recicladas e de papel.

Estes compostos decorrem da presença de resinas naturais e outros tipos

de materiais extraíveis da madeira e das fibras, de acordo com

procedimentos padronizados e denominados de extrativos (BACK e ALLEN,

2000).


232

Tabela 5.15 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para o controle de depósitos

(“slimes”). Fonte: elaboração própria.


Hatanaka (1994, US5702605)

Tratamento de "slime" com enzima obtida a partir de uma bactéria do gênero Cellulomonas.

Raettoe et al. (1999,

WO0123534)

Uso de endo-β-1,2-galactanases apresentas eficácia no controle de "slime" composto por

fibras e polissacarídeos.

Hatcher et al. (1972,

US3773623)

Uso de hidrolases para decompor polissacarídeos do tipo levanas, cuja cadeia principal é

composta de resíduos de β-2,6-fructofuranoses.

Pedersen et al. (1983,

US4684469)

Tratamento com uma composição binária, consistindo de uma substância biocida e uma enzima

decompositora de polissacarídeos, a qual inclui hidrolases, dextrinas e amilases.

Wang (2002, US7520960)

Uso de agente de dispersão com o objetivo de minimizar a adesão de microorganismos com

insumos da produção de papel.Uso de microorganismo benéfico, o Streptmhyces bikiniensis.

O crescimento deste microorganismo é antagônico ao crescimento dos microorganismos que causam o “slime”.

Wiatr (1989, US5071765) A dispersão e o controle do “slime” são feitos pela adição de um sistema de enzima composto

por beta-glucanases, alfa-amilases e proteases.

Christensen e Zivtins,

(1976, US4055467) Uso de pentosanases-hexosanases, cujo nome comercial da enzima é Rhozyme HP-150.

Pedersen et al. (1983,

US4684469)

Uso de um biocida, composto de vários insumos químicos, e enzimas capazes de degradar

polissacarídeos, incluindo amilases, um capaz de hidrolisar levanas e outra capaz de hidrolisar

dextranas.


233

Uma vez que estes componentes químicos não são totalmente

clivados e solubilizados durante os processamentos da madeira e da polpa

celulósica, eles podem acumular, dependendo das condições de

processamento, especialmente variações bruscas de pH e de temperatura.

Nestas condições, os componentes orgânicos, denominados extrativos,

podem deixar o estado coloidal causando depósitos (acúmulos) em

equipamentos do processo (tanques, rolos, vestimentas, etc.).

Como conseqüência, dependendo das condições de processo, os

extrativos podem contaminar a polpa celulósica e o papel, bem como

limitar a performance dos equipamentos, podendo levar a necessidade de

realizar interrupções do processo para limpezas.

“Pitch” pode ser também associado com a presença de componentes

inorgânicos e outras formulações químicas adicionadas durante a

fabricação de polpa celulósica e, principalmente, de papel (exemplos:

agentes de colagem, revestimentos, anti-espumantes, etc.). Xu e Carey

(2006, US2008169073) complementam que “pitch” geralmente contém

também associações com talco, carbonato de cálcio, caulim, dióxido de

titânio, etc, freqüentemente usados na fabricação de papel. Além do

termo “pitch”, “stickies24” aparecem como um problema, especialmente,

em processos de reciclagem de papéis usados ou mesmo na fabricação de

papel com o uso de fibras recicladas.

Xu e Carey (2006, US2008169073) definem “stickies” como sendo

depósitos orgânicos que, em geral, contém os mesmos compostos

24 São contaminantes da fabricação de papel, constituído principalmente por graxas,

adesivos e tintas. Em greal, eles são decorrentes do uso de fibras recicladas.


234

orgânicos encontrados em partículas e depósitos de “pitch”, mas

diferentemente de “pitch”, contêm adesivos, graxas, tintas, etc, típicos do

processamento de papéis usados (reciclagem). Portanto, são problemas

que requerem a definição de diferentes processos de prevenção e

controle, conforme será descrito a seguir.


das enzimas

A prospecção realizada mostra um baixo número de patentes sobre

este assunto (figura 5.43). As patentes são concentradas principalmente

nas empresas produtoras de enzimas, com algumas empresas produtoras

de polpa celulósica e papel (figura 5.44).

Figura 5.43 – Evolução do número de patentes sobre controle de “pitch”.



235

Figura 5.44 - Empresas detentoras de patentes sobre controle de “pitch”.




A análise crítica das patentes apresentadas na tabela 5.16 revela

que, no início, buscou-se a aplicação de fungos e enzimas capazes de

reduzir o teor de compostos químicos denominados “extrativos”

da madeira. Mas, em seguida, as principais patentes focaram no uso de

lipases. Estas são aplicadas de forma isolada ou em misturas com

agentes catiônicos para o controle de “pitch”. Mais recentemente foi

também verificada a eficácia do uso de lacases no controle de “pitch”.

Misturas de diferentes enzimas são também observadas (tabela 5.16).


236

Tabela 5.16 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para o controle de “pitch”. Fonte:



Ueno et al. (1988, JP2080686) e Irie et al. (1988, JP02160997)

Prevenção da contaminação por "pitch". Ueno et al. (1988) propõe uma prevenção por meio de tratamento com fungos específicos ou enzimas dos mesmos. A segunda patente descreve a hidrólise dos extrativos com o uso de enzimas hidrolíticas na suspensão fibrosa e/ou no sistema de

água branca.

Gerischer et al. (2001, WO02081816) Tratamento de cavacos com fungos para reduzir a quantidade de extrativos da madeira para a fabricação de polpa celulósica.

Want et al. (2005, WO2007035481)

Tratamento de cavacos ou serragem de madeira de serrarias com o uso de enzimas do tipo lipases, esterases, pectinases, celulases, lacases,

hemicelulases e suas combinações e as mesmas podem ainda conter um agente de ativação da superfície para aumentar a eficácia na redução dos extrativos.

Malmgren et al. (1990, SE503797), Jiang et al. (2001, US2006160166) e

Wang et al. (2009, US2010269989)

Tratamento com lipases para hidrolisar as resinas presentes na polpa celulósica. A última patente cita que a formulação da lipases pode conter um ou mais aditivos (por exemplo, um dispersante) para aumentar a ação sobre a hidrólise dos componentes orgânicos.

Matsukura et al. (1991, EP0568599),

Minning et al. (2001, US2006229223)

Aplicação de lipases termoestáveis capazes de suportar temperaturas superiores a 70ºC, permitindo uma redução de até 80% de

triglicerídeos. A última patente citada detalha a aplicação de lipases capazes de suportar temperaturas entre 75 a 90ºC.

Sarkar e Finck (1992, US5256252),

Fujita et al. (1991, US5667634), Glover (2000, US6471826) e Pease et

al. (2002, US20040194903)

Combinação de lipases e polímeros catiônicos (ou aniônicos). Uma abordagem similar é descrita por Glover (2000) onde o tratamento é feito com

a combinação de estereases com um polímero catiônico. Um processo ainda mais complexo é descrito por Pease et al. (2002), o qual consiste da limpeza de feltros da máquina de papel com uma ou mais enzimas contendo um ou mais surfactantes e um ou mais dispersantes. Neste

documento é citado que as enzimas podem ser amilases, hemicelulases, celulases e lipases.

Xu e Carey (2006, US2008169073, correspondente à patente

MX2009004855)

Formulações de enzimas combinadas com um polímero não aniônico para a redução de depósitos de “pitch”. Cita vários tipos de enzimas:

amilases, celulases, cutinases, endoglucanases, esterases, hemicelulases, glucosidases, β-glucose oxidases, lacases, lipases, pectinases, peroxidases, proteases, pululanases e enzimas lipolíticas. Mas a preferência é para o uso de lipases em conjunto com um (ou

mais) polímero não aniônico do tipo polivinilacetato, contendo de 50 a 100% de hidrólise dos grupos acetatos e hidroxílicos.

Heldt-Hansen et al. (1991, US5616215)

Formulação de lipases com um sal de alumínio para controlar pitch (triglicerídeos).

Wang et al. (2009, US20100170646) Formulações de enzimas contendo metais ou polímeros catiônicos para aumentar a estabilidade da formulação. Dentro do grupo das estereases podem ser formuladas lipases, fósforolipases, carboxil-esterases, pectina-esterases e acetil esterases. Vários tipos de sais podem ser

usados.

Gutierrez-Suarez et al. (2005,

US20080210393), Buchert et al. (1999, WO0053843) e Wang et al.

(2006, US2007261806)

Sistemas lacases-mediadores capazes de eliminar até 100% dos compostos lipofílicos que causam depósitos de “pitch”. Por outro lado, Wang et al. (2006) exemplifica o uso de laccases, peroxidases, esterases e ou combinações destas e sistemas lacases-mediador pode

também conter um dispersante .


237

5.2.16. Enzimas para o controle de arrancamento de vasos


Inicialmente, cabe explicar o que significa o termo arrancamento de

vasos. Vasos são elementos anatômicos típicos das madeiras de folhosas

(“hardwood”). Madeira de “hardwood” contém, de maneira geral, três

tipos de estruturas anatômicas: células denominadas de fibras, células

parenquimatosas e elementos de vasos. Estes elementos de vasos são

transportadores de água, sais minerais e, enfim, a seiva bruta e também

a elaborada ao longo de toda a árvore.

A polpa celulósica de madeiras de “hardwood” é usada na fabricação

de diferentes tipos de papéis. Alguns são desenhados especificamente

para a impressão de livros de revistas, principalmente porque confere a

estes papéis importantes características, tais como formação, opacidade,

rigidez e excelente impressão. Entretanto, dependendo de como o papel é

fabricado os elementos de vasos tendem a ficar na superfície da folha de

papel, livres de ligação com as fibras.

Nestas condições, durante a impressão, alguns elementos de vasos,

com baixa densidade e pequena área de contato, acabam se soltando da

folha de papel e causam acúmulos em equipamentos do sistema de

impressão. Com isto, no local do desprendimento de um elemento de vaso

a distribuição de tinta é heterogênea, transformando-se em um defeito de

impressão (SARI et al., 2012, FOELKEL, 2007, HEINTZE, 2007).


238


das enzimas

Tradicionalmente o uso de refino da polpa celulósica, em condições

específicas, associado à colagem superficial da folha de papel (o que é

prática comum na indústria) e ao revestimento da superfície da folha de

papel permitem um controle deste problema de arrancamento de vasos

(DEMUNER et al., 2005, RAKKOLAINEN et al., 2009, FOELKEL, 2007).

A análise realizada neste estudo mostra que o interesse no uso de

enzimas para controlar o arrancamento de vasos em papéis destinados à

impressão (figura 5.45) ocorreu entre a metade da década de 90 até 2002

apenas. A figura 5.46 ilustra que a Mitsubish Paper (uma fabricante de

polpa celulósica e papel japonesa) apresentou o maior interesse neste tipo

de proteção da propriedade industrial.



A tabela 5.17 apresenta o sumário da análise crítica das principais

patentes sobre o uso de enzimas para o controle do arrancamento de

vasos na fabricação de papel. É possível verificar que o foco está no uso

de celulases, xilanases ou misturas destas. São ainda apresentadas

algumas condições experimentais (cargas de enzimas, temperatura,

tempo de aplicação e faixas de pH), onde as respostas foram bem

sucedidas. Nota-se também que os japoneses foram os que mais

investiram no uso de enzimas para este tipo de controle.


239


controle do arrancamento de vasos. Fonte: elaboração própria.


controle do arrancamento de vasos. Fonte: elaboração própria.


240


sobre enzimas para o controle de arrancamento de vasos. Fonte:


Referência Bibliográfica

Aspectos Relevantes Obtidos na Análise das Patentes

Cooper (1994, US5770012) e Cooper (1994, US5725732)

Processo para reduzir a o número de elementos de vasos arrancados por meio de um tratamento da polpa celulósica com uma mistura de celulases e xilanases. Carga de enzima de 0,05 a 1% (base peso de polpa celulósica), e pH 7 e 8, 29,4 a 62,8ºC, por 30 a 240 minutos. Redução de 0,4 para 0,08 elementos de vasos arrancados/cm²). Por outro lado, Cooper (1994, US5725732) descreve um tratamento de celulases e xilanases:cargas unitárias de 0,01 a 0,5 % (base peso seco de polpa celulósica), 37,8 a 65,6ºC, 30 a 180 minutos e pH de 7 a 8.

Nakamura (2002, JP2004149948)

Xilanases com atividades para degradar xilose de 5 a 15 vezes para uma vez a atividade para degradar glucose que permitem reduzir insumos do branqueamento e minimizar o número de vasos arrancados.

Matsuhashi (2002, JP060117)

Uso de celulases. Tratamento precedido de um estágio ácido. Matsuhashi (1998, JP11279968) apresenta um tratamento com xilanases em alta temperatura (50 a 100ºC) e alto pH (entre 5 a 11) para tratar polpa celulósica de eucalipto para melhorar o branqueamento e reduzir o número de vasos arrancados.

Nishino (1997, JP10266085).

Associação entre o branqueamento e tratamento enzimático. com uma enzima resistente às condições ácidas com o objetivo de melhorar o branqueamento e minimizar o número de vasos arrancados (polpa celulósica e eucalipto).

Nishino et al. (1995, JP9031880)

Uso de enzimas para melhorar a alvura, o refino e para reduzir o número de vasos. O método consiste de uma relação de atividade sobre a glucose em relação à xilose de 1/5 até 1/500 com o uso de uma mistura de celulases e xilanases, um agente quelante de sais de sódio, sal este do tipo poliaquileno poliamina poliacetato e um surfactante. As principais condições do tratamento enzimático são pH 3 a 9, temperatura 20 a 90ºC por um tempo de 30 a 180 minutos.

5.2.17. Enzimas para a produção de polpa celulósica a partir de

papel reciclado


A reciclagem de papel passa por diferentes processos até a obtenção

de polpa celulósica em condições se formar o papel novamente. Dentre os

processos existem etapas de remoção de tinta (para papéis impressos),

remoção de amido (para papéis revestidos), limpeza, remoção de

partículas e substâncias indesejáveis, branqueamento para o caso de


241

papéis não branqueados, refino, dentre outros. Ao longo do tempo

verificou-se um nicho importante para a aplicação de enzimas para

diferentes finalidades. Dentre elas, as lipases para a remoção de

extrativos e pitch, principalmente; amilases para a hidrólise do amido;

celulases (especialmente as alcalinas) para a remoção de tinta, aumento

da drenagem e também no biorefino, lacases e xilanases para facilitarem

o aumento de alvura. Revisões recentes de Bajpai (2010 e 2012) indicam

o potencial do uso destas enzimas no processo de reciclagem do papel.


das enzimas

O levantamento de patentes indicou um constante interesse dos

principais produtores de enzimas na proteção da propriedade industrial

(figura 5.47). A figura 5.48 mostra que a Novozymes, Dyadic, Novo

Nordisk e em seguida algumas empresas japonesas são as que detêm o

maior número de patentes para a produção destas enzimas. O

levantamento de artigos científicos também revela que o interesse em

pesquisas nesta área é relativamente baixo (apenas um artigo em 2012 e

três em 2011).



O resumo da análise das patentes (tabela 5.18) demonstra o uso de

diferentes tipos de enzimas na reciclagem de papel, tais como celulases,

xilanases, lipases, dentre outras, bem como de misturas de enzimas. O

uso de enzimas combinado com surfactantes também é descrito. O


242

principal foco é a remoção eficaz de partículas de tinta, tendo como

objetivos secundários a melhoria da drenagem.


produção de polpa celulósica a partir de papel reciclado. Fonte: elaboração

própria.

Ibarra et al. (2012) concluíram que celulases e xilanases são mais

eficientes na remoção de tinta, neste caso quando comparadas com

sistemas lacase/mediador. Adicionalmente, a adição de um surfactante

em conjunto com o tratamento com celulases aumenta a eficiência na

remoção de tinta. Malik et al. (2011) relata que o uso de celulases resolve

o problema de poluição inerente ao processo de reciclagem de papéis.

Leduc et al. (2011) também avaliou a eficácia do uso de lipase para a

remoção de tinta e de lacase para aumentar a alvura.


243

Figura 5.48 – Empresas detentoras de patentes sobre enzimas para a

produção de polpa celulósica a partir de papel reciclado. Fonte: elaboração

própria.


244

Tabela 5.18 – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para produção de polpa celulósica a

partir de papel reciclado. Fonte: elaboração própria.

Referência Bibliográfica Aspectos Relevantes Obtidos na Análise das Patentes Gen e Go (1989, JP3000882), relativa ao

documento KR19890006514 (1989)

Uma das primeiras patentes sobre a produção de fibras recicladas com o uso de enzimas. O papel reciclado é tratado com celulases ou

pectinases para ajudarem na remoção de tinta do papel usado.

Kaneko et al. (1993, JP6228895) Remoção eficiente de tinta de papéis reciclados. Uso de celulases em pH 3 a 6 para que a eficiência seja a máxima possível.

Baret et al. (1990, US5364501), Schuelein et al. (1994, US6071735),

Nakane et al. (2000, US2004043400) e Murashima et al. (2000, US2005143275)

Tratamento do papel reciclado em alto pH. Usam-se celulases alcalinas para remoção eficiente de tinta e melhoria da drenagem.

Schuelein et al. (1994), Nakane et al. (2000) e Murashima et al. (2000) também descrevem o aumento da eficiência na remoção de tinta e aumento da drenagem. Esta última patente especifica o uso de uma enzima do tipo endoglucanases.

Kaneko et al. (1993, JP6346390) e

Chuanhuai e Kai (2009, CN101691699)

Os estudos buscam o aumento da eficiência na remoção de tinta na produção de fibras recicladas. As celulases devem ser usada antes da adição de soda, em pH 3 e 6, sob pressão (200 a 2000atm) para prevenir contra hidrólise excessiva. Ainda mais complexo é o processo

descrito por Chuanhuai e Kai (2009) onde xilanases, celulases e pectinases são usadas em pH 6 a 11 e temperatura 45 a 75ºC.

Jiru e Geirii (1994, JP8226088) Métodos para a remoção de tinta de papéis reciclados partindo da aplicação de celulases, em pH 4 a 9, e um surfactante não aniônico.

Nakamura et al. (2000, US2005121156). Uso de celulases para aumentar a eficiência do processo de remoção de tinta.

Yaguchi e Yaesawa (1994, JP8120580) e Ohira e Yaesawa (1994, JP8127989)

Uso de cellulases ou xilanases, em pH entre 4,5 a 8,5, em conjunto com um surfactante. Em seguida, após a concentração da suspensão, é adicionado soda e silicato de sódio para separar a tinta das fibras, por meio de um processo de flotação ou lavagem. Na segunda patente

citada é utilizado também um quelante e peróxido de hidrogênio (para elevar a alvura da polpa celulósica obtida).

Park et al. (2006, KR20080009788) Tratamentos conjuntos de enzimas com surfactantes, tanto a base alcoólica e também à base de ácidos graxos.

Cai (2004, CN1664026) Descreve a eficácia do uso de uma mistura de celulases e xilanases, associada a um polímero denominado macrogol na produção fibras

recicladas a partir de papel jornal.

Osten e Schuelein (1994, US5912157),

Emalfarb et al. (1996, US6015707), Schuelein et al. (1994, EP1632557),

Emalfarb et al. (2006, US2011237485) e Gusakov et al. (2007, US2012036599).

Descrevem o potencial das celulases alcalinas no tratamento de fibras recicladas. Nota-se que estão sendo buscadas celulases alcalinas e

mais termoestáveis.

Sharyo et al. (1993, CA2177254) O uso de amilases é recomendado para reciclar papéis revestidos com uma base de amido. O tratamento deve ser feito antes, durante e depois da desintegração do papel usado e a separação de partículas de tinta é feita após este tratamento enzimático.

Langley et al. (1995, GB2304741) Papéis usados contendo tintas são tratados com celulases ou hemicelulases, dispersas em um líquido não aquoso.

Egawa et al. (1995, CA2184458) Processo ainda mais complexo do que os apresentados anteriormente. A remoção de tinta é obtida com a aplicação de enzimas (podendo ser

celulases, hemicelulases, lipases, amilases, xilanases ou proteases) e um composto orgânico complexo.

Kamishiro et al. (1995, JP9170186) Processo em que os papéis usados são tratados com celulases imobilizadas irreversivelmente solúvel em água. O papel reciclado é

macerado em uma mistura com celulases imobilizadas.

Waallberg et al. (1996, WO9732076)

A remoção de tinta é feita em pH mais baixo do que citado nas descrições anteriores. Adição de químicos compreendendo um agente ativo

de superfície para soltar as partículas de tinta do papel e um poliéster coletor e agregador de partículas de tinta durante o processo de flotação.


245

Tabela 5.18 (continuação) – Resumo da análise dos principais documentos de patentes sobre enzimas para produção de

polpa celulósica a partir de papel reciclado. Fonte: elaboração própria.

Nishino et al. (1996, JP9241985) Tratamento de papéis usados com lipases associadas com tratamentos de desfibramento e ação mecânico em um equipamento “kneader”.

Call (1997, WO9901607), Qin et al. (2004, CN1563567), Xu (2005, CN1763305) e De Lasyssa e Elgarhy (2004, CA2523736)

Remoção de tinta com tratamentos de oxidação e/ou enzimáticos do papel reciclado. Lacases e peroxidases e

também outras enzimas (celulases, hemicelulases, xilanases, mananases, pectinases, lipases, etc) são citadas. Qin et al. (2004) descrevem o uso de lacases (a 70ºC). Xu (2005) detalha o uso de celulases ou xilanases e lacases, mais oxigênio e mediador. De Lasyssa e Elgarhy (2004) aplicam vários tipos de enzimas podendo ser celulases, amilases, hemicelulases, proteases, dentre outras e misturas delas e em uma segunda etapa uma enzima do grupo éster hidrolase e também um surfactante.

Haynes e Auger (2010, WO2011100530)

Eficácia do uso combinado de lipases com outras enzimas, podendo ser amilases, celulase ou xilanases e um surfactante não aniônico.

Lee e Lee (1998, KR20000014909)

Reciclagem de papel por meio de tratamento biomecânico, no qual são aplicadas forças de dispersão sobre as celulases

e também sobre o óxido de etileno e óxido de propileno. A força de remoção da tinta dos papéis reciclados ocorre, portanto, por meio da copolimerização da enzima com o POE (poli-orto-éster), alquil alil éter e o ácido anidrido maléico.

Franks (1998, WO0015899) e Nishibashi (2003, JP2005105156)

Remoção de tinta de papéis reciclados com o uso de amilases, celulases, hemicelulases, lipases, proteases, e xilanases, seguido de descoloração dos pigmentos do papel com lacases na presença de oxigênio e de um ou mais mediadores. Nishibashi (2003) detalha um processo de remoção de tinta com o uso de xilanases em pH de 4 a 12 e a 60ºC.

Lee e Lee (1998, KR20000018403) e Nishie et al. (2002,

JP2003286430)

Celulases obtidas a partir de Trichoderma viride e Aspergillus niger. Nishie et al. (2002) descrevem um processo que

causa mínima mudança no processo atual, mas é eficiente na remoção de tinta.

Yang et al. (1994, US6426200) Método de produção de fibras recicladas, especialmente a partir de papéis usados do tipo xerografia e impressão a laser, por meio de uma mistura de enzimas caracterizada pela alta taxa de atividade beta-glucosidases.

Franks e Page (2001, US2004016522)

Um processo diferente dos citados anteriormente. Usa-se enzima capaz de hidrolisar amido e uma pectateliase, em que o tratamento enzimático ocorre durante ou após a desintegração do papel usado, para então realizar a separação de partículas de tinta.

Ratnam et al. (2005, GB2441917)

Processo também distinto dos já citados anteriormente. É para remover cor do papel reciclado. Trata-se o papel

durante 72 horas em contato com enzimas extracelulares, produzidas por uma bactéria (Vibrio alginolyticus) ou células imobilizadas desta mesma bactéria.

Capítulo 6 – Tendências e Desafios

246

Capítulo 6

Tendências e Desafios

Este capítulo descreve os principais resultados de P&D obtidos na

análise crítica constante no capítulo 5, sobre as patentes e publicações

científicas.

6.1. Enzimas relacionadas à biossíntese da lignina:

São grandes os avanços já obtidos, após anos de pesquisas sobre

enzimas da rota de biossíntese da lignina. Vários genes foram testados

experimentalmente com sucesso na redução e/ou alteração da lignina.

Graças a estes avanços pode-se agora visualizar alguns objetivos a serem

aplicados na engenharia genética de plantas, buscando aplicações práticas

industriais.

Resultados obtidos para plantas, principalmente do gênero Populus,

confirmaram a possibilidade da manipulação da atividade enzimática

almejada. A redução ou aumento do teor de lignina ou aumento do teor

de estruturas do tipo siringil, bem como aumento da clivagem da lignina e

da sua solubilização durante a deslignificação e o branqueamento da polpa

celulósica já foram verificados, em escala ainda experimental.


247

Por outro lado, há ainda críticas de que as alternativas de controle

da metilação da rota de biossíntese da lignina não têm sido totalmente

aceita na comunidade científica, em função da falta de evidência genética

da sua resposta.

Um dos problemas é que a grande maioria do conhecimento gerado

sobre a bioquímica da lignina é proveniente de estudos de modelos de

plantas, tais como a Arabidopsis, Tabaco e Poplar.

Outra crítica é que a maioria dos estudos de manipulação da rota de

biossíntese da lignina foi concentrada na fase inicial do processo de

biossíntese. Como há várias outras etapas posteriores, a resposta final é

incerta. Ou seja, o controle final do processo de transformação é incerto.

A engenharia genética é promissora para aumentar a efetividade da

clivagem e da extração da lignina durante o processo de produção de

polpa celulósica. Mas existem ainda alguns riscos potenciais associados

com estas técnicas. As principais são: aumento da susceptibilidade a

patógenos, alterações de fenótipos, atividades metabólicas indesejáveis,

dentre outras. Estes riscos potenciais precisam ser levados em

consideração antes da aplicação em larga escala. Existem dúvidas se

materiais genéticos transformados com menor teor de lignina ou com

lignina com qualidade diferenciada possam apresentar alterações no

crescimento e nas características estruturais da madeira, como por

exemplo, paredes celulares mais finas e redução da resistência da

madeira.


248

O conhecimento atual sobre os blocos de lignificação é limitado à

biossíntese de blocos de construção para a lignina em angiospermas. É

enfatizada a necessidade de focar as pesquisas futuras sobre a biossíntese

da lignina na identificação de genes envolvidos no transporte e

polimerização de monolignol, bem como nos mecanismos que conectam a

bioquímica da lignina e o crescimento das plantas.

Biomassas transgênicas, que levem à formação de mínima

quantidade de recalcitrante, têm potencial para reduzir custos da etapa de

fermentação da produção de biocombustíveis, além de produzir uma

maior quantidade de açúcares fermentáveis por hectare plantado. Neste

caso permanece, portanto, um desafio que é a identificação dos genes

potenciais mais importantes envolvidos na regulação da lignina e suas

expressões para aumentar a eficiência do uso da biomassa em suas

diferentes aplicações potenciais.

Outro desafio é associado com os processos regulatórios associados

ao plantio e uso de árvores modificadas geneticamente para alterar o teor

ou a composição da lignina.

6.2. Enzimas para a desconstrução/hidrólise enzimática

de materiais lignocelulósicos

O assunto desconstrução/hidrólise enzimática apresenta um elevado

interesse de desenvolvimento tecnológico e da proteção da tecnologia. O

número de patentes cresceu significativamente a partir de 2007,

principalmente. A produção científica é, também, elevada. Assim,

acredita-se que esta concentração de esforços resultará em aplicações


249

tecnológicas dos tratamentos da biomassa lignocelulósica, da hidrólise

ácida e dos processos de transformação em bioprodutos de uma forma

ainda mais acelerada.

São muitas as tendências tecnológicas, uma vez que cada patente

apresenta as suas particularidades (são documentos únicos). No entanto,

é possível verificar que os esforços são concentrados, principalmente, em:

Estabelecer um pré-tratamento que minimize a presença de

produtos recalcitrantes à sacarificação;

Minimizar a presença de inibidores na etapa de fermentação;

Minimizar o custo das enzimas;

Aumento do entendimento da ação das enzimas;

Consolidar os valores da viabilidade dos processos, passando pelo

máximo aproveitamento da biomassa, incluindo também o

aproveitamento da lignina;

A tecnologia de hidrólise enzimática de biomassas lignocelulósicas já

avançou significativamente, mas existem ainda algumas questões que

precisam ser resolvidas. Dentre elas, o alto custo da produção de enzimas

tem sido um fator de muita atenção.

Embora existam relatos de que avanços têm sido obtidos na

produção de preparados enzimáticos mais eficientes, a produção de

enzimas mais eficazes para a produção de açúcares (tanto C6 quanto C5)

é ainda um desafio.

O aumento do entendimento da ação das diferentes enzimas sobre o

substrato está sendo estudado e, em breve, poderá contribuir de forma


250

mais assertiva sobre os mecanismos de ação, especificidade e,

conseqüentemente, em enzimas mais eficazes e com menor custo final de

produção. O entendimento sobre a desconstrução eficiente da biomassa e

sobre os recalcitrantes são fatores relevantes para a redução dos custos

de produção. A geração de microorganismos recombinantes, capazes de

chegar a um bioprocesso consolidado, também aparece como uma

necessidade importante para uma maior eficácia e sucesso da inserção

tecnológica. O máximo aproveitamento da biomassa lignocelulósica é

também fator chave para a viabilização tecnológica da produção de

bioprodutos.

6.3. Enzimas e microorganismos para a biopolpação de

materiais lignocelulósicos

A análise das patentes demonstrou que houve um grande progresso

no desenvolvimento da tecnologia de biopolpação, incluindo avaliações de

vários tipos de microorganismos, em diferentes condições e configurações

de processos. Os principais resultados, demonstrados em escala piloto,

apontam para a produção de polpas celulósicas CTMP e BCTMP com maior

resistência e com significativa redução do consumo de energia de refino.

Alguns fatores chave que ainda dificultam a adoção industrial da

tecnologia são: custos da inoculação de fungos e o tempo de cultura

(crescimento) do microorganismo na madeira (ou cavacos). Falta também

um melhor entendimento dos mecanismos pelos quais os

microorganismos agem na madeira e como a tecnologia poderia ser

aperfeiçoada. Esforços recentes focam no entendimento da estrutura,

composição e os mecanismos da biodegradação.


251

6.4. Enzimas para o descascamento da madeira

É importante ressaltar a originalidade do conceito inicial de aplicação

de enzimas para atuar sobre os componentes químicos na região da

árvore que se situa entre a casca e a madeira. A aplicação resulta no

enfraquecimento das ligações entre a casca e madeira e,

conseqüentemente, facilita o descascamento mecânico das árvores. Mas a

tecnologia enzimática de descascamento da madeira não é uma realidade

industrial.

Este tipo de desenvolvimento tem apresentado baixo nível de

interesse, o que é justificado, principalmente, pelo elevado grau de

tecnologia atingido com o uso de equipamentos de descascamentos

mecânicos.

O descascamento mecânico durante o processo de colheita de

árvores é a principal prática moderna utilizada, principalmente, pelo setor

brasileiro de produção de florestas plantadas para a produção sustentável

de polpa celulósica. Apresenta o benefício da manutenção da casca no

campo (no solo), quando necessária ou desejável, para a reposição de

matéria orgânica, dentro de um conceito de sustentabilidade.

6.5. Enzimas para a deslignificação da polpa celulósica

As enzimas oxidativas (a exemplo das lacases) foram visualizadas

com potencial para serem aplicadas, principalmente, antes ou

imediatamente após da deslignificação com oxigênio na produção de polpa

celulósica. No entanto, alguns aspectos críticos para ação enzimática


252

nesta região do processo são o elevado pH (ao redor de 11) e alta

temperatura (90 a 100ºC).

Adicionalmente, a quantidade de matéria orgânica dissolvida (COD)

é também alta, o que dificulta a ação eficaz das enzimas. Nesta posição

do processo, as fábricas modernas adotam recirculação (em

contracorrente) dos filtrados provenientes de outros estágios

subseqüentes, para minimização de matéria orgânica para o tratamento

de efluentes.

Mesmo assim, as enzimas oxidativas ganharam forte atenção, uma

vez que existe um conhecimento acumulado sobre a ação de fungos da

podridão branca da madeira, os quais agem sobre a lignina, conforme

descrito no tópico sobre a biopolpação.

As principais tendências verificadas são a tentativa de produção de

lacases para resistir aos níveis mais elevados de temperatura e,

principalmente, da avaliação de mediadores naturais, como alternativas

para substituir, com similar ou superior eficácia, ao mediador HBT, o qual

além de apresentar custo muito elevado tem elevada toxicidade.

Portanto, diante dos resultados discutidos, fica evidente que as

enzimas oxidativas, com raras exceções, continuam em estágio de

desenvolvimento. Foi verificado também que as manganês peroxidases

não foram desenvolvidas.

As principais limitações para aplicações industriais de enzimas

oxidativas (tipo lacases) na deslignificação da polpa celulósica, em


253

processos de alto desempenho e com a relação custo/benefício positivo

são: dificuldades de produção em larga escala; faixas de pH e

temperatura ainda distantes da realidade industrial; e mediadores

expressivamente caros e às vezes com características tóxicas ou

mediadores naturais de baixa eficácia.

São ainda necessárias pesquisas incluindo a caracterização funcional

e estrutural visando à melhoria das enzimas oxidativas (ambas lacases e

peroxidases), por meio de métodos de biologia molecular e técnicas de

engenharia de proteína. A utilização de microorganismos recombinantes

ou a seleção de linhagens naturais hipersecretoras são também chave

para viabilizar a produção em larga escala.

6.6. Enzimas para o branqueamento da polpa celulósica

De fato, a análise das patentes revelou que houve um avanço

expressivo no desenvolvimento e produção de xilanases para a aplicação

no branqueamento da polpa celulósica.

As duas melhorias mais significativas foram a produção de xilanases

livres (ou quase totalmente) de celulases e a produção de xilanases

termoestáveis.

Estas melhorias, sem dúvidas, contribuíram para uma maior

efetividade e expansão da aplicação enzimática comercial no

branqueamento da polpa celulósica, especialmente em fábricas localizadas

no Canadá, Estados Unidos e Europa. Desta forma, no Canadá, um

volume expressivo de polpa celulósica kraft (aproximadamente 10 milhões


254

de toneladas) já foi produzido com o uso de xilanases. Existem,

aproximadamente, 50 fábricas na Europa e 20 na América do Norte

usando xilanases no branqueamento da polpa celulósica.

A análise dos documentos de patentes deixa evidente que as

xilanases comercialmente disponíveis ainda apresentam limitações para

uma aplicação plena de alto desempenho, decorrentes das faixas limitadas

de ação em pH próximo ao neutro e temperaturas superiores a 75ºC, com

raras exceções. Adicionalmente, a baixa seletividade resulta em aumento

expressivo de COD.

Xilanases mais resistentes aos níveis mais altos de temperaturas,

com elevada especificidade ao substrato e alta seletividade são requeridas

pela indústria de produção moderna de polpa celulósica. Mínimo acúmulo

de COD (decorrente da recirculação de filtrados do estágio enzimático) e

mínimo impacto no tratamento de efluentes, são fatores chave de sucesso

para aplicações de xilanases em fábricas modernas de polpa celulósica.

Cada processo industrial, com as suas peculiaridades, requer

xilanases especificamente avaliadas e formuladas para atender aos

critérios de sucesso, que passam por redução de custos de insumos,

manutenção ou diferenciação adequada da qualidade da polpa celulósica,

preservação do rendimento e manutenção ou redução da matéria orgânica

dissolvida.

Estes aspectos citados continuarão demandando investimentos em

novas pesquisas e testes de novas xilanases, para a ampliação da sua

inserção na fabricação de polpa celulósica.


255

Um maior conhecimento sobre os mecanismos de ação das enzimas,

bem como a especificidade das mesmas em relação a cada substrato

continuam limitando a expansão da sua aplicação.

Estudos de viabilidade (principalmente econômica) são,

praticamente, inexistentes na literatura especializada.

6.7. Enzimas termoestáveis para o setor de polpa

celulósica e papel

A prospecção mostrou que existe um forte interesse científico e de

proteção da tecnologia de produção de enzimas termoestáveis.

Demonstrou também que o foco principal destes desenvolvimentos

ocorreu sobre as xilanases. Embora sejam poucas as opções, atualmente

é possível encontrar xilanases com elevada atividade em temperaturas de

75ºC. Poucos estudos foram realizados sobre a termoestabilidade das

lacases, principalmente porque os desafios neste caso foram focados,

principalmente, no entendimento das ações das mesmas e efetivamente

de mediadores naturais comparativamente aos sintéticos.

Os países que mais avançaram na produção, em larga escala, de

xilanases engenheiradas para a ausência de atividade celulolítica, com alta

atividade e termoestabilidade foram os EUA, Canadá e Japão.

Além das xilanases, poucos estudos foram dedicados à produção de

enzimas termoestáveis às demais enzimas de interesse para o setor de

polpa celulósica e papel. Algumas tentativas ocorreram sobre as lacases e

lipases.


256

Outros dois fatores que precisam ser levados em consideração nesta

análise crítica é que a xilanase comercial de maior termoestabilidade

(níveis de até 80ºC), embora apresenta, ao mesmo tempo, alta atividade,

possui ação eficaz na formação de matéria orgânica (COD) e, portanto, na

redução do rendimento do processo e da resistência da polpa celulósica.

Adicionalmente, a análise dos documentos de patentes mostrou que

a ação das xilanases termoestáveis ocorre em pH próximo ao neutro,

enquanto que o desejável, na produção de polpa celulósica, é a aplicação

em níveis mais elevados de pH.

Para as enzimas oxidativas (a exemplo das lacases e manganês

peroxidases) são ainda necessários estudos mais dedicados na direção de

obter elevada atividade em faixas mais altas de temperatura e de pH.

Especificamente para as lacases, embora houve tentativas para substituir

o mediador HBT, a eficácia na presença de mediadores naturais é baixa,

limitando uma aplicação industrial viável.

As celulases, para uma maior abrangência de aplicação nos

processos de produção de polpa celulósica e de papel também carecem de

atividade em temperaturas mais altas do que as opções atualmente

disponíveis no mercado.

6.8. Enzimas tolerantes às condições alcalinas

Os resultados revelaram algum interesse científico na produção de

enzimas (xilanases e celulases) capazes de suportar condições alcalinas, o


257

que permitiu ampliar o potencial de produção em escala. A prospecção

mostrou que os estudos concentraram-se sobre as celulases.

A análise dos documentos de patentes mostra algum potencial de

produção de enzimas com pH variando de 4 a 9, mas em geral, elas

apresentam baixa atividade em níveis de pH acima de 6. Outro fator

limitante é que as poucas opções com ação em níveis de pH mais altos

agem em temperaturas, com raras exceções, inferiores a 70ºC.

Em geral, o nível de investimento aplicado não foi ainda suficiente

para a produção de enzimas com alta atividade em condições alcalinas e,

ao mesmo tempo, com resistência as temperaturas altas.

A prospecção mostra que foram adotadas técnicas modernas de

engenharia genética e de mutagêneses no desenvolvimento de enzimas

mais tolerantes às faixas mais altas de pH. No entanto, foi também

percebida a necessidade de ampliar o conhecimento sobre aspectos

moleculares para a produção de novas enzimas de alta atividade e mais

estáveis em faixas mais altas de pH e temperatura.

6.9. Enzimas para o tratamento de efluentes

A prospecção revela um baixo nível de patenteamento sobre

enzimas para o tratamento de efluentes da indústria de polpa celulósica e

papel.


258

Destaca a iniciativa da UNICAMP, com o depósito de duas patentes

sobre a aplicação de enzimas no tratamento de efluentes a indústria de

polpa celulósica e papel.

Mais recentemente foi visualizada a perspectiva de uso de lacases,

principalmente porque apresentam um bom nível de remoção de cor e de

degradação de compostos fenólicos, embora o nível de aplicação é, ainda,

insipiente. Faltam, certamente, investimentos na produção de alternativas

de baixo custo para aplicação no tratamento de efluentes, com uma

relação de custo/benefício favorável.

6.10. Enzimas para Modificação de Amido

As amilases foram as primeiras aplicações da tecnologia enzimática

na fabricação de papel. A prospecção mostra que as primeiras patentes

datam da década de 30 e, atualmente, esta tecnologia de modificação do

amido, como aditivo para a produção de papel, é amplamente usada pelo

setor.

As informações obtidas mostraram também que as patentes mais

recentes sobre o tema são, principalmente, de empresas e instituições

japonesas e chinesas. Isto faz sentido uma vez que o consumo de papel

está crescendo continuamente na China e o Japão destaca-se com o

desenvolvimento e comercialização de tecnologia de impressão de papel,

para a qual a qualidade da superfície da folha de papel é fator chave de

sucesso.


259

A prospecção revela também melhorias na produção de alfa-

amilases mais resistentes aos níveis mais altos de temperatura e com

mais alta atividade.

Outra tendência, ainda que inicial, é a formulação de nanopartículas

de amido modificado enzimaticamente. Os benefícios tanto em qualidade

quanto em redução de custos de fabricação parecem ser positivos.

6.11. Enzimas para refino da polpa celulósica

O refino enzimático é uma tecnologia que foi, principalmente,

estudada e avaliada com o objetivo de reduzir o consumo de energia do

processo de produção de polpas celulósicas mecânica, termomecânica e

quimotermomecânica. É sabido que estes processos são, em geral, de alto

custo, em função do elevado consumo de energia.

Por outro lado, estudos dedicados ao refino enzimático para o

desenvolvimento de propriedades chave da polpa celulósica química e do

papel (a exemplo da resistência mecânica) são relativamente recentes. Os

estudos concentraram sobre celulases, xilanases e misturas entre elas,

com um interesse também sobre lacases, todas aplicadas, em geral,

previamente ao refino. O setor carece ainda de um melhor entendimento

das condições, dos efeitos e da viabilidade de aplicação de enzimas no

refino.

Poucos dados industriais limitam a disponibilidade real de dados

sobre a economia de energia e/ou os ganhos das propriedades do papel.


260

Estas lacunas limitam as conclusões sobre a relação custo/benefício da

tecnologia, bem como a ampliação da aplicação comercial de enzima.

6.12. Enzimas para modificação de fibras

A análise de patentes e de artigos científicos mostrou que este

tópico é relativamente novo e que existem vários tipos de enzimas e

possibilidades de aplicação, com diferentes oportunidades de ganhos. Os

estudos concentraram sobre celulases, xilanases e misturas delas.

As informações disponíveis indicam um forte potencial da aplicação

de enzimas para modificar as propriedades da polpa celulósica e do papel,

mas precisa ainda ser confirmado industrialmente. O assunto carece de

um maior aprofundamento dos estudos para consolidar o potencial da

aplicação de enzimas na modificação das características da polpa

celulósica. Não apenas estes ganhos, mas também as condições mais

adequadas, com impactos sobre o processo e os ganhos do tratamento.

Em uma visão de longo prazo, o potencial é ampliado uma vez que a

prospecção revela que este assunto está relacionado às aplicações de

enzimas para ao aumento da drenagem e do refino da polpa celulósica.

6.13. Enzimas para a melhoria da drenagem da polpa

celulósica e do papel

A prospecção revelou o desenvolvimento de enzimas eficazes para o

aumento da drenagem da polpa celulósica e papel. Estas são

principalmente celulases.


261

A tendência de produção de enzimas para melhorar a drenagem

coincidiu com o desenvolvimento de celulases alcalinas bem como com a

necessidade de resolver problemas específicos da produção de polpa

celulósica a partir de papéis reciclados.

Uma análise mais global revela que existe uma tendência de

aumento do custo de energia, o que demanda polpas celulósicas e papéis

com mais alta capacidade de drenagem e secagem. Os resultados mais

recentes demonstram a eficácia da aplicação de enzimas na redução do

consumo de energia e na melhoria de propriedades chave da polpa

celulósica e do papel.

O desafio mais crítico é que cada fábrica em específico deve

determinar a viabilidade uma vez que os efeitos variam com as condições

e tipo de fibras usadas na fabricação de papel.

6.14. Enzimas para o controle de depósitos (“Slime”)

O levantamento das informações, a partir da análise de patentes,

mostra que houve um bom nível de desenvolvimento de enzimas

específicas para o controle de “slime”. Várias enzimas estão disponíveis

para aplicação industrial, a exemplo das celulases, xilanases e lipases.

Tratamentos destas combinados com biocidas foram também

prospectados. Os resultados mostram um alto desempenho da ação

enzimática, com minimização de impactos da aplicação de insumos

químicos, os quais tendem a ser menos eco-eficientes do que as enzimas.


262

A análise de patentes mostrou também a existência de soluções

combinadas entre enzimas e insumos químicos, sendo algumas delas de

alta complexidade, limitando o entendimento da viabilidade e eficácia.

6.15. Enzimas para o controle de “pitch”

A prospecção revelou um nível considerável de desenvolvimento de

enzimas para o controle de “pitch”. Os estudos concentraram-se sobre

lipases. Certamente a análise precisa ser realizada na visão, mostrada por

esta prospecção, de que a produção de fibras a partir de papéis reciclados

foi um grande viabilizador do desenvolvimento destas enzimas, como

soluções viáveis para o controle de “pitch” e “stickies”.

Da mesma forma, outra tendência verificada é a aplicação de

enzimas para o controle de “pitch” na produção de polpa celulósica

mecânica, termomecânica e quimotermomecânica, as quais, em geral,

apresentam muitos problemas de “pitch”, em função das características

inerentes ao processo.

6.16. Enzimas para o controle de arrancamento de vasos

As descrições de patentes indicam um baixo interesse neste

assunto, tanto do ponto de vista de patenteamento quanto de publicações

de artigos científicos. Os estudos realizados foram sobre celulases,

xilanases e misturas entre elas.


263

Como tendência geral, nota-se ainda que a indústria japonesa

esteve interessada entre a metade da década de 90 até o início da década

2000. Este tendência deve estar relacionada com o aumento da adição de

polpa celulósica do tipo “hardwood” na fabricação de papel, uma vez que o

Japão tornou-se um forte importador de polpa celulósica e de cavacos

para suprir a demanda do consumo de papel.

Em relação aos mercados dos outros continentes, as técnicas de

colagem superficial, revestimento e refino da polpa celulósica têm sido

prática comum ao longo destes anos, com elevada eficácia na prevenção

do arrancamento de elementos de vasos, limitando o uso de enzimas

específicas para esta finalidade.

6.17. Enzimas para a produção de polpa celulósica a

partir de papel reciclado

A reciclagem do papel é uma prática industrial comum no setor. Esta

área é forte demandadora de enzimas, para diferentes finalidades, dentre

elas a remoção de tinta, degradação de amido, aumento da drenagem,

aumento da alvura e limpeza da polpa celulósica produzida.

O interesse científico foi mais intenso na metade da década de 90 e

de lá para cá tem sido estável. Um número relativamente grande de

patentes foi depositado, com a descrição de diferentes objetivos de

aplicação enzimática. Dentre os processos de tratamento das fibras

recicladas, predomina a aplicação de lipases, principalmente para a

limpeza da polpa celulósica, e de celulases alcalinas, para a remoção de

tinta, aumento da drenagem e da resistência do papel.

Capítulo 7 – Conclusões e Sugestões

264

Capítulo 7

Conclusões e Sugestões

Neste capítulo são apresentadas as conclusões consideradas mais

importantes, à luz dos resultados obtidos nesta prospecção: análise crítica

dos documentos de patentes sobre enzimas para aplicações em produções

de polpa celulósica e papel. São também descritas algumas sugestões

para futuros trabalhos e pesquisas, como alternativas para ampliar a

inserção da tecnologia enzimática no setor de polpa celulósica e papel,

frente aos resultados obtidos durante a realização desta tese.

7.1. As principais conclusões são:

É crescente o interesse científico sobre enzimas para a indústria de

celulose e papel, com aumento de 48% no número de publicações

científicas entre 2006 a 2010, em relação 2001 a 2005;

Existe um constante interesse dos principais detentores de patentes

na proteção da propriedade industrial para as diversas enzimas e

seus usos, com o depósito médio anual de 32 patentes entre 1997 a

2008;

As enzimas mais importantes para a fabricação de polpa celulósica e

papel são celulases, xilanases, lacases, lipases e amilases com 32%,

29%, 15%, 8% e 6%, respectivamente, do número de patentes

prospectadas;

Os EUA lideram o número de depósitos de patentes sobre enzimas

para o setor de polpa celulósica e papel, seguidos pelo Japão;


265

O domínio da produção de enzimas para o setor está concentrado

em empresas privadas, com 5 vezes mais patentes depositadas do

que o setor público.

Empresas japonesas, produtoras de polpas celulósicas e papel,

apresentam um elevado nível de desenvolvimento e de proteção da

tecnologia enzimática;

A Novozymes lidera o número de patentes depositadas sobre a

tecnologia enzimática para para o setor;

As novas gerações de enzimas são engenheiradas, graças ao avanço

de técnicas modernas de biotecnologia e biologia molecular, tais

como o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante, ep-

PCR e metagêneses, principalmente;

As celulases e xilanases e receberam os maiores investimentos de

pesquisas (engenharia genética) nas suas produções;

As principais aplicações industriais de enzimas no setor são para o

branqueamento da polpa celulósica, modificação do amido, limpeza

da polpa celulósica e de sistemas de máquinas de papel;

O setor de polpa celulósica e papel brasileiro vem apresentando

avanços significativos ao longo das últimas décadas e apresenta um

ambiente propício para a inserção da tecnologia enzimática;

A inserção da tecnologia enzimática na produção de polpa celulósica

no mercado sul-americano depende de novos desenvolvimentos de

enzimas mais eficazes;

7.1.1. No tocante às xilanases:

Passaram por diferentes fases de desenvolvimento, com destaque

para: torná-las livres (ou quase livres) de celulases e com alta

termoestabilidade e algumas tentativas para torná-las tolerantes às

condições alcalinas;


266

Os patamares de temperatura e de tolerância às condições alcalinas

desenvolvidos não são suficientes para permitir a sua aplicação

industrial ampla;

A principal aplicação industrial é no branqueamento da polpa

celulósica, com, aproximadamente, 50 fábricas na Europa e 20 na

América do Norte;

As xilanases comerciais disponíveis com maior eficácia no

branqueamento resultam na formação de um nível elevado da

demanda química de oxigênio (DQO), limitando a aplicação

industrial plena em processos modernos, com circuitos fechados de

filtrados, na produção de polpa celulósica;

Não há xilanases alcalinas, comercialmente disponíveis, para

suportarem as faixas de pH desejáveis para a produção de polpa

celulósica;

A ampliação do uso industrial depende do desenvolvimento das

mesmas para torná-las com alta atividade e especificidade ao

substrato, em elevados níveis de temperatura e de pH.

7.1.2. Quanto às celulases:

As celulases são, principalmente, aplicadas na reciclagem de papel

com o objetivo de remover partículas de tinta, aumentar a

drenagem e também a resistência do papel;

As celulases apresentam elevado potencial de aplicação na

diferenciação da qualidade da polpa celulósica, na melhoria da

drenagem, redução da energia de refino na produção de papel mais

resistente;

Foram prospectadas tentativas de desenvolvimento das celulases

alcalinas, mas não o suficiente para aplicação nos níveis desejados

na produção de polpa celulósica.


267

7.1.3. Sobre as lacases (e outras enzimas oxidativas):

As lacases receberam forte interesse de desenvolvimento e de

proteção da propriedade intelectual, com vistas à aplicação na

clivagem da lignina, mas continua na fase de bancada;

Não há lacases, comercialmente disponíveis, para suportarem as

faixas de pH desejáveis para a produção de polpa celulósica;

Os principais fatores que limitam o uso das lacases são a baixa

eficácia de mediadores, baixos níveis de temperatura e pH e

pequena excreção de microorganismos para viabilizar a produção de

enzimas em larga escala;

As demais enzimas oxidativas (LiPs e MnPs) para a clivagem da

lignina não receberam nenhum desenvolvimento de destaque.

7.1.4. Sobre as amilases:

A modificação enzimática do amido é uma tecnologia consolidada,

com forte aplicação na formulação de aditivos de colagem e de

revestimento do papel.

7.1.5. Em relação às lipases:

A maior aplicação é no controle de contaminantes do tipo “pitch”,

“stickies” e de “slimes”.

7.1.6. Sobre as enzimas da rota de biossíntese da lignina:

Vários genes têm sido foco de estudos e de proteção intelectual para

modelar o teor e/ou a qualidade da lignina, com resultados

significativos em escala experimental;

O conhecimento sobre estas enzimas avançou significativamente,

mas a maioria foi gerado a partir de estudos em plantas, “modelos”,

tais como a Arabidopsis, Tabaco e Poplar;


268

Existem críticas de que as alternativas de controle da metilação da

rota biosintética da lignina não tem sido totalmente aceita na

comunidade científica, em função da falta de evidência genética da

sua resposta;

Estudos, em plantas “não modelo”, ainda encontram-se em

experimentos de campo e deverão trazer evidências sobre as

respostas das modificações genéticas introduzidas.

7.1.7. Com relação às enzimas para a desconstrução/hidrólise de

materiais lignocelulósicos:

Existe um elevado nível de desenvolvimento e da proteção da

propriedade intelectual das tecnologias de enzimas para a conversão

da biomassa lignocelulósica em bioprodutos;

Os esforços são concentrados e os fatores limitantes do

desenvolvimento tecnológico e de custos de enzimas para a

conversão de biomassa lignocelulósica devem ser superados em

breve;

7.2. Sugestões

Ampliar os estudos sobre a produção de enzimas capazes de

suportar a níveis mais elevados de temperatura e de pH, com alta

atividade e seletividade à polpa celulósica, com mínima geração de

matéria orgânica dissolvida e degradação da polpa celulósica;

Investir em estudos e na produção de mediadores eficazes e viáveis,

para alavancar a aplicação de lacases na deslignificação da polpa

celulósica (clivagem da lignina);


269

Produzir microorganismos recombinantes e selecionar linhagens

naturais hipersecretoras para viabilizar a produção de enzimas

oxidativas (ex. lacases e manganês peroxidases) em larga escala;

Aumentar a disponibilidade de resultados industriais, para diferentes

enzimas e processos produtivos, sobre os principais objetivos

desejados e parâmetros de custos para permitir uma melhor visão

da viabilidade técnica-econômica da tecnologia enzimática;

Investir na aplicação dos principais conhecimentos obtidos sobre a

biossíntese da lignina em árvores comercialmente usadas, visando

validar as hipóteses estabelecidas, minimizar os riscos existentes e

permitir a ampliação da inserção tecnológica em escala comercial;

Focar estudos no desenvolvimento de tecnologias de pré-tratamento

com custos efetivos, com mínima geração de substâncias

recalcitrantes para um máximo aproveitamento da biomassa na

produção de bioprodutos;

Intensificar as pesquisas na produção de microorganismos

geneticamente modificados e de processos otimizados para a

fermentação eficiente de C5 e C6, no que tange ao aproveitamento

do materiais lignocelulósicos;

Aprofundar as pesquisas sobre o aumento do entendimento dos

mecanismos de ação das enzimas sobre diferentes substratos (polpa

celulósica, papel reciclado, biomassa lignocelulósica). Estes estudos

visam contribuir, de forma mais assertiva, sobre a especificidade e,

conseqüentemente, na produção de enzimas mais eficazes e com

menor custo de produção.

Capítulo 8 – Referências Bibliográficas

270

Referências Bibliográficas

ABDEL-RAHMAN, M.A. et al. Lactic acid production from lignocellulose-derived sugars using lactic acid bacteria: Overview and limits. Journal of

Biotechnology. v.156, n.4, p.286-301, 2011.

ABERER, W. et al. Final Report Collection of Information on Enzymes.

Contract Nº B4-3040/2000/278245/MAR/E2, 2002. 396p.

AMATA. Mercado de Florestas Plantadas 2009. SP. 2009, 55p. Disponível

em: http://www.amatabrasil.com.br/pt/operacoes/mercado_ florestas%20Plantadas_18-12-2009.pdf. Acesso em 26 de agosto 2012.

ABRAF - ASSOCIAÇÃO BRASILIEIRA DE PRODUTORES DE FLROESTAS PLANTADAS. Anuário Estatístico DA ABRAF 2012 (ano base 2011).

ABRAF. Brasília, 2012. 150p.

ABREU, H. et al. Proposta de Modificação da Biossíntese da Lignina como

Estratégia para Correção de Defeitos em Madeiras. Silva Lusitana. v.11,

n.2, p.217–225, 2003.

ACHLE, W. Enzymes in Industry. 3rd Completely Revised Ed. Wiley VCH, 2007. 489p.

ADAV, S.S. et al. Quantitative proteomic analysis of lignocellulolytic enzymes by Phanerochaete chrysosporium on different lignocellulosic biomass.

Journal Of Proteomics. v.75, n.5, p.1493-1504, 2012.

AGRAWAL, P. et al. Expression of Trichoderma reesei beta-Mannanase in

Tobacco Chloroplasts and Its Utilization in Lignocellulosic. Woody Biomass

Hydrolysis. v.6, n.12. p.1-10, 2011.

AHRING, B. K.; MUNCK, J. Method For Treating Biomass And Organic

Waste With The Purpose Of Generating Desired Biologically Based Products. MX2007003430, depositada em Set 24, 2004 e publicada em Mar

27, 2008. CAMBI BIOETHANOL APS.

AKHTAR, et al. “Biomechanical Pulping of Loblolly Pine with Different Strains

of the White-Rot Fungus Ceriporiopsis subvermispora”. Tappi J. n.2. p.105-

109, 1992.

AKHTAR, M. et al. Method of pulping wood chips with a fungi using

sulfite salt-treated wood chips. US5460697, depositada em Out 9, 1992 e publicada em Out 24, 1995. WISCONSIN ALUMNI RES FOUND.

AKHTAR, M. Method of enhancing biopulping efficacy. WO9605362,

depositada em Ago 11, 1994 e publicada em Fev 22, 1996. Wisconsin Alumni

Research Foundation.

AKHTAR, M. et al. Method And Apparatus For Commercial Scale

Biopulping. WO9842914, depositada em Mar 25, 1997 e publicada em Out 1, 1998. WISCONSIN ALUMNI RES FOUND.

http://www.amatabrasil.com.br/pt/operacoes/mercado_%20florestas%20Plantadas_18-12-2009.pdf

http://www.amatabrasil.com.br/pt/operacoes/mercado_%20florestas%20Plantadas_18-12-2009.pdf

http://www.prior-ip.com/application/2473540/method-and-apparatus-for-commercial-scale-biopulping


271

AKHTAR, M. et al. Biopulping With Phlebia subserialis. WO1998002612,

depositada em Jul 11, 1996 e publicada em Jan 22, 1998. WISCONSIN

ALUMNI RESEARCH FOUNDATION.

AKHTAR, M. et al. Eucalyptus biomechanical pulping process.

US7008505, depositada em Jun 1, 2001 e publicada em Mar 7, 2006. AKHTAR, M. et al.

AKIBA, T. et al. "Xylanases of Alkalophilic Thermophilic Bacillus". Methods in

Enzymology. v.160, p.655-659, 1988.

ALFANI, F. et al. Membrane Reactors for the Investigation

of Product Inhibition on Enzyme Activity. J. Membr. Sci. v.52, p. 339–350,

1990.

ALMARSDOTTIR, A.R. et al. Effect of various factors on ethanol yields from

lignocellulosic biomass by Thermoanaerobacterium AK17. Biotechnology And Bioengineering. v.109, n.3, p.686-694, 2012.

AMIDON, T.E. et al. Product and processes from an integrated forest biorefinery. US2007079944, depositada em Abr 20, 2004 e publicada em

Abr 12, 2007. UNIV NEW YORK STATE RES FOUND.

AMPULSKI, R.S. Densified fibrous structures and methods for making

same. US2007074832, depositada em Out 3, 2005 e publicada em Abr 12,

2011. The Procter & Gamble Company.

ANDER, P.; ERIKSSON, K-E. “Mekanisk massa fran forrotad flis-en inledande

undersokning”. Svensk Papperstidning. v.18, p.641, 1975.

ANDRADE, T.C.G.R. (2009). O guia do eucalipto. Oportunidades para um desenvolvimento sustentável. Disponível em:

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAXNcAH/guia-eucalipto. Acesso em

15 Jun. 2012.

ANDREU, G.; VIDAL, T. Effects of laccase-natural mediator systems on kenaf

pulp. Bioresource Technology. v.102, n.10. p.2932-2937, 2011.

ANDREU, G.; VIDAL, T. Effects of laccase-natural mediator systems on kenaf

pulp. Bioresource Technology. v.102, n.10, p.5932-5937, 2011.

ANFPC - ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE PAPEL E CELULOSE.

A política de desenvolvimento do complexo de celulose - papel: 1995-2005. São Paulo: ANFPC, 1995. 51p.

ANFPC - ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE PAPEL E CELULOSE.

A política industrial, tecnológica e de comércio exterior do governo

federal e o setor de celulose e papel. São Paulo. ANFPC. Fev, 1996. 23p.

ANKER, L. et al. Enzymes with xylanolytic activity. US5457045,

depositada em Ago 24, 1990 e publicada em Out 10, 1995. NOVO NORDISK AS.

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAXNcAH/guia-eucalipto.%20Acesso%20em%2015%20Jun.%202012

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAXNcAH/guia-eucalipto.%20Acesso%20em%2015%20Jun.%202012


272

ANKERFORS, M. et al. Method For The Manufacture Of Microfibrillated

Cellulose. US2009221812, depositada em Fev 8, 2006 e publicada em Set

3, 2009.

ANNAMALAI, N. et al. Thermostable and alkaline tolerant xylanase production

by Bacillus subtilis isolated form marine environment. Indian Journal of Biotechnology (IJBT). v.08, n.3, p.291-297, 2009.

ANPULSKI, R.S.; KAVALEW, D. Densified Fibrous Structures And

Methods For Making Same. WO2007039867, depositada em Out 3, 2005 e

publicada em Abr 12, 2007.

ANTEROLA, A. M.; LEWIS, N. G. Trends in lignin modification: a

comprehensive analysis of the effects of genetic manipulations/mutations on lignification and vascular integrity. Phytochemistry. n.61, p.221-294, 2002.

ANTONOPOULOS, V.T. et al. The use of extracellular enzymes from Streptomyces albus ATCC 3005 for the bleaching of eucalyptus kraft pulp.

Applied Microbiology and Biotechnology. v.57, n.1-2, p.92-97, 2001.

ANTUNES, A. M.S.; MAGLHÃES, J.L. Patenteamento & Prospecção

Tecnológica no Setor Farmacêutico. Ed. Interciência, RJ, 2008. 286p.

ANTUNES, A.M.S. The next generation biorefinery – Technology forecasting

for products from biomass. 2010. In: Anais do Workshop Biorefineries:

recent advances and future challenges. Rio de Janeiro, RJ. Nov, 2010. 50p.

ARASE, A. et al. “Stabilization of xylanase by random mutagenesis” FEBS. v.316, p.123-127, 1993.

ARAÚJO, V.M.R.H. Uso da informação contida em patentes nos países em

desenvolvimento. Ciência da Informação. v.13, n.1, p.53-56, 1984.

ARBELOA, M. et al. Enzymatic bleaching of chemical lignocellulose

pulp. US5618386, depositada em Jan 25, 1991 e publicada em Abr 8, 1997.

La Cellulose Du Pin.

ARCHIBALD, F. S. et al. Kraft pulp bleaching and delignification by Trametes

versicolor. J Biotechnology. v.53, p.215-236, 1997.

ARCHIBALD, F.S. Lignin peroxidase is not important in the biological

bleaching and delignification of kraft brownstock by Trametes versicolor. Appl. Environ. Microbiology. v.58, p.3101–3109, 1992.

ARENA, B.J.; ALLENZA, P. Hydrolysis of corn kernel hulls to

monosaccharides. EP0344371, depositada em Mai 31, 1988 e publicada em

Dez 6, 1989. UOP INC.

ASAYAMA, Y. et al. Coating Liquid Composition For Paper. JP6306794,

depositada em Abr 23, 1993 e publicada em Dez 10, 2001, HONSHU PAPER CO LTD.

http://nopr.niscair.res.in/handle/123456789/38

http://nopr.niscair.res.in/handle/123456789/38


273

ASAYAMA, Y. et al. Coating Liquid Composition For Paper. JP6306794,

depositada em Abr 23, 1993 e publicada em Dez 10, 2001. HONSHU PAPER

CO LTD.

BABA, T. et al. Sugar-Solution Manufacturing Method And Sugar-

Solution Manufacturing Device Used In Said Method. WO2011142432, depositada em Mai 5, 2010 e publicada em Nov 17, 2011. HONDA MOTOR CO

LTD.

BABOUKANI, B.S. et al. Optimisation of dilute-acid pretreatment conditions

for enhancement sugar recovery and enzymatic hydrolysis of wheat straw.

Biosystems Engineering. v.111, n.2, p.166-174, 2012.

BACK, E.L.; ALLEN, L.H. Pitch Control, Wood Resin and Deresination. Tappi Press, Atlanta, US. 2000, 392p.

BAECKER, A.A W. e SHELVER, G.D. Method of microbial pre-treating wood chips for paper making. US5851351, depositada em Ago 29, 1995 e

publicada em Dez 28, 1998. The Central Timber Co-Operative Ltd.

BAJAPI, P. Biotechnology for Pulp and Paper Processing. Edição

ilustrada. Patiala, Índia, 2011. 414p.

BAJAPI, P.; BAJAPI, P.K. Biobleaching of kraft pulp. Process Biochemistry.

v. 2, n.6, p.319-325, 1992.

BAJPAI, P. et al. Process for producing biokraft pulp from eucalyptus

chips. US6613192, depositada em Mar 13, 1998 e publicada em Set 2,

2003. Biopulping International, Inc.

BAJPAI, P. Application of Enzymes in the Pulp and Paper Industry. Biotechnol. Prog. v.15, p.147-157, 1999.

BAJPAI, P. Application of enzymes in the pulp and paper industry. Biotechnology Progress. v.15, p.147-157, 1999.

BAJPAI, P. et al. Eucalyptus Biokraft Pulping Process. EP1070174, depositada Mar 13, 1998 e publicada em Jul 25, 2001. BIOPULPING INT INC

THAPAR CORPORATE R & D CT.

BAJPAI, F. et al. Biotechnology for Environmental Protection in the

Pulp and Paper Industry. India. 2002. 248p.

BAJPAI, P. Biological bleaching of chemical pulps. Critical Reviews in


BAJPAI, P. et al. Bleaching with lignin-oxidizing enzymes. Biotechnology

Annual Review. v.12, p.349-378, 2006.

BAJPAI, P. et al. Use of enzymes for reduction in refining energy - laboratory

studies. Tappi Journal. v.5, n.11, p.25-32, 2006.

BAJPAI, P. SOLVING THE PROBLEMS OF RECYCLED FIBER PROCESSING WITH ENZYMES. Bioresources. v.5, n.2, p.1311-1325, 2010.

http://www.freepatentsonline.com/6613192.html



274

BAJPAI, P. Biotechnology for Pulp and Paper Processing. Springer ed.

Springer Science+Business Media, LLC, ISBN 1461414083, 9781461414087,

2012. 414 p.

BALLERINI, D. et al. Production Process For Cellulolytic and

Hemicellulolytic Enzymes Using Distillation Residue from Ethanolic Fermentation of Enzymatic Hydrolysates of Lignocellulosic Materials.

CA2535246, depositada em Fev 9, 2005 e publicada em Ago 9, 2008. INST

FRANCAIS DU PETROLE.

BALLESTEROS, P. I. et al. Procedure for the production of ethanol from

lignocellulosic biomass using a new heat-tolerant yeast. US2002164730, depositada em Fev 24, 2000 e publicada em Nov 7, 2002.

CT INVESTIG ENERGETICAS CIEMAT.

BAN, W. et al. Paper Making Processes And System Using Enzyme And

Cationic Coagulant Combination. WO2011130503, depositada em Abr 15,

2010 e publicada em Jun 21, 2012. BUCKMAN LABOR INC.

BANERJEE, G. et al. Scale-up and integration of alkaline hydrogen peroxide

pretreatment, enzymatic hydrolysis, and ethanolic fermentation. Biotechnology And Bioengineering. v.109, n.4, p.922-931, 2012.

BARAZNENOK, V.A. et al. Characterization of neutral xylanases from

Chaetomium cellulolyticum and their biobleaching effect on eucalyptus pulp.

Enzyme and Microbial Technology. v.25, n.8-9, p. 651-659, 1999.

BARET, J.L.A. G. et al. Enzymatic deinking process with pH shift and

addition of alkaline cellulase. US5364501, depositada em Mar 29, 1990 e publicada em Nov 15, 1994. NOVO NORDISK AS.

BAROTH, R. Literature review of the latest development of wood debarking. Report A No 27, August 2005. ISBN 951-42-7836-4 University of Oulu, FI.

ISSN 1238-9404. 32p.

BARRICHELLO, L.E.G.; BRITO, J.O. A utilização da madeira na produção

de celulose. IPEF – Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais. Circular

Técnica. n.68. 1979. 12p.

BARROS, M. et al. (2010). SEED Lipases: Sources, Applications and

Properties - A review. Brazilian Journal of Chemical Engineering. v. 27, n.1, p.15-29, 2010.

BAUDEL, H.M. et al. Processo Fermentativo Compreendendo Etapa De

Pré-Tratamento, Hidrólise Enzimática E Produto Fermentado

Utilizando Biomassa Vegetal Lignocelulósica. BRPI0802153-8,

depositada em Jun 23, 2008 e publicada em Out 11, 2011. CTC CT DE TECNOLOGIA CANAVIEIRA.

BAUER, M.W.; DRIZKILL, L.E.; KELLY, R.M. Glycosyl hydrolases from

hyperthermophilic microorganisms. Cur. Opin. in Biotechnology. v.9,

p.141-145, 1998.


275

BAUHCER, M. et al. Lignin : Genetic Engineering and Impact on Pulping.

Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. v.38, n.4,

p.305-350, 2003.

BCC RESEARCH, INC. Biotechnology. Enzymes for Industrial Applications.

Report Code: BIO030D, 2004. 268p.

BCC RESEARCH, INC. Biotechnology. Enzymes in Industrial Applications: Global Markets. Report Code: BIO030F, 2011. 139p.

BCC RESEARCH, INC. Biotechnology. Global Markets for Enzymes in Industrial Applications. Report Code: BIO030G, 2011. 274p.

BECKER, A. et al. Practical experience with C*iCoat as coating binder. In: International Paper Physics and 8th International Paper and Coating

Chemistry Coating Conference. Stockholm, Sweden, June 10-14, 2012.

BEESON, W.T. et al. Cellobiose Dehydrogenase and a Copper-Dependent

Polysaccharide Monooxygenase Potentiate Cellulose Degradation by

Neurospora crassa. ACS CHEMICAL BIOLOGY. v.6, n.12, p.1399-1406, 2011.

BEG, Q.K. et al. Microbial xylanases and their industrial applications: a review. Applied Microbiology and Biotechnology. v.56, n.3-4, p.326-338,

2001.

BERCKMANS, M.C.F.; ROUX, R. Starch Derivatives for Use in Paper

Sizing and/or Coating Compositions. US2007240839, depositada em Jul

1, 2004 e publicada em Mar 9, 2010. CARGILL, INCORPORATED.

BERGQUIST, P.L. et al. Hyperthermophilic xylanases. Methods Enzymology. v.330, p.301-319, 2001.

BERGQUIST, P.L. et al. Molecular diversity of thermophilic cellulolytic and hemicellulolytic bacteria. FEMS Microbiology Ecology. v. 28, n.2, p.99-

100, 1999.

BERGQUIST, P.L. et al. Recombinant bleaching enzymes from thermophiles

expressed in fungal hosts. 2002. In: Proceedings of the Symposium on

Applications of Enzymes to Lignocellulosics, held at the 223rd National Meeting of the American-Chemical-Society. Orlando, Fl. Abr 07-11, 2002.

BERLIN, A. et al. Concurrent saccharification and fermentation of fibrous biomass. CN101784668, depositada em Jul 4, 2007 e publicada em

Jul 21, 2010. LIGNOL INNOVATIONS LTD.

BERMEK, H., LI, K., ERIKSSON, K.E.L. Studies on mediators of manganese

peroxidase for bleaching of wood pulps. Bioresource Technology. v.85,

p.249–252, 2002.

BERNIER, R. L. et al. Cellulase-free endo-xylanase enzyme of use in pulp delignification. US5116746, depositada em Mar 4, 1988 e publicada

em MaI 25,1992. FRAPPIER ARMAND INST.


276

BETANCUR, G. J. V. Avanços em biotecnologia de hemicelulose para

produção de etanol por Picchia stipitis. 2005, 123p. Tese (dissertação de

mestrado em tecnologia de processos químicos e bioquímicos), Rio de Janeiro. Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de

Janeiro, 2005.

BITTEERMANN, H.; NEUMANN, C. Packaging Innovation=Solutions. In: 43rd

PRIMA Conference, April 2012, Helsinki, FI, 2012, 26p.

BLANCHETTE, R. “Screening Wood Decayed by White Rot Fungi for

Preferential Lignin Degradation”. Applied and Environmental

Microbiology. v48, n.3, p. 647-653, 1984.

BLANCHETTE, R.A. et al. Biomechanical pulping with C. subvermispora. A method of using biological processes. US5055159, depositada em Mai

16, 1990 e publicada em Out 8, 1991. Wisconsin Alumni Research

Foundation.

BLANCO, A. et al. Purification and properties of xylanase-a from alkali-

tolerant Bacillus sp strain BP-23. Applied and Environmental

Microbiology. v.61, n.12, p.4468-4470. 1995.

BLOKSBERG, L.N.; HAVUKKALA, I. Materials and method for the modification of plant lignin content. US5850020, depositada em Set 11,

1996 e publicada em Dez 15, 1998. GENESIS RESEARCH & DEV CORP E

FLETCHER CHALLENGE FORESTS LTD.

BLOMSTEDT, M. et al. Effect Of Xylanase Treatment On Dewatering

Properties Of Birch Kraft Pulp. Bioresources. v.5, n.2, p.1164-1177, 2010.

BLOMSTEDT, M. et al. Effect Of Xylanase Treatment On Dewatering

Properties Of Birch Kraft Pulp. Bioresources. v.5, n.2, p.1164-1177, 2010.

BNDES. A participação do sistema BNDES na evolução do setor de

papel e celulose no Brasil. Rio de Janeiro. BNDES. Abril 1994. 106p.

BO, M. et al. Thermostable Alkaline Xylanase. WO2006104448, depositada em Mar 30, 2005 e publicada em Out 5, 2006. FORSKARPATENT I

SYD AB.

BOBLETER, O. et al. Process For Digesting Cellulosic Biomass.

AT391493, depositada em Jun 8, 1988 e publicada em Out 10, 1990.

WAAGNER BIRO AG.

BOCCHINI, D.A. et al. Effect of Bacillus circulans D1 thermostable xylanase

on biobleaching of eucalyptus kraft pulp. Applied Biochemistry and Biotechnology. v.105, p.393-401, 2003.

BODIE, E.A. et al. Five thermostable xylanases from Microtetraspora flexuosa for use in delignification and/or bleaching of pulp.

US5437992, depositada em Abr 28, 1994 e publicada em Ago 1, 1995.

Genencor International, Inc.



277

BODIE, E.A. et al. Method of enhancing the delignification and/or

bleaching of pulp. US5683911, depositada em Abr 28, 1994 e publicada em

Nov 4, 1997. Genencor International, Inc.

BOERJAN, W., et al. Lignin biosynthesis. Annu. Rev. Plant Biol. v.54,

p.519-546, 2003.

BORCH, K. et al. Oxidizing Enzymes In The Manufacture Of Paper Materials. EP1448848, depositada em Out 23, 2001 e publicada em Ago

25, 2004. Novozymes AS.

BORDEN, J. Enzyme Recovery Sorbent, Enzyme Recovery Unit,

Lignocellulosic Biorefinery, Process For Recycling Enzymes, And

Renewable Material. MX2011011565, depositada em Mai 8, 2009 e publicada em Nov 18, 2011. BP CORP NORTH AMERICA INC.

BOSE, S. et al. Enhanced stability and activity of cellulase in an ionic liquid and the effect of pretreatment on cellulose hydrolysis. Biotechnology And

Bioengineering. v.109, n.2, p.434-443, 2012.

BOTTERILL, D. Tracing Paper Production Method. WO2008087337,

depositada em Dez 22, 2006 e publicada em Jul 24, 2008. ARJOWIGGINS e

BOTTERILL DAVID.

BOUDET, A.M. et al. Lignins and lignocellulosics: a better control of synthesis

for new and improved uses. Trends in Plant Science. v.8, n.12, p.576-581, 2003.

BOUDET, A.M.; INZE, D.G. Modification Of Lignin Synthesis In Plants. WO9305159, depositada em Abr 26, 1991 e publicada em Mar 18, 1993. ICI

PLC.

BOURBONNAIS, R. et al. Reactivates of various mediators and laccases with

kraft pulp and lignin model compounds. Appl Environ Microbiology. v. 63,

p.4627-4632, 1997.

BOZICH JR., F. Method for producing high solids dextrin adhesives. US4921795, depositada em Mar 20, 1987 e publicada em Mai 1, 1990.

NORTH AMERICAN ADHESIVE COMPAN.

BRACELPA, RISI. Setor de Celulose e Papel. BCP/RM17/DEST. v.2. Março

2009. Disponível em:

<http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/marco2009.pdf>. Acesso em: 13 maio 2009.

BRACELPA. Relatório de Sustentabilidade. 2010, 46p.

BRACELPA, RISI. Setor de Celulose e Papel. Relatório 2010. Disponível

em: http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/marco2009.pdf. Acesso em: 19 Jan.2011.

BRACELPA. Dados do Setor, Maio 2012. 28p.

http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/marco2009.pdf%3e.%20Acesso%20em:%2013

http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/marco2009.pdf%3e.%20Acesso%20em:%2013

http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/marco2009.pdf


278

BRADLEY, K.L. et al. Soil microbial community responses to altered lignin

biosynthesis in Populus tremuloides vary among three distinct soils. Plant

and Soil. v.294, n.1, p.185-201, 2007.

BRADY, M. et al. Biomass Pretreatment Process. US2011114876,

depositada em Jun 25, 2008 e publicada em Mai 1, 2012. KIOR INC.

BRUINENBERG, P.M. et al. A process for surface sizing or coating paper. EP0690170, depositada em Jun 29, 1994 e publicada em Fev 25, 2004.

AVEBE COOP VERKOOP PROD.

BRUINS, M. E.; JANSSEN, A. E.; BOOM, R. M. Thermozymes and their

applications: a review of recent literature and patents. Applied.

Biochemistry and Biotechnology. v. 90, n. 2, p. 155-186, 2001.

BRUNECKY, R. et al. Structure and function of the Clostridium thermocellum

cellobiohydrolase a X1-module repeat: enhancement through stabilization of the CbhA complex. Acta Crystallographica Section D-Biological

Crystallography. v.68, p.292, 299, 2012.

BRZEZINSKI, R. et al. Thermostable xylanase DNA, protein and

methods of use. US5871730, depositada em Jul 29, 1994 e publicada em

Fev 16, 1999. UNIVERSITEDE SHERBROOKE.

BUAINAIN, A.M.; BATALHA, M.O. Cadeia produtiva de madeira. Série

Agronegócios. v.6. 2007, 82p.

BUCHERT, J. et al. A Process And An Enzyme Preparation With Steryl

Esterase Activity For Controlling Pitch During Paper Manufacture. WO0053843, depositada em Mar 8, 1999 e publicada em Set 14, 2000.

VALTION TEKNILLINEN.

BUCHERT, J.; VIIKARI, L. Method For Enzymatic Treatment Of

Lignocellulosic Materials, In Particular Cellulose Pulps. WO9307332,

depositada em Out 10, 1991 e publicada em Abr 15, 1993. VALTION TEKNILLINEN.

BURGET, T.V.D. et al. US Kraft mills lead in xylanase implementation. In:

Proceedings of the Tappi Pulping Conference. San Diego. CA, 2002.

BURNET, A. et al. “Upscaling TCF bleaching of Eucalyptus globulus pulp using

an enzyme- catalyzed oxygen delignification stage”. 2011. In: Proceedings

from the 2011, 5th International Colloquium on. Eucalyptus Pulp, Porto Seguro – BA, Brazil, 2011. 8p.

CABELLERO, N.E.D. et al. Processo De Tratamento De Efluente Papeleiro Kraft E1 Pelo Sistema De Enzima-Mediador: Lacase-

Hidroxamatos. PI0002329-9, depositada em mai 30, 2000 (não foi

publicada). Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP.

CABRAL, L.L. Como acessar e utilizar a informação tecnológica contida nos

documentos de patente. In: Anais do II Encontro de Propriedade Intelectual e Comercialização de Tecnologia. Rio de Janeiro, 1999.

101p.

http://pesquisa.inpi.gov.br/MarcaPatente/servlet/PatenteServletController?Action=detail&CodPedido=550563&PesquisaPorTitulo=&PesquisaPorResumo=ENZIMA%20AND%20EFLUENTE&PesquisaPorDepositante=&PesquisaPorInventor=&PesquisaPorProcurador=


279

CADENA, E.M. et al. Use of Cellulases and Recombinant Cellulose Binding

Domains for Refining TCF Kraft Pulp. Biotechnology Progress. v.26, n.4,

p.960-967, 2010.

CAI, Q. Component and using method of bioenzyme deinking agent

for mixed news waste papers. CN1664026, depositada em Mar 2, 2004 e publicada em Set 7, 2005. BIO SCIENT SHENZHEN LTD.

CALL, H.P. Enzymatic Oxidation System With Novel Enzymatic-Effect

Enhancing Compounds. WO9901607, depositada em Jun 20, 1997 e

publicada em Jun 24, 1999. CALL KRIMHILD E CALL HANS PETER.

CALL, H.P.; MÜCKE, I. (1997). History, overview and applications of

mediated lignolytic systems, especially laccase-mediator-systems (Lignozym®-process). J. Biotechnology. v.53, p.163–202, 1997.

CALL, H.P.; STRITTMATTER, G. Application of lignolytic enzymes in the papers and pulp industry. Papier. v. 46, n.10A, p.32-37, 1992.

CAMARERO, S. et al. Engineering Platforms for Directed Evolution of Laccase from Pycnoporus cinnabarinus. Applied And Environmental Microbiology.

v.78, n.5, p.1370-1384, 2012.

CAMPBELL, R.L. et al. Construction of thermostable mutants of a low

molecular mass xylanase. US5405769, depositada em Abr 8, 1993 e

publicada em Abr 11, 1995. National Research Council of Canada.

CAMPINHOS, E.; IKEMORI, Y.K. Introdução de novas técnicas na produção de

mudas de essências florestais. Silvicultura, v.8, n.28, p.226-228, 1983.

CANADIAN PATENTS DEV. A method of rendering lignin separable from cellulose and hemicellulose in Lignocellulosic material. Autor não

disponível. GB2000822, depositada em Jul 11, 1978 e publicada em Ago 11,

1982.

CANAS, A.I.; CAMARERO, S. Laccases and their natural mediators.

Biotechnological Tools for Sustainable Eco-Friendly Processes. v.28. n. 6, p.694-705, 2010.

CAO, Y.; TAN, H. Effects of cellulase on the modification of cellulose. Carbohydrate Research. v.337, n.14, p.1291-1296, 2002.

CARAMEZ, M. Produção de endo-xilanases termoestáveis por Termomyces lannuginosus IOC-4145 em meio semi-sólido. 1999. Tese

(dissertação de mestrado). Rio de Janeiro. Escola de Química, Universidade

Federal do Rio de Janeiro, 1999.

CARLSON, J.E.; DHARMAWARDHANA, D.P. Coniferin beta-glucosidase

cDNA for modifying lignin content in plants. US5973228, depositada em Jul 24, 1997 e publicada em Out 26, 1999. UNIV BRITISH COLUMBIA.

CARTER, R.E.; STEFFENS, J. Methods and genetic constructs for

modification of lignin composition of corn cobs. US2006260011,

depositada em Mar 28, 2005 e publicada em Nov 16, 2006. SYNGENTA

PARTICIPATIONS AG.


280

CARVALHO, R.V. et al. Properties of an amylase from thermophilic Bacillus

SP. Braz. J. Microbiol. v.39, n.1. p.102-107, 2008.

CARVALHO, W. et al. Uma visão sobre a estrutura, composição e

biodegradação da madeira. Química Nova. v.32, n.8, p. 2191-2195, 2009.

CARVALHO, W. et al. Uma visão sobre a estrutura, composição e

biodegradação da madeira. Quím. Nova. v.32, n.8, p.2191-2195, 2009.

CASIMIR-SCHENKEL, J. et al. Pulp bleaching with thermo stable

xylanase of Thermomonospora fusca. US5407827, depositada em Ago 22, 1990 e publicada em Abr 18, 1005. SANDOZ LTD.

CASIMIR-SCHENKEL, J. et al. Thermostable Endoxylanases. US5486468, depositada em Ago 22, 1994 e publicada em Jan 23, 1996. CLARIANT

FINANCE BVI LTD.

CASTRO, A.M.; PEREIRA JR., N. Produção, propriedades e aplicação de

celulases na hidrolise de resíduos agroindustriais. São Paulo, Química Nova.

v. 33, n.1, p.181-188, 2010.

CHANDEL, A.K. et al. Sugarcane bagasse and leaves: foreseeable biomass of

biofuel and bio-products. Journal Of Chemical Technology And Biotechnology. v.87, n.1. p.11-20, 2012.

CHANDRA, M.R.S. et al. Isolation, Purification and Characterization of a

Thermostable beta-Mannanase from Paenibacillus sp DZ3. Journal Of The

Korean Society For Applied Biological Chemistry. v.54, n.3, p.325-331,

2011.

CHANG, T.; YAO, S. Thermophilic, lignocellulolytic bacteria for ethanol production: current state and perspectives. Applied Microbiology And


CHAPPLE, C.C.S. Manipulation of Lignin Composition in Plants Using a

Tissue-Specific Promoter. WO9803535, depositada em Jul 19, 1996 e

publicada em Jan 29, 1998. PURDUE RESEARCH FOUNDATION e CHAPPLE CLINTON C S.

CHAPPLE, C.C.S. Method for regulation of plant lignin composition. US6489538, depositada em Dez 22, 1995 e publicada em Dez 3, 2002.

PURDUE RESEARCH FOUNDATION.

CHEN, F.; DIXON, R.A. Lignin modification improves fermentable sugar yields

for biofuel production. Nature Biotechnology. v.25, n.7, p.759-761, 2007.

CHEN, W.H. et al. Hydrothermal apparatus and method of

lignocellulosic biomass pretreatment for the production of cellulosic

ethanol. TW201114775, depositada em Out 30, 2009 e publicada em Mai 1, 2011. ATOMIC ENERGY COUNCIL.

CHEN, Y. et al. Modification of old corrugated container pulp with laccase and

laccase–mediator system. Bioresource Technology. v.110, n.4, p.297-301.

2012.

http://www.cabdirect.org/search.html?q=do%3A%22Nature+Biotechnology%22

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09608524


281

CHENGYE et al. Increasing the pH Optimum of the Trichoderma reesei

Xylanase Xyn Ii by Asn44 Site-Directed Mutagenesis. In: Research

Progress in Paper Industry and Biorefinery. International Symposium on Emerging Technologies of Pulping and Papermaking (4TH

ISETPP), Guangzhou, PEOPLES, CHINA. v.1-3, 2010. p.438-441.

CHIANG. V.L. et al. Comparison of softwood and hardwood kraft pulping.

Tappi J. v.71, n.9, p.173–176, 1988.

CHIANG, V.L.C.; TSAI, C.J. Genetic Engineering Of Lignin Biosynthesis

In Plants. WO9924561, depositada em Nov 12, 1997 e publicada em Jul 15,

1999. UNIV MICHIGAN TECH et al.

CHIANG, V.L.C.; CARRAWAY, D.T. Production of syringyl lignin in gymnosperms. US6252135, depositada em Dez 16, 1996 e publicada em

Jun 26, 2001. INT PAPER CO.

CHIANG, V.LC.; TSAI, C.J. 4-coumarate co-enzyme a ligase promoter.

US6831208, depositada em Nov 12, 1997 e publicada em Dez 14, 2004.

UNIV MICHIGAN TECH.

CHIANG, V.L.C.; TSAI, C.J. Genetic engineering of plants through

manipulation of lignin biosynthesis. US2003172395, depositada em Nov 12, 1997 e publicada em Nov 29, 2005. UNIV MICHIGAN TECH.

CHIANG, V. L. Monolignol biosynthesis and genetic engineering of lignin in trees, a review. Environmental Chemistry Letters. v.4, n.3, p.143-146,

2006.

CHOINOWSKI, T. et al. The crystal structure of lignin peroxidase at 170 Ao

resolution reveals a hydroxy group on the Cb of tryptophan 171: A nonel

radical site formed during the redox cycle. J. Mol Biol. v.286, p.809-827, 1999.

CHRISTENSEN, R.J.; ZIVTINS, G.J. Enzymatic dispersion of biological slimes. US4055467, depositada em Dez 20, 1976 e publicada em Out 25,

1977. NALCO CHEMICAL CO.

CHRISTOV, J. P.; PRIOR, B.A. Reduction of active chlorine charges in

bleaching of xylanase-preteated sulfite pulp. In: Proceedings of the

Symposium on Enzymes for Pulp and Paper Processing, at the ACS National Meeting. New Orleans, 1996, USA.

CHRISTOV, J. P.; PRIOR, B.A. Repeated treatments with Aureobasidium

pullulans hemicellulases and alkali enhance biobleaching of sulphite pulps.

Enzyme and Microbial Technology. v.18, n.4, p.244-250, 1996.

CHRISTOV, J. P.; PRIOR, B.A. Bleaching response of sulfite pulps to

pretreatment with xylanases. Biotechnology Progress. v.13, n.5, P.695-698, 1997.

CHRISTOV, J. P.; PRIOR, B.A. Research in biotechnology for pulp and paper industry in South Africa. South African Journal of Science. v.94, n.4,

p.195-200, 1998.

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=ininventor:%22Ronald+J.+Christensen%22

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=ininventor:%22George+J.+Zivtins%22


282

CHUANHUAI, W.; KAI, Z. Deinking method of waste paper alkaline

enzyme. CN101691699, depositada em Set 25, 2009 e publicada Abr 7,

2010. NANJING CHUANPING SCIENCE & TE.

CHUNG, C.H.; DAY, D.F. Process For Sugar Production From

Lignocellulosic Biomass Using Alkali Pretreatment. WO2008095098, Fev 1, 2007 e publicada em Abr 21, 2011. LOUISIANA STATE. UNIV.

CIRAKOVIC, J. Organosolv And Ozone Treatment Of Biomass To

Enhance Enzymatic Saccharification. CA2743052, depositada em Dez 19,

2008 e publicada em Jun 24, 2010. DU PONT.

CIRAKOVIC, J. Oxidative Treatment Of Biomass To Enhance Enzymatic

Saccharification. CA2744254, depositada em Dez 19, 2008 e publicada em Jul 15, 2010. DU PONT.

CIRAKOVIC, J.; DINER, B.A. Ozone Treatment Of Biomass To Enhance Enzymatic Saccharification. WO2010080489, depositada em Dez 19, 2008

e publicada em Jul 15, 2010. DU PONT.

CLAEYSSENS, M.; HENRISSAT, B. Specificity mapping of cellulolytic

enzymes: Classification into families of structurally related proteins confirmed

by biochemical analysis. Protein Science. v.1, p.1293-1297. 1992.

CLAUSEN, M.; LAMB, C. Methods For The Modulation Of Lignification

Levels. JWO9408036, depositada em Out 6, 1992 e publicada em Abr 14, 1994. SALK INST FOR BIOLOGICAL STUDI et al.

CLOUGH, R. C. et al. Manganese peroxidase from the white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium is enzymatically active and accumulates to

high levels in transgenic maize seed. Plant Biotechnol Journal. v. 4. p. 53-

62, 2006.

COLLINS, T.; GERDAY, C.; FELLER, G. Xylanases, xylanase families and

extremophilic xylanases. FEMS Microbiology Reviews. v.29, p.3-23. 2005.

COLODETTE, J.L. et al. “Kraft pulp delignification degree”. BioResources. v.2, n.2, p.223-234, 2007.

COMISSÃO TÉCNICA NACIONAL DE BIOSSEGURANÇA (CTNBio). Pauta da reunião CTNBio 152ª REUNIÃO EXTRAORDINÁRIOA DA CTNBio.

Esplanada dos Ministérios, Edifício Sede do MCT, Bloco E, Brasília/DF, 17 de

Maio de 2012. Disponível em:< http://pautasagendasoccivil.blogspot.com.br/2012/05/pauta-da-reuniao-

ctnbio-marcada-para-17.html#!/2012/05/pauta-da-reuniao-ctnbio-marcada-

para-17.html>. Acesso em 15 Jun. 2012.

COMMONWEALTH OF AUSTRALIA. Pulp e Paper industry strategy group

(Final Report). Canberra, Austrália: Department of Innovation, Industry, Science and Research, 2010. 145p.

CONS WATER POWER & PAPER COMPA (Inventor não disponível). Production of coated paper. GB873682, depositada em Fev 28, 1958 e

publicada em Jul 26, 1961.

http://pautasagendasoccivil.blogspot.com.br/2012/05/pauta-da-reuniao-ctnbio-marcada-para-17.html#!/2012/05/pauta-da-reuniao-ctnbio-marcada-para-17.html




283

CONTAT, J. et al. Process for treating papermaking pulps with an

enzyme solution promoting fibrillation and pulps thus treated.

FR2557894, deposita em Jan 10, 1984 e publicada em Dez 12, 1986. Centre Technique du Papier.

COOPER, E.W. Process for treating hardwood pulp with an enzyme mixture to reduce vessel element picking. US5725732, depositada em

Nov 18, 1994 e publicada em Mar 10, 1998. P. H. Glatfelter.

COOPER, E.W. Process for treating paper machine stock containing

bleached hardwood pulp with an enzyme mixture to reduce vessel

element picking. US5770012, depositada em Nov 18, 1994 e publicada em Jun 23, 1998. P. H. Glatfelter Co.

CORDEIRAO, C. A. M. et al. “Production and properties of xylanase from

thermophilic Bacillus sp”. Brazilian Archives of Biology and Technology.

v.45, n.4, p.413–418, 2002.

CORDI, L.; DURÁN, N. Imobilização de lacase fúngica em diversos suportes.

In: Anais do IX Congresso Interno de Iniciação Científica da

Unicamp. Unicamp, SP, 2001.

CORN PROD REFINING CO (Inventor não disponível). Improvements in and relating to the treatment of starch. GB579374, depositada em Out 19,

1942 e publicada em Ago 1, 1946.

CORRE, D.L. et al. Starch Nanoparticles: A Review. Biomacromolecules.

v.11, p.1139–1153, 2010.

COUTO, S.R.; TOCA-HERRERA, J.L. Laccase production at reactor scale by

filamentous fungi. Biotechnol. Advances. v.25, p. 558–569, 2007.

CNA (CONFEDERAÇÃO DA AGRICULTURA E PECUÁRIA DO BRASIL). Plantio

de eucalipto no Brasil: mitos e verdades / Confederação da Agricultura e

Pecuária do Brasil. – Brasília, DF:CNA, 2011. 20p.

COVARRUBIAS, R.; RICHARDSON, H.; e WILLIAMS, C. Impact of cellulase enzymes on the physical characteristics of softwood kraft

fibers. In Proceedings of the Tappi Engineering, Pulping,

Environmental Conference, 2009. Menphis, TN. p.1-10. 2009.

DAHLBERG, et al. Thermostable xylanase from a strain of

Rhodothermus marinus. US5395765, depositada em Out 18, 1991 e

publicada em Mar 7, 1995. NOVO NORDISK AS.

DALE, B.E. et al. Process for the Treatment of Lignocellulosic Biomass.

MX2008013981, depositada em Mai 1, 2006 e publicada em Mar 2, 2009. UNIV MICHIGAN STATE.

DAMIANO, V.B. et al. Application of crude xylanase from Bacillus licheniformis 77-2 to the bleaching of eucalyptus Kraft pulp. World Journal

of Microbiology & Biotechnology. v.19, n.2, p.139-144, 2003.

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=19850712&DB=EPODOC&locale=en_EP&CC=FR&NR=2557894A1&KC=A1&ND=4



http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=0&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=19950307&CC=US&NR=5395765A&KC=A

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=0&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=19950307&CC=US&NR=5395765A&KC=A


284

DANIELEWICZ, D.; SLUSARSKA, B.S. Oxygen delignification of high-kappa

number of pine kraft pulp. Fibers and Textiles in Western Europe. v.14,

n.2, p.56-93, 2006.

DAS DORES, A.M.B. et al. Panorama Setorial: Setor Florestal, Celulose e

Papel. BNDES. 2006.

DE BUYL, E. et al. Xylanase derived from a Bacillus species, expression vectors for such xylanase and other proteins, host organisms

therefor and use thereof. US6423523, depositada em Jul 15, 1993 e

publicada em Jul 23, 2002.Genencor International, Inc.

DE CASTRO, A. M. et al. Processo De Produção De Um Preparado

Enzimático Para Hidrólise De Celulose E Resíduos Lignocelulósicos E Sua Aplicação Na Produção De Etanol. BRPI0805560-2, depositada em

Dez 29, 2008 e publicada em Set 8, 2010. PETROLEO BRASILEIRO S.A. -

PETROBRAS.

DE JONG, E.; WONG,K. K. Y.; SADDLER, J. N.. The mechanism of xylanase

prebleaching of kraft pulp : An examination using model pulps prepared by

depositing lignin and xylan on cellulose fibers. Holzforschung. v.51, n.1, p.19-26, 1997.

DE LARYSSA, A. e ELGARHY, Y. Method For Enzymatic Deinking Of

Waste Papers, The Waste Papers So Treated And The Treating

Composition. CA2523736, depositada em Nov 17, 2004 e depositada em

Mai 17, 2006. TRI TEX CO INC.

DE QUEIROZ, G.A. e STRADI-GRANADOS, B.A. Thermochemical Treatment Of Lignocellulosics For The Production Of Ethanol.

WO2009102609, depositada em Fev 12, 2008 e publicada em Ago 20, 2009.

UNIV LOUISIANA STATE.

DEBLOIS, S.; WIEGEL, J. Effect of temperature and pH on xylanase

production in three newly isolated strains of highly xylanolytic anaerobic Thermophiles. Progress in Biotechnology. v.7, p.487-490, 1992.

DELABONA, P.S. et al. Using Amazon forest fungi and agricultural residues as a strategy to produce cellulolytic enzymes. Biomass & Bioenergy. v.37,

p.243-250, 2012.

DEMUNER, B.J. et al. Ultra low intensity refining of eucalypt pulp. In: 8th

Pira International refining conference. Barcelona – Spain. Mar, paper 7,

2005. 19p.

DEMUNER, B.J.; MAMBRIM FILHO, O. Aracruz Celulose S.A. Process For

Producing Differentiated Cellulose Fibers Comprising An Enzymatic Treatment In Association With An Acid Step. WO2011044646,

depositada em Out 16, 2009 e publicada em Abr 4, 2011.


Prospecting on Enzymes for the Pulp and Paper Industry. J. Technol.

Manag. Innovation. v.6, n.3, p.148-157, Out-Nov.2011.


285

DENCE, C.W.; REEVE, D.W. Pulp Bleaching - Principles and Practice.

Atlanta, US. Tappi Press. 1996, 880p. 0102B061ISBN: 0-89852-063-0.

DENNER, E.B.M. et al. Rubellimicrobium thermophilum gen. nov., sp nov., a

red-pigmented, moderately Thermophilic bacterium isolated from coloured

slime deposits in paper machines. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. v.56, p.1355-1362, 2006.

DHILLON, A. et al. A cellulase-poor, thermostable, alkalitolerant xylanase

produced by Bacillus circulans AB 16 grown on rice straw and its application

in biobleaching of eucalyptus pulp. Bioresource Technology. v.73, n.3,

p.273-277, 2000.

DHILLON, A.; KHANNA, S. Production of a thermostable alkali-tolerant xylanase from Bacillus circulans AB 16 grown on wheat straw. World

Journal of Microbiology & Biotechnology. v.16, n.4, p.325-327, 2000.

DHIMAN, S.S.; SHARMA, J.; BATTAN, B. Industrial application and future

prospects of microbial xylanases: a Review. BioResources. v.3, n.4,

p.1377-1402, 2008.

DI RISIO, S. et al. Large-scale, high-solids enzymatic hydrolysis of steam-

exploded poplar. Biofuels Bioproducts & Biorefining-Biofpr. v.5, n.6, p.609-620. 2012.

DIMITROV, P.L. et al. Isolation and characterization of xylan- degrading alkali-tolerant thermopiles. FEMS Microbiol. Lett. v.157, p.27-30. 1997.

DIXON, R.A.; NI, W. Method for Reducing Lignin Content in Plants. WO9423044, depositada em Abr 2, 1993 e publicada em Out 13, 1994.

SAMUEL ROBERTS NOBLE FOUND INC.

DIXON, et al. The biosynthesis of monolignols: a “metabolic grid”, or

independent pathways to guaiacyl and syringyl units? Phytochemistry.

v.57, n.7, p.1069-1084, 2001.

DIXON, R.A.; GUO, D. Method for modifying lignin composition and increasing in vivo digestibility of forages. US2004049802, depositada

em Mar 23, 2001 e publicada em Mar 11, 2004. DIXON, R.A. e GUO, D.

DOTTORI, F.A. et al. Pretreatment Of Lignocellulosic Biomass Through

Removal Of Inhibitory Compounds. US2010263814, depositada em Abr

20, 2009 e publicada em Out 21, 2010. GREENFIELD ETHANOL INC.

DOTTORI, F.A. et al. Separation Of Reactive Cellulose From

Lignocellulosic Biomass With High Lignin Content. US2010269990, depositada em Abr 23, 2009 e publicada em Out 28, 2010. GREENFIELD

ETHANOL INC.

DOTTORI, F.A. et al. Fractionation Of Biomass For Cellulosic Ethanol

And Chemical Production. US2010313882, depositada Abr 23, 2009 e

publicada em Dez 16, 2010. GREENFIELD ETHANOL INC


286

D'SOUZA-TICLO, D. et al. A Thermostable Metal-Tolerant Laccase with

Bioremediation Potential from a Marine-Derived Fungus. Marine


DU MANOIR, J.R. Pulp Bleaching Process Comprising Oxygen

Delignification And Xylanase Enzyme Treatment. US5179021, depositada em Fev 10, 1989 e publicada em Jan 12, 1993. GIL INC NOW ICI

CANADA INC.

DU MANOIR, J.R.; DUBELSTEN, P.A.A. Oxygen Delignification and

Enzyme Treatment. EP0386888, depositada em Fev 10, 1989 e publicada

em Abr 13, 1994. CANADIAN IND.

DU. M. et al. Modification of Bleached Softwood Pulp with Xylanase Advanced Materials Research, n.393-395, p.855-858, 2012. DOI

10.4028/www.scientific.net/AMR.393-395.855, 2011.

DUCK, N.B. et al. Methods For Enzymatic Hydrolysis Of Lignocellulose.

US2007218530, depositada em Abr 30, 2002 e publicada em Set 20, 2007.

ATHENIX CORP.

DUTT, D. et al. Bio-conventional bleaching of kraft-aq pulp of A. casaba by

crude xylanases from Coprinellus disseminatus mlk-03 and effect of residual enzyme on effluent load. Bioresources. v.6, n.2, p.1019-1028, 2011.

DUTTA, T. et al. A novel cellulase free alkaliphilic xylanase from alkali tolerant Penicillium citrinum: production, purification and characterization.

Letters in Applied Microbiology. v.44, n.2, p.206-211, 2007.

EBRAHIMI, M. Engineering thermostable xylanase enzyme mutant from

Bacillus halodurans. African Journal of Biotechnology. v.9. n.47. p.8110-

8117, 2010.

EBRAHIMI, M. Engineering thermostable xylanase enzyme mutant from

Bacillus halodurans. African Journal Of Biotechnology. v.9, n.47, p.8110-8117, 2011.

EDALATMANESH, M et al. Enzymatic modification of secondary sludge by

lipase and laccase to improve the nylon/sludge composite properties.

Journal of Reinforced Plastics and Composites. v.31, n.3, p.179-188,

2012.

EGAWA, J. et al. Deinking Agent For Regenerating Waste Paper And Method For Deinking Waste Paper. CA2184458, depositada em Dez 20,

1995 e publicada em Jun 21, 1997. LION CORP.

EHARA, K.; TSUTSUMI, Y.; NISHIDA, T. Role of Tween 80 in biobleaching of

unbleached hardwood kraft pulp with manganese peroxidase. J. Wood Sci.

v.46, p.137-142, 2000.

EISENSTEIN, A. Production of cellulose from wood or other

lignocellulosic plants by microbiological decomposition of lignocellulose. EP0060467, depositada em Mar 16, 1981 e publicada em

Ago 28, 1985. EISENSTEIN ALBIN DR-ING.


287

EK, M.; GELLERSTEDT, G.; HENRIKSSON, G. Wood chemistry and wood

biotechnology (Pulp and paper chemistry and technology). De Gruyter

ed., 1 ed., 2009. 308p.

EL-BONDKLY, A.M.A. et al. Cellulase production from agricultural residues by

recombinant fusant strain of a fungal endophyte of the marine sponge Latrunculia corticata for production of ethanol. Antonie Van Leeuwenhoek

International Journal Of General And Molecular Microbiology. v.1o1,

n.2, p.331-346, 2012.

ELLIS, D.D.; CHAPPLE, C.C.C.. Modification of Lignin Composition of

Gymnosperms. WO0046382, depositada em Fev 1, 1999 e publicada em Ago 10, 2000. SILVAGEN INC e ELLIS, D.D.

ELSHOUT, R.; MARCHANT, L. Doing an energy audit. Chemical Engineering

Journal. v.117, n.2, p34-36, 2010.

EMALFARB, M.A. et al. Cellulase compositions and methods of use.

US5811381, depositada em Out 10, 1996 e publicada em Set 22, 1998.

EMALFARB, M. A.

EMALFARB, M.A. et al. Treating cellulosic materials with cellulases from

Chrysosporium. US6015707, depositada em Out 10, 1996 e publicada em Jan 18, 2000. EMALFARB, Mark A.

EMALFARB, M.A. et al. Chrysosporium Cellulase and Methods of Use. US2011237485, depositada em Out 10, 1996 e publicada em Set 29, 2011.

DYADIC INTERNAT INC.

EMBRAPA. Sistemas de Produção.

Disponível em:< http://www.embrapa.br/publicacoes/

transferencia/sistemas-de-producao/>. Acesso em 16 de Novembro 2012.

EMERT, G. et al. In Food related enzymes (Whitaker, J. R., ed.), 1993,

Amercian Chemical Society, Washington, US, 1993. p.79–100.

ENDT, D.V et al. Genes de Lignificação. Revista Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento – Encarte Especial. ano.III, n.15, p.151-159, 2000.

ERIC, M. et al. Improvements relating to the manufacture of micro porous material. GB576659, depositada em Set 9, 1943 publicada em Abr

15, 1946. PRITCHETT & GOLD & E P S CO.

ERIKSSON, K.E. Method for producing cellulose pulp. US3962033,

depositada em Abr 16, 1973 e publicada em Jun 8, 1976. Svenska

Traforskningsinstitutet.

ERICKSON, K.E. Concluding remarks: where do we stand and where are we

going? Lignin biodegradation and practical utilization. J. Biotechnology. v.30, p.149-158, 1993.

ESCHER WYSS GMBH (Inventor não disponível). Apparatus for the

continuous gelatinization of starch and starch derivatives. GB995660,

depositada em Ago 8, 1961 e publicada em Jun 23, 1965.

http://www.embrapa.br/publicacoes/


288

ETEPS-AISBEL (European Techno-Economic Policy Support Network).

Consequences, Opportunities and Challenges of Modern

Biotechnology for Europe (BIO4EU) - TASK 2. Version no.3. 184p. 2005.

FAGERSTROEM, R. et al. Novel Xylanases And Uses Thereof.

WO9722691, depositada em Dez 12, 1995 e publicada em Jun 26, 1997.PRIMALCO LTD et al.

FALLAVOLLITA, J.A. Process for recovery of holocellulose and near-

native lignin from biomass. US2008032344, depositada em Ago 7, 2007 e

publicada em Fev 7, 2008. Detentor não disponível.

FANG, J.; HUANG, F.; GAO, P. Optimization of cellobiose dehydrogenase

production by Schizophyllum commune and effect of the enzyme on kraft pulp bleaching by ligninases. Process. Brioche. v.34, p.957–961, 1999.

FAWZI, E.M. Highly Thermostable Xylanase Purified From Rhizomucor miehei NRRL 3169. Acta Biologica Hungarica. v.62, n.1, p.85-94, 2011.

FEIJOO, G.; MOREIRA, M.T.; ÁLVAREZ, P.; LU-CHAU, T.A.; LEMA, J.M. Evaluation of the Enzyme Manganese Peroxidase in an Industrial Sequence

for the Lignin Oxidation and Bleaching of Eucalyptus Kraft Pulp. J. Appl

Polymer Sci. v.109, p.1319–1327, 2008.

FELBY, C. et al. Enzymatic hydrolysis of biomasses having a high dry

matter (DM) content. US2008182323, depositada em Nov 29, 2004 e publicada em Out 6, 2009. ELSAM ENGINEERING AS. E KOBENHAVNS UNI.

FERRAZ, A. Fungos decompositores de materiais lignocelulósicos, em Fungos: uma introdução à biologia, bioquímica e biotecnologia. Eds.

Elisa Esposito e João L. Azevedo, EDUCS, Caxias do Sul, cap.6, 2004. p.215-

242.

FERRAZ, A. Desenvolvimento da Biopolpação no Brasil. Revista O Papel.

v.7, p.45-53, 2007.

FERRAZ, A. et al. Technological Advances and Mechanist Basis for Fungal Biopulping. Enzyme and Microbial Technology. v.43, p.178-185, 2008.

FERRAZ, A.; et al. Technological advances and mechanistic basis for fungal biopulping. Enzyme Microb. Technol. v.43, p.178-185, 2008.

FERRAZ, A. et al. Aspectos Tecnológicos e Econômicos Relacionados ao Processo de Biopolpação. In: XXI TECNICELPA Conference and

Exhibition / VI CIADICYP, 2010, Lisbon, Portugal, 2010. 8p.

FERREIRA, R.S.; OLIVA, G.; ANDRICOPULO, A.D. Integração das técnicas de

triagem virtual e triagem biológica automatizada em alta escala:

oportunidades e desafios em P&D de fármacos. Química Nova v.34, n.10. p. 1770-1778. 2011.

FIGUEIREDO, P.N. O complexo florestal e de celulose e papel do Brasil.

Revista o Papel, Abril. p.58-63. 2011.


289

FILLAT, A. et al. Assessing the use of xylanase and laccases in biobleaching

stages of a TCF sequence for flax pulp. Journal of Chemical Technology

and Biotechnology. v.86, n.12, p.1501-1507, 2011.

FILLAT, A. et al. Assessing the use of xylanase and laccases in biobleaching

stages of a TCF sequence for flax pulp. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. v.86, n.12, p.1501-1507, 2011.

FILLAT, A. et al. Elucidating the effects of laccase-modifying compounds

treatments on bast and core fibers in flax pulp. Biotechnology and

Bioengineering. v.109. n.1. p.225-233, 2012.

FILLAT, U. et al. Integrating a Xylanase Treatment into an Industrial-Type

Sequence for Eucalyptus Krat Pulp Bleaching. Industrial & Engineering Chemistry Research. v.51, n.7, p.2830-2837, 2012.

FISCH, K. Apparatus for making adhesive from starch, useful for making paper size, has starch boiler and circulating reactor with

conical reaction zone formed by alternating teeth on stator and rotor

for reaction with enzyme. DE10251599, depositada em Nov 6, 2002 e

publicada em Mar 4, 2004. CAVITRON V HAGEN & FUNKE GMBH.

FOELKEL, C. (2007). Vessel elements and Eucalyptus pulps. Eucalyptus Online Book & Newsletter. 54p. Disponível em:

<http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/ENG04_vessels.pdf.>. Acesso em

25 de Junho de 2012.

FOODY, B. et al. Method For Glucose Production With Improved

Recovery And Reuse Of Enzyme. WO0224882, depositada em Set 25, 2000 e publicada em Set 26, 2002. IOGEN BIO PRODUCTS CORP.

FOODY, B. Pre-Treatment Of Bales Of Feedstock. WO2006034591, depositada em Set 30, 2004 e publicada em Abr 6, 2006. IOGEN ENERGY

CORP.

FOODY, B. et al. Method And Device For Measuring Bleach

Requirement, Bleachability, And Effectiveness Of Hemicellulase

Enzyme Treatment Of Pulp. CA2319074, depositada em Jan 30, 1998 e publicada em Mar 10, 2009. IOGEN CORP.

FOODY, B. et al. Recovery Of Inorganic Salt During Processing Of Lignocellulosic Feedstocks. US2010003733, depositada em Abr 13, 2004

e publicada em Jan 7, 2010. IOGEN ENERGY CORP.

FOODY, B.; TOLAN, J.S. Improved Method For The Production Of

Glucose From Lignocellulosic Feedstocks. CA2747823, depositada em

Jan 14, 2009 e publicada em Jul 22, 2010. IOGEN ENERGY CORP.

FOODY, B. et al. Continuous Flowing Pre-Treatment System with Steam Recovery. US2008064906, depositada em Set 30, 2004 e publicada

em Set 13, 2011. IOGEN ENERGY CORP.

http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/ENG04_vessels.pdf


290

Forestry; Wood; Pulp and Paper Sectoral Activities. 2008. Disponível

em:<http://www.ilo.org/public/english/dialogue/sector/sectors/forest/emp-

pulp.htm>. Acesso em: 13 maio 2009.

FORSTER, R.L.; ROTTMANN, W.H. Modification of plant lignin content.

US2006101535, depositada em Set 22, 2004 e publicada em Jul 22, 2008. ARBORGEN LLC.

FRANKS, N.E. Methods For Deinking And Decolorizing Printed Paper.

WO0015899, depositada em Set 17, 1998 e publicada em Mar 23, 2000.

NOVO NORDISK.

FRANKS, N. e PAGE, K. De-inking of waste paper. US2004016522,

depositada em Abr 5, 2001 e publicada em Jan 29, 2004. NOVOZYMES NORTH AMERICA INC.

FU, C. et al. Genetic manipulation of lignin reduces recalcitrance and improves ethanol production from switchgrass. PNAS. v.108, n.9, p.3803-

3808, 2011.

FUENTES, J.L.; ROBERT, M. Method for treating a paper pulp with an

enzyme solution. US4923565, depositada em Set 22, 1986 e publicada em

Mai 8, 1990. La Cellulose Du Pin.

FUENTES, M. J.L. et al. Process For Improving the Drainage Capacity of

a Paper Pulp Using an Enzyme Obtained from the Fungus Humicola insolens or the Bacterium Cellulomonas. US5116474, depositada em Out

2, 1989 e publicada em Mai 26, 1992. La Cellulose Du Pin.

FUJITA, Y. et al. Method for controlling pitch deposits in papermaking

process using lipase and polyelectrolyte. US5667634, depositada em Mai

1, 1991 e publicada em Set 16, 1997. NOVO NORDISK AS.

FUKUDA, S. et al. Method For Preventing Starch Paste From

Preparation Of Starch Paste Solution. JP6248246, depositada em Fev 25, 1993 e publicada em Set 6, 1994. NEW OJI PAPER CO LTD.

FUKUNAGA, N. et al. Heat-Stable Xylanase. JP8224081, depositada em

Dez 21, 1994 e publicada em Ago 11, 2003. Oji Paper.

GARCIA, O. et al. Effect of cellulase-assisted refining on the properties of

dried and never-dried eucalyptus pulp. Cellulose. v.9, n.2, p.115-125, 2002.

GARVER JR, T. M. Method And Apparatus For Monitoring And

Controlling Characteristics Of Process Effluents. WO9840721,

depositada em Mar 10, 1997 e publicada em Set 17, 1998. ALBERTA RES COUNCIL.

GEN, Y.; GO, S. Regenerating Method By Biochemical Deinking Of Waste Paper. JP3000882, depositada em Mai 16, 1989 e publicada em Dez

7, 1994. KOREA RES INST CHEM TECH.

GERISCHER, G. et al. Wood Chip Treatment. WO2002081816, depositada

em Abr 6, 2001 e publicada em Out 17, 2002. GERISCHER, G. et al.

http://www.ilo.org/public/english/dialogue/sector/sectors/forest/emp-pulp.htm

http://www.ilo.org/public/english/dialogue/sector/sectors/forest/emp-pulp.htm


291

GESS, J.M. Method of measuring drainage rate. US4613406, depositada

em Abr 4, 1983 e publicada em Set 23, 1986. Weyerhaeuser Company.

GHAFFAR, A. et al. Heterologous expression of a gene for thermostable

xylanase from Chaetomium thermophilum in Pichia pastoris GS115.

Molecular Biology Reports. v.38, n.5, p.3227-3233, 2011.

GIBBS, M.D. et al. The activity of family 11 xylanases at alkaline pH. N. Biotechnology. v.27, n.6, p.795-802, 2010.

GIL, N. et al. Use of enzymes to improve the refining of a bleached Eucalyptus globulus kraft pulp. Biochemical Engineering Journal. v.46,

n.2, p.89-95, 2010.

GLASSER, W.G. Lignin: Pulp And Paper – Chemistry And Chemical

Technology. Casey, J.P.(Ed.), John Wiley & Sons Inc. 3ª ed.,1980. p.39-

111.

GLENN, J. K. et al. An extracellular H2O2-requiring enzyme preparation

involved in lignin biodegradation by the white rot basidiomycete Phanerochaete chrysosporium. Biochem. Biophys. Res. Comm. v.114,

p.1077-1083, 1983.

GLIESE, T., KLEEMANN, S., FISHER, K. “Investigations on Mechanism and on

Kinetics of Xylanase Pre-Bleaching. Pulp and Paper Canada. v.99, p.171-

174, 1998.

GLOVER, D.E. et al. Methods to control organic contaminants in fibers.

US6471826, depositada em Jun 16, 2000 e publicada em Out 29, 2002. Buckman Laboratories International.

GOMES, A.C. et al. Processo De Obtenção De Correntes Com Elevada

Concentração De Açúcares Fermentáveis A Partir De Materiais

Lignocelulósicos. WO2012021950, depositada em Ago 18, 2010 e

publicada em Fev 23, 2012. PETROLEO BRASILEIRO S.A. – PETROBRAS.

GOMES, E. et al. Enzimas termoestáveis: fontes, produção e aplicação industrial. Quím. Nova. v.30,n.1, p.136-145, 2007.

GOMES, M.I. et al. Estudo de tecnologias para o tratamento de efluentes na indústria de celulose. Projeto final do curso da Universidade

Federal do Rio de Janeiro (Graduação, UFRJ, Escola de Química), RJ, 2012,

79p.

GRAND, C. et al. Inhibition of cinnamul-alcohol-dehydrogenase activity and

lignin synthesis in poplar (Populus x Euramericana dode) tissues by two organic compounds. Planta. n. 163, p.232-237, 1985.

GRANFELDT, T.; e SUHONEN, V. The basic of hardwood BCTMP. Fiber&Paper. V.5, n.1, p.40-43, 2003

GROENBERG, V. et al. Thermostable xylanases. US6083733, depositada

em Jun 14, 1995 e publicada em Jul 4, 2000. GIST BROCADES BV.


292

GUBITZ, G.M. et al. Two mannanases from Scleorotinum rolfsii in total

chlorine free bleaching of softwood kraft pulp. J. Biotechnol. v.50, p.181-

188, 1996.

GULLISCHSEN et al. Chemical pulping. Technical Association of the Pulp

and Paper Industry. Helsinki, FI, Fapet Oy ed., V.2, 1999. 1188p. ISBN 9525216063, 9789525216066.

GUPTA, N. et al. "A Thermostable Extracellular Xylanase from Alkalophilic

Bacillus sp. NG-27". Biotechnology Letters. v.14, n.11, p.1045-1046,

1992.

GUPTA et al. Microbial alpha-amylases: a biotechnological perspective.

Process Biochemistry. v.00, p.1-18, 2003.

GUSAKOV, A.V. et al. Novel Fungal Enzymes. US2012036599, depositada

em Ago 2, 2007 e publicada em Fev 9, 2012. DYADIC INTERNAT INC.

GUTIERREZ, A. et al. Microbial and enzymatic control of pitch in the pulp and

paper industry. Applied Microbiology and Biotechnology. v.82. n.6. p.1005-1018, 2009.

GUTIERREZ-SUAREZ, A. et al. Mediator-Enzyme System for Controlling Pitch Deposits in Pulp and Paper Production. US20080210393,

depositada em Jul 6, 2005 e publicada em Set 4, 2008. Consego Superior de

Investigacions Cientificas.

HA. V.H. et al. Identification and functional analysis of the Pm4CL1 gene in

transgenic tobacco plant as the basis for regulating lignin biosynthesis in forest trees. Molecular Breeding. v.29, n.1, p.173-180, 2012.

HAMAMOTO, T. et al. "Nucleotide Sequence of the Xylanase A Gene of

Alkalophilic Bacillus sp. Strain C-125". Agric. Biol. Chem. v.51, n.3, p953-

955, 1987.

HANSEN, T.T.; NIELSEN, P.H. Method of treating mechanical pulp with a

phenol-oxidizing enzyme system. US6207009, depositada em Jun 13, 1997 e publicada em Mar 25, 2001. NOVO NORDISK BIOCHEM INC.

HARAZONO, K. et al. Method For Bleaching Pulp With Manganese Peroxidase. JP2002069881, depositada em Set 1, 2000 e publicada em Mar

8, 2002. MERCIAN CORP JAPAN BIOINDUSTRY ASS.

HARRISON, M.D. et al. Accumulation of recombinant cellobiohydrolase and

endoglucanase in the leaves of mature transgenic sugar cane. Plant

Biotechnology Journal. v.9, n.8, p.884-896, 2011.

HART, P. et al. Statistical determination of the impact of enzymes on

bleached pulp yield. Tappi Journal. v.4, n.8, p.3-6, 2005.

HART, P. Differences in Bleaching Responses from Fungal versus Bacterial Derived Enzymes. In: Proceedings of the International Pulp Bleaching

Conference, 2011, Out.5-7, Portland, OR, USA, 2011b. p.144-153.


293

HART, P. Enzyme Bleaching Experiences in North America and Brazil. In:

Proceedings of the 5th International Colloquium on Eucalyptus Pulp,

2011, May 9-11, Porto Seguro, Brazil, 2011a. 8p,

HATANAKA, K. Slime hydrolase producing bacterium and process for

producing slime hydrolase. US5702605, depositada em Ago 1, 1994 e publicada em Dez 30, 1997. Sanyo Chemical Industries, Ltd.

HATCHER, H. et al. Slime Control In Industrial Waters. US3773623,

depositada em Fev 25, 1972 e publicada em Nov 20, 1973. Economics

Laboratory, Inc.

HATFIELD, G. W. Apparatus for the treatment of lignocellulosic

materials. US5266487, depositada em Fev 4, 1986 e publicada em Nov 30, 1993. KNOBBE MARTENS OLSON & BEAR.

HAYNES, R.D.; AUGER, S.B. Method For Removing Ink From Paper. WO2011100530, depositada em Fev 12, 2010 e publicada em Ago 18, 2011.

AKZO NOBEL CHEMICALS INT BV.

HEAN, P.; HAMILTON, J.; SENIOR, D.J. Mill trial experiences with xylanase –

AOX and chemical reductions – chloride dioxide consumption and AOX were

reduced. Pulp & Paper Canada. v.95, n. 12, p.126-128, 1994.

HEINTZE, H.U. The diagnosis of hardwood vessel picking in offset prints.

Pulp and Paper Canada. v.108, n.1, p.34-38, 2007.

HELDT-HANSEN, H.P. et al. Method of making paper from pulp treated

with lipase and an aluminum salt. US5616215, depositada em Abr 19, 1991 e publicada em Abr 1, 1997. Novo Nordisk AS.

HENRISSAT, B. A. A classification of glycosyl hydrolases based on amino acid

sequence similarities. Biochem. J. v.280, p. 309-316, 1991.

HERNANDEZ-MENA, R.; FRIEND, P.L. Enzyme treatment for industrial

slime control. US5238572, depositada em Jan 25, 1993 e publicada em Ago

24, 1993. Betz Laboratories, Inc..

HERTZBERG, M. et al. Vegetable Material, Plants and a Method of

Producing a Plant Having Altered Lignin Properties. WO2010062240, depositada em Nov 3, 2008 e publicada em Jun 3, 2010. SWETREE

TECHNOLOGIES AB et al.

HIGHLEY, T.L. Carbohydrolase Assays. In: Methods in plant biochemistry

and molecular biology. Dashek, W.V. (Ed). Boca Raton, FL. CRC Press,

1997. p.309-321.

HILL, C. et al. Process For Enzymatic Hydrolysis Of Pretreated

Lignocellulosic Feedstocks. EP2076594, depositada em Ago 31, 2006 e publicada em Abr 28, 2010. IOGEN ENERGY CORP.

HO, N.W.Y.; TSAO, G.T. Recombinant yeasts for effective fermentation

of glucose and xilose. US5789210, depositada em Nov 8, 1993 e publicada

em Ago 4, 1998. PURDUE RESEARCH FOUNDATION.


294

HO, N.W.Y.; CHEN, Z.D. Stable recombinant yeasts for fermenting

xylose to ethanol. US7527927, depositada em Mai 6, 1996 e publicada em

Mai 5, 2009. PURDUE RESEARCH FOUNDATION.

HONDA, H. et al. "Purification and Partial Characterization of Alkaline

Xylanase from Escherichia coli Carrying cCX311", Agric. Biol. Chem. v.49, n.11, p.3165-3169, 1985.

HORIKOSHI, K. Alkaliphiles: Some Applications of Their Products for

Biotechnology. Microbiol Mol Biol. Rev. v.63, n.4, p.735–750, 1999.

HORIKOSHI, K. Alkaliphiles-from industrial point of view. FEMS Microbiol.

Rev. v.8, p.259-270, 1996.

HORVATH, B. et al. ELASTIC MODULUS OF TRANSGENIC ASPEN. Wood

Research. v.55, n.1, p.1-10, 2010.

HOUGHTON, R.W. et al. Enzymatic conversion of starch. EP1184413,

depositada em Ago 31, 2000 e publicada em Nov 30, 2005. CERESTAR

HOLDING BV.

HUNG, K.S. et al. Characterization of a novel GH10 thermostable, halophilic

xylanase from the marine bacterium Thermoanaerobacterium saccharolyticum NTOU1. Process Biochemistry. v.46, n.6, p.1257-1263,

2011.

HYATT, J.A. et al. Process for the co-production of dissolving-grade

pulp and xylan. US6057438, depositada em Out 11, 1996 e publicada em

Mai 2, 2000. EASTMAN CHEM CO.

IBARRA, D. et al. Integrating laccase–mediator treatment into an industrial-type sequence for totally chlorine-free bleaching of eucalypt kraft pulp.

Journal of Chemical Technol. And Biotechnology. v.81, n.7, p.1159-

1165, 2006.

IBARRA, D. et al. Enzymatic deinking of secondary fibers:

cellulases/hemicellulases versus laccase-mediator system. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. v.39, n.1, p.1-9, 2012.

IGARASHI, H. et al. Base Paper For Electrical Insulation Laminate And Laminated Board. JP8302588, depositada em Mai 10, 1995 e publicada em

Nov 19, 1996. NEW OJI PAPER CO.

INGRAM, L.O.; WOOD, B.E. Ethanol production from lignocellulose.

US2003054500, depositada em Abr 7, 1997 e publicada em Mar 20, 2003.

UNIV FLORIDA.

INOUE, K. et al. Developmental expression and substrate specificities of

alfalfa caffeic acid 3-O-methyltransferase and caffeoyl CoA 3-O-methyltransferase in relation to lignification. Plant Physiol. v.117, n.3,

p.761–770, 1998.

INOUE, S.; NOGUCHI, M. Method For Producing Sugar From

Lignocellulosic Biomass. JP2009022239, depositada em Jul 23, 2007 e

publicada em Fev 5, 2009. NAT INST OF ADV IND & TECHNOL.


295

IOGEN (2011). Disponível em:<http://www.iogen.ca/bio_products/pulp_

paper/index.html>. Acesso em Maio 2, 2011.

IRIE, Y. et al. Method for Preventing Trouble by Pitch. JP02160997,

depositada em Dez 13, 1988 e publicada em Jun 20, 1990. JUJO PAPER CO

LTD.

IRIE, Y.; MATSUKURA, T.; HATA, K. “De-resinification of mechanical Wood pulp using glycerol lipase to decompose triglyceride

compounds in pulp and paper manufacturing”. EP374700, depositada

em Dez 13, 1988 e publicada em Mar 9, 1994.

ISHIBASHI, T. et al. Method for pretreatment of cellulosic materials.

US4451567, depositada em Jul 31, 1980 e publicada em Mai 29, 1984. HITACHI LTD.

ISHIKAWA, K. et al. Method For Enzymatic Saccharification Of Lignocellulosic Biomass, And Method For Manufacturing Ethanol From

Lignocellulosic Biomass. WO2012029842, depositada em Ago 31, 2010 e

publicada em Mar 8, 2012. OJI PAPER CO.

IWASAKI, M. et al. Method Of Producing Bleached Pulp For Paper

Making. JP2004169243, depositada em Nov 22, 2002 e publicada em Jun 17, 2004. OJI PAPER CO.

IZUMI, Y. et al. Bleaching Of Lignocellulosic Material. JP2001055679, depositada em Ago 13, 1999 e publicada em Fev 28, 2001. OJI PAPER CO.

IZUMI, Y et al. Process for producing xylooligosaccharides. EP1304412, depositada em Mar 23, 2000 e publicada em Set 14, 2005. OJI PAPER CO.

JACKSON, L.S.; HEITMANN, J.A.; JOYCE, T.W. (1993). Enzymatic

modifications of secondary fibers. Tappi Journal. v.76, n.3, p.147-154,

1993.

JACKSON, A.C.; PUDDIPHATT, D. Improved optical brightening

compositions. TW200949048, depositada em Mar 26, 2008 e publicada em Dez 1, 2009. CLARIANT INT LTD.

JACOBS, C. J.; VENDITTI, R.A.; JOYCE, T.W. “Effect of Enzymatic Pretreatment on the Diffusion of Sodium Hydroxide in wood”. Tappi J. v.81,

p.260-266, 1998.

JEFFRIES, T.W.; LINS, C.W. Effects of Aureobasidium pullulans xylanase on

properties of Aspen thermomechanical and kraft pulps. In: Biotechnology

in Pulp and Paper Manufacture, Applications and Fundamental Investigations, 1990. (T.K. Kirk and H.M. Chang, eds.) Butterworth-

Heineman, Boston, MA, Chapter 17, 1990. p.191.

JEFFRIES, T.; FOODY, B. Method For The Use Of Enzymes In Processing

And Bleaching Of Paper Pulp, And Apparatus For The Use Thereof.

CA216746, depositada em Mai, 1991 e publicada em Nov 8, 1992. IOGEN CORPORATION.

http://www.iogen.ca/bio_products/pulp_paper/index.html

http://www.iogen.ca/bio_products/pulp_paper/index.html

http://www.freepatentsonline.com/JP02160997.html


296

JEFFRIES, T.W. et al. Xylanase from Streptomyces roseiscleroticus

NRRL-11019 for removing color from kraft wood pulps. US5369024,

depositada em Mar 25, 1992 e publicada em Nov 29, 1994. US AGRICULTURE.

JEFFRIES, T.W. Method of removing color from wood pulp using xylanase from Streptomyces roseiscleroticus NRRL B-11019.

US5498534, depositada em Mar 25, 1992 e publicada em Mar 12, 1996. US

AGRICULTURE.

JEFFRIES, T. et al. Method of removing color from kraft wood pulps.

US5834301, depositada em Mar 25, 1992 e publicada em Nov 10, 1998. US AGRICULTURE.

JENSEN, K. A.; BAO, W. L.; KAWAI, S.; SREBOTNIK, E.; HAMMEL, K. E.

Manganese-dependent cleavage of nonphenolic lignin structures by

Ceriporiopsis subvermispora in the absence of lignin peroxidase. Appl

Environ Microbiol. v.62, p.3679-3686, 1996.

JENSEN, H. Genetic resources: investment and know-how/technology

transfer, protection of traditional knowledge. Novozymes, 2005. 17p.

JEON, S.D. et al. The processive endoglucanase EngZ is active in crystalline cellulose degradation as a cellulosomal subunit of Clostridium cellulovorans.

New Biotechnology. v.29, n.3, p.365-371, 2012.

JIACHUAN, C. et al. Method for reducing energy consumption during

wet refining of mechanical pulp. CN101130936, depositada em Set 5,

2007 e publicada em Fev 27, 2008. SHANDONG INST LIGHT INDUSTRY.

JIANG, C. et al. Rapid triglyceride assay for use in pulp pitch control.

US20060160166, depositada em Abr 20, 2001 e publicada em Jul 20, 2006. ENZYMATIC DEINKING TECHNOLOGIE.

JIANG, F.; KONGSAEREE, P.; CHARRON, R.; LAJOIE, C. XU, H.; SCOTT, G.; KELLY, C. Production and Separation of Manganese Peroxidase From Heme

Amended Yeast Cultures. Biotechnol Bioeng. v.99, p.540–549, 2008.

JIANG, Z.Q. et al. Biobleach boosting effect of recombinant xylanase B from

the hyperthermophilic Thermotoga maritima on wheat straw pulp. Applied

Microbiology and Biotechnology. v.70, n.1, p.65-71, 2006.

JIRU, M.J.; GEIRII, R.A.J. Composition And Method For Removing Ink. JP8226088, depositada em Dez 15, 1994 e publicada em Set 3, 1996.

RHONE POULENC INC.

JIYANNKUROODO, P. et al. Method Of Treating Reutilized Water For

Diluting Pulp For Paper Making. JP6041891, depositada em Abr 6, 1990 e

publicada em Fev 15, 1994. LA CELLULOSE DU PAN.

NONES, B.E. et al. Alkaliphilic and thermophilic microorganisms and

enzymes obtained therefrom. US2004033580, depositada em Out 30, 2000 e publicada em Fev 19, 2004. JONES, B.E et al.


297

JORDAN, D.B et al. Beta-Xylosidase For Conversion Of Plant Cell Wall

Carbohydrates To Simple Sugars. WO2008045977, depositada em Out

10, 2006 e publicada em Out 16, 2008. US AGRICULTURE.

JORDAN, D.B. et al. Engineering lower inhibitor affinities in beta-D-xylosidase

of Selenomonas ruminantium by site-directed mutagenesis of Trp145. Journal Of Industrial Microbiology & Biotechnology. v.38, n.11,

p.1821-1835, 2011.

JORDAN, D.B. et al. Kinetic mechanism of an aldehyde reductase of

Saccharomyces cerevisiae that relieves toxicity of furfural and 5-

hydroxymethylfurfural. Biochimica Et Biophysica Acta-Proteins And Proteomics. v.1814, n.12, p.1686-1694, 2011.

JUAN, P.E. et al. Transcript abundance of enzymes involved in lignin

biosynthesis of Eucalyptus globulus genotypes with contrasting levels of pulp

yield and wood density. Tree Genetics & Genomes. v.7, n.4, p.697-705,

2011.

JUNG, H.G.; DEETZ, D.A. Cell wall lignification and degradability. In:

Forage cell wall structure and digestibility. ed. JUNG, H.G., BUXTON, D.R.,HATIFIELD, R.D. et al. Madison: America Society of Agronomy, Crop Sci.

Society of America, Soil Sci. Society of America, 1993, p.315-46.

JUNG, H.G. et al. Modifying crops to increase cell wall digestibility. Review

Article. Plant Science. v.185–186, p.65-77, 2012.

Kallioinen, A. et al. Biotechnical methods for improvement of energy

economy in mechanical pulping. Espoo 2003. VTT Tiedotteita – Research Notes 2183. 86 p. 2003

KAMISHIRO, T. et al. Waste Paper Deinking Treatment Agent. JP9170186, depositada em Dez 19, 1995 e publicada em Jun 30, 1997.

JAPAN SYNTHETIC RUBBER CO LTD.

KANEKO, R.; NAKAGAWA, K. Production Of Base Paper For Laminated

Boardpurpose. JP6287898, depositada em Mar 16, 1992 e publicada em

Ago 21, 1996. NIPPON PAPER IND CO.

KANEKO, M. et al. Method For Deinking Waste Paper. JP6346390,

depositada em Jun 2, 1993 e publicada em Dez 20, 1994. MITSUBISHI HEAVY IND LTD.

KANEKO, M. et al. Deinking Of Waste Paper. JP6228895, depositada em

Fev 1, 1993 e publicada em Ago 16, 1994. MITSUBISHI HEAVY IND LTD.

KANG, K.Y. et al. Evaluation of White-rot Fungi for Biopulping of Wood.

Microbiology. v.35, n.4, p.205-209, 2007.

KANSOH, A.L.; NAGIEB, Z.A. Xylanase and mannanase enzymes from

Streptomyces galgus NR and their use in biobleaching of softwood kraft pulp.

Antonie van Leeuwenhoek. v.85, p.103-114, 2004.

KAPICH, A. N.; JENSEN, K. A.; HAMMEL, K. E. Peroxyl radicals are potential

agents of lignin biodegradation. FEBS Lett. v.461, p.115-119, 1999.


298

KAUR, P.; VYAS, A. Characterization and optimal production of alkaline -

amylase from Bacillus sp. DLB 9. African J. of Microb. Res. v.6, n.11,

p.2674-2681, 2012.

KAWAI, S.; ASUKAI, M.; OHYA, N.; OKITA, K.; ITO, T.; OHASHI, H.

Degradation of a non-phenolic beta-O-4 substructure and of polymeric lignin model compounds by laccase of Coriolus versicolor in the presence of 1-

hydroxybenzotriazole. FEMS Microbiol Lett. v.170, p.51-57, 1999.

KENEALY, W.R.; JEFFRIES, T.W. Enzymes Processes for Pulp and Paper:

A Review of Recent Developments. American Academic Society, 2003.

29p.

KEROVUO, J.S. et al. Laccases For Pulp Bio-Bleaching. WO2008027501, depositada em Set 9, 2006 e publicada em Ago 7, 2008. VERENIUM CORP.

KERSTEN, P.J.; TIEN, M.; KALYANARAMAN, B.; KIRK, T.K. The ligninase of Phanerochaete chrysosporium generates cation radicals from

methoxybenzenes. J. Biol. Chem. v.260, p.2601-2612, 1985.

KHAN, B.M. et al. Genetic Engineering of Phenylpropanoid Pathway in

Leucaena leucocephala. In: Genetic Engineering - Basics, New

Applications and Responsibilities. BARRERA-SALDAÑA, H.A. (ed). Cap. 4, 2012. p.93-119.

KHANONGNUCH, C. et al. A non-cellulase producing strain of Bacillus subtilis and its potential use in pulp biobleaching. Biotechnology Letters. v.21, n.1,

p.61-63, 1999.

KHONZUE, P. et al. Optimization of Xylanase Production from Aspergillus

niger for Biobleaching of Eucalyptus Pulp. Bioscience Biotechnology and

Biochemistry. v.75. n.6. p.1129-1134, 2011.

KIDO, H. et al. Production Of Paper. JP5222688, depositada em Fev 7,

1992 e publicada em Ago 31, 1993. OJI PAPER CO.

KIM, H.J.; JO, B.M.; LEE, S.H. Potential for energy saving in refining of cellulose-treated kraft pulp. Journal of Industrial and Engineering

Chemistry. v.12, n.4, p.578-583, 2006.

KIM, K.H. et al. Univ. Biological Pretreatment and Saccharification

Method for Lignocellulosic Biomass and Method for Preparing

Bioethanol Comprising the Same. KR20090093905, depositada em Fev 29, 2008 e publicada Set 2, 2009. KOREA RES & BUS FOUND.

KIRK, T.K.; JEFFRIES, T.W. In: Enzymes for pulp and paper processing. American Chemical Society. Atlanta, 1996. p.1-14.

KIRK, T.K.; CULLEN, D. Enzimology and molecular genetics of wood degradation by white-rot fungi. In: Environmentally Friendly

Technologies for the Pulp and Paper Industry. Ed. Young, R. e Akhtar,

M. New York, John Wiley and Sons, 1998. p.273-308.


299

KITIN, P. et al. Tyloses and Phenolic Deposits in Xylem Vessels Impede Water

Transport in Low-Lignin Transgenic Poplars: A Study by Cryo-Fluorescence

Microscopy. Plant Physiology. v.154, n.2, p.887-898, 2010.

KLAHARE, J.; FLEMMING, H.C. Monitoring of biofouling in papermill process

waters. Water Research. v.34, n.14, p.3657-3665, 2000.

KLEIN-MARCUSCHAMER, D. et al. The challenge of enzyme cost in the production of lignocellulosic biofuels. Biotechnology And Bioengineering.

v.109, n.4, p.1083-1087, 2012.

KLOCK, U. O Setor de Celulose e Papel. UFPR, 2006.

KNOWPAP. Paper Technology. Disponível em:< http://www.knowpap.com/www_demo/english/knowpap_system/user_interfa

ces/tuotantoprosessit/tuotantoprosessit.htm.>. Acesso em Jun 23, 2012.

KO, C.H.; FAN, C. Enhanced chemical oxygen demand removal and flux

reduction in pulp and paper wastewater treatment using laccase polymerized

membrane filtration. J. Hazard Mater. v.181, n.1-3, p.763-770, 2010.

KOEHLER, L.; TELEWSKI, F.W. Biomechanics and transgenic wood.

American Journal of Botany. v.93, n.10, p.1433–1438, 2006.

KOIDE, K. et al. Lignin Degradation Enzyme And Production Thereof. JP62220190, depositada Mar 18, 1986 e publicada em Jun 23, 1995. OJI

PAPER CO.

KOJIMA, Y. Inoculation Of Bacterium Into Lignocellulose. JP63091077,

depositada em Out 7, 1986 e publicada em Jan 8, 1997. OJI PAPER CO LTD.

KONDO, R. et al. Kinetics of beta-aril cleavage of phenolic syringil type model

compounds. Holzforschung. v.41. n.2, p. 83-88, 1988.

KONDO, R.; KURASHIKI, K.; SAKAI, K. In vitro bleaching of hardwood kraft

pulp by extracellular enzymes excreted from white rot fungi in a cultivation

system using a membrane filter. Appl Environ Microbiol. v.60, p.921-926, 1994a.

KONDO, R.; HARAZONO, H.; SAKAI, K. Bleaching of Hardwood Kraft Pulp

with Manganese Peroxidase Secreted from Phanerochaete sordida YK-624.

Appl Environ Microbiol. v.60, p.4359-4363, 1994b.

KOPONEN, R. Enzyme systems prove their potential. Pulp Paper

International. v. 33, n.11, p.20-25, 1991.

KRATOCHVIL, Z. et al. Process for producing glucose, ethanol, furfural,

furan, lignin acetic acid and formic acid from renewable starting materials and apparatus for making the same. CZ300865, depositada

em Nov 21, 2005 e publicada em Ago 26, 2009. KMPS FINANCIAL GROUP S

R O.

KUHAD, R.C.; SINGH, A.; ERIKSSON, K.E.L. Microorganisms and enzymes

involved in the degradation of plant fiber cell walls. In: Advances in

http://www.knowpap.com/www_demo/english/knowpap_system/user_interfaces/tuotantoprosessit/tuotantoprosessit.htm

http://www.knowpap.com/www_demo/english/knowpap_system/user_interfaces/tuotantoprosessit/tuotantoprosessit.htm


300

Biochemical Engineering/Biotechnology. (Eriksson, K.E.L. Ed.). v.57, p.

45-126, 1997.

KUHAD, R.C. et al. Microbial Cellulases and Their Industrial Applications.

Enzyme Research. v. 2011, Article ID 280696, 10p, 2011.

doi:10.4061/2011/280696.

KULKAMI, N.; RAO, M. Application of xylanase from alkaliphilic thermophilic Bacillus sp NCIM 59 in biobleaching of bagasse pulp. Journal of


KULKARNI, N.; SHENDYE, A.; RAO, M. Molecular and biotechnological aspects

of xylanases. FEMS Microbiol Rev. v. 23, p.411-456, 1999.

KUMAGAI, C. et al. Process For Producing Ethanol From Lignocellulosic

Biomass. WO2011027389, depositada em Set 2, 2009 e publicada em Mar

10, 2011. KAWASAKI HEAVY IND LTD e UNIV TOKUSHIMA.

KUMAR, S.A. et al. Fiber modification with enzymes for improving refining

and drainage. IPPTA J. v.24, n.1, p.161-166, 2012.

KUNAMNENI, A. et al. Fungal laccase – a versatile enzyme for biotechnology

applications. Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology. A. Mendéz (Ed.), 2007. p.234-245.

KUWAHARA, M.; GLENN, J.K.; MORGAN, M.A.; GOLD, M.H. Separation and

characterization of two extracellular H2O2-dependent oxidases from

ligninolytic cultures of Phanerochaete chrysosporium. FEBS Lett. 169: 247-

250, 1984.

LADISCH, M.R. et al. Biomass Liquefaction Processes, And Uses Of Same. WO2012016189, depositada em Jul 30, 2010 e publicada em Fev 2,

2012. PURDUE RESEARCH FOUNDATION.

LAL, M. et al. Bio-conventional bleaching of kraft-aq pulp of A. cadamba by

crude xylanases from Coprinellus disseminatus mlk-03 and effect of residual

enzyme on effluent load. Bioresources. v.6, n.2, p.1019-1028, 2011.

LANGE, L. et al. Enzyme preparation with cellulytic activity. US5972872,

depositada em Dez 22, 1994 e publicada em Out 26, 1999. NOVO NORDISK AS.

LANGLEY, J.G. et al. Enzyme deinking of paper. GB2304741, depositada em Ago 30, 1995 e publicada em Mar 26, 1997. ALLIED COLLOIDS LTD.

LAOTHANACHAREON, T. et al. Production of Multi-Fiber Modifying Enzyme

from Mamillisphaeria sp for Refining of Recycled Paper Pulp. Bioscience

Biotechnology and Biochemistry. v.75, n.12, p.2297-2303, 2011.

LARSEN, J.; JOERGENSEN, H. Methods for reducing enzyme

consumption in second generation bioethanol fermentation in the presence of lignin. US2010291650, depositada em Fev 1, 2008 e publicada

em Jul 5, 2011. INBICON AS.


301

LARSEN, J.; JEPPESEN, M.D. Rapid And Low Cost Enzymatic Full

Conversion Of Lignocellulosic Biomass. WO2011125056, depositada em

Abr 8, 2010 e publicada em Out 13, 2011. INBICON AS.

LASCARIS, E. et al. Drainage improvement of recycled fibre backwater

following α-amylase bio-modification. Appita Journal. v.50, n.1, p.51-67, 1997.

LASCARIS, E. Pulp Drainage Aid. CA2251191, depositada em Abr 3, 1996 e

publicada em Out 16, 1997. PARTICIPANT PROJECT IP LTD.

LAVIGNE, J.A. et al. Cellulase variants with reduced inhibition by

glucose. CN101970652, depositada em Jan 18, 2008 e publicada em Fev 9,

2011. IOGEN ENERGY CORP.

LAWSON, L.R.Jr.; STILL, C.N. “The biological decomposition of lignin--

Literature survey”. Tappi J. v.40, n.9, p.56A, 1957.

LAYTON, B.E. et al. Dehydration-induced expression of a 31-kDa dehydrin in

Polypodium polypodioides (Polypodiaceae) may enable large, reversible deformation of cell walls. Am. J. Bot. v.97, n.4, p.535-544, 2010.

LEATHAM, G.F. et al. “Energy Savings in Biomechanical Pulping”. In: Proceedings of the 4th International Conference, Raleigh, NC, Mai 16-

19, 1989.

LEATHAM, G.F. et al, “Biomechanical Pulping of Aspen Chips: Paper Strength

and Optical Properties Resulting from Different Fungal Treatments”, Tappi J.

v.73, n.5, p.249-255, 1990.

LECOURT, M. et al. (2010). Cellulase-assisted refining of chemical pulps: Impact of enzymatic charge and refining intensity on energy consumption

and pulp quality. Process Biochemistry. v.45, n.8. p.1274-1278, 2010.

LECOURT, M. et al. Energy reduction of refining by cellulases.

Holzforschung. v. 64. n. 4. p.441-446, 2010.

LEDUC, C. et al. Use of Enzymes in Deinked Pulp Bleaching. Cellulose

Chemistry and Technology. v.45, n.9-10, p.657-663, 2011.

LEE, I. et al. Device And Method For Pretreatment Of Biomass.

US2012036765, depositada em Ago 10, 2010 e publicada em Fev 16, 2012.

UNIV MICHIGAN STATE.

LEE, Y.S.; LEE, B.J. Method For Recycling Old Paper By Deinking Enzyme Of Floatation. KR20000018403, depositada em Set 2, 1998 e

publicada em Dez 15, 2000. SHIN MOORIM PAPER CO LTD.

LEE, Y.S.; LEE, B.J. Mill Scale Applying Method Of Waste Recycle By

Erosive Cellulase Deinking. KR20000014909, depositada em Ago 26, 1998

e publicada em Mar 15, 2000. SHIN MOORIM PAPER CO LTD.

LEVIE, B.E. et al. Methods For Producing A Hydrolysate And Ethanol

From Lignocellulosic Materials. WO2008115893, depositada em Mar 16, 2007 e publicada em Set 25, 2008. WEYERHAEUSER CO e LEVI, B.E.


302

LI, K. et al. Surface Characterization and Surface Modification of Mechanical

Pulp Fibres. Pulp & Paper-Canada. v.11, n.1, p.28-33, 2010.

LI, Q. et al. Biochemical characterization of ethanol-dependent reduction of

furfural by alcohol dehydrogenases. Biodegradation. v.22, n.6, p.1227-

1237, 2011.

LI, Q. et al. Down-regulation of glycosyltransferase 8D genes in Populus trichocarpa caused reduced mechanical strength and xylan content in wood.

Tree Physiology. v.2, n.31, p.226-236, 2011.

LI, X.; CHAPPLE, C. Understanding Lignification: Challenges Beyond

Monolignol Biosynthesis. Plant Physiology. v.154, n.2, p.449-452, 2010.

LI, X.T. et al. Characterization of a cellulose-free, neutral xylanase from

Thermomyces lanuginosus CBS 288.54 and its biobleaching effect on wheat

straw pulp. Bioresource Technology. v.96, n.12, p.1370-1379, 2005.

LI, Y. et al. Surface sizing application of waterborne epoxy resin on low basis

weight paper. Bioresources. v.7, n.1, p.5-14, 2012.

LIANGWEN, C. et al. Method for producing starch glue by low-

temperature fast enzymatic conversion. CN101649582, depositada em Jun 23, 2009 e publicada em Fev 17, 2010. DONGGUAN NINE DRAGONS

PAPER CO.

LIANSHENG, C. et al. Method for preparing gelatinized starch.

CN101649576, depositada em Jun 23, 2009 e publicada em Fev 17, 2010.

DONGGUAN NINE DRAGONS PAPER CO.

LIMA, L. C. O.; CURAMBIÇUA, N. J. M. ; ZOPELARI, A. L. M. S. Etanol: Instituições, Mercado global e competitividade. In: XLV Congresso da

Sociedade Brasileira de Economia, Administração e Sociologia Rural,

2007, Londrina. Anais... Rio de Janeiro: Sober, 2007.

LIN, G.; WEI, L. Laccase and preparation method and special

production strain thereof. CN101880632, depositada em Mai 8, 2009 e publicada em Mai 30, 2012. CHINESE ACAD INST MICROBIOLOGY.

LIN, Y. et al. Modification of corn starch by alpha-amylase and its application at the size press. In: SECOND INTERNATIONAL PAPERMAKING AND

ENVIRONMENT CONFERENCE, PROCEEDING, BOOKS A AND B. Tianjin,

PEOPLES R CHINA. May 14-16, 2008. p.839-842.

LITTHAUER, D. et al. Purification and kinetics of a thermostable laccase from

Pycnoporus sanguineus (SCC 108). Enzyme And Microbial Technology. v.40, n.4, p.563-568, 2007.

LIU, L. e HU, H. The Role Of Cellulose Binding Domains In The Adsorption Of Cellulases Onto Fibers And Its Effect On The Enzymatic Beating Of Bleached

Kraft Pulp. BioResources. v.7, n.1, p. 878-892, 2012.

LONSKY, W.F.W.; NEGRI, A.R. Kimberly Clark CO. Enzymatic Treatment Of

Pulp To Increase Strength. WO03021033, depositada em Ago 29, 2001 e

publicada em Mar 13, 2003.

http://www.plantphysiol.org/content/154/2/449.full#fn-1


303

LOOSVELT, I. Refining. Modifying the Quality of Fiber with Enzymes. Paper

Age. v.9-10, p.20-22, 2009.

LOPES, C.R.A.; CONTADOR, C.F. Análise da Indústria de Papel e

Celulose no Brasil. ANFPC, 1995, p.6-7.

LOPES, F. J. F.; SOUZA, H. T. (2010). Etanol de segunda geração:

desafios e oportunidades. Agronegociar.com, 16 mar. 2010. Disponível em: http://hts3.info/index.php/artigos-2/77-etanol-de-segunda-geracao-

desafios-e-oportunidades. Acesso em 15 Jun. 2012.

LOS ALRIK, P. et al. Host Cell Capable Of Producing Enzymes Useful For

Degradation Of Lignocellulosic Material. WO2011098577, depositada em

Fev 11, 2010 e publicada em Ago 18, 2008. DSM IP ASSETS BV.

LUISA, M. et al. Use of laccase for bleaching pulps and treatment of effluents.

ACS Symposium Series. v.655, p.197-206, 1996.

LUMIAINEN, J. Papermaking. Part 1, Stock Preparation and Wet End,

fing.edu.uy. Chapter 4. Refining of chemical pulp. 2000, 59p.

LUMME, M.S.; MANSFIELD, S.D.; SADDLER, J.N. The effects of hydrolytic

enzyme treatments on three British Columbian interior fir kraft pulps differing in their initial fiber coarseness. Wood and Fiber Science. v.31, n.4, p.385-

393, 1999.

LUND, M.; FELBY, C. A Process For Production Of Paper Materials With

Improved Wet Strength. WO0068500, depositada em Mai 6, 1999 e

publicada em Nov 16, 2000. NOVO NORDISK AS.

LUND, M.; FELBY, C. Process for treating pulp with laccase and a mediator to increase paper wet strength. US6610172, depositada em

Mai 6, 1999 e publicada em Ago 26, 2003. NOVOZYMES AS.

LUO, Q. et al. Effect of Xylanase Modification on Pulp and Paper Properties of

Masson Pine Mechanical Pulp. Adv. Materials Research. v.396-398,

p.1375-1378. DOI 10.4028/www.scientific.net/AMR.396-398.1375, 2011.

LUO, Q. et al. Effects of Enzymatic Modification of Masson Pine Mechanical

Pulp on Fiber Morphology and Pulp Properties. Applied Mechanics and Materials. v.117-119, n.1593, p.1593-1596, 2011. DOI

10.4028/www.scientific.net/AMM.117-119.1593, 2011.

LUTHI, E. et al. Cloning, sequence analysis, and expression of genes

encoding xylan-degrading enzymes from the thermophile Caldocellum

saccharolyticum. Appl. Environ. Microbiol. v.56, n.4, p.1017-1024. 1990.

LYND, L. R.; WEIMER, P. J.; VAN, Z.Y.L.; W. H.; PRETORIUS, I. S. Microbial

cellulose utilization: fundamentals and biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. v.66, n.3, p.506-577, 2002.

MACDONOUGH, T. J. Recent advances in bleached chemical pulp

manufacturing technology. Part I: Extended delignification, oxygen

delignification, enzyme applications and ECF and TCF bleaching. Tappi J.

v.78, n.3, p.55-62, 1995.

http://hts3.info/index.php/artigos-2/77-etanol-de-segunda-geracao-desafios-e-oportunidades

http://hts3.info/index.php/artigos-2/77-etanol-de-segunda-geracao-desafios-e-oportunidades


304

MACIEL, M.J.M.; SILVA, A.C.; RIBEIRO, H.C.T. Industrial biotechnological

applications of ligninolytic enzymes of basidiomycota: A review. Eletronic

Journal of Biotechnology. v.13, n.6. p.1-13, 2010.

MADHAVAN, A. et al. Bioconversion of lignocellulose-derived sugars to

ethanol by engineered Saccharomyces cerevisiae. Critical Reviews In Biotechnology. v.32, n.1, p.22-48, 2012.

MADLALA, A.M. et al. Xylanase-induced reduction of chlorine dioxide

consumption during elemental chlorine-free bleaching of different pulp types.

Biotechnology Letters. v.23, n.5, p.345-351, 2001.

MAEDA, R.N. Produção de celulases por Penicillium funiculosum em

fermentação submersa de bagaço de cana pré-tratado e sua aplicação na produção de etanol de segunda geração. 2010. 197p. Tese

(dissertação de doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e

Bioquímicos) - Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro –

UFRJ, Rio de Janeiro, RJ. 2010.

MAGNUSON, J. et al. Methods And Compositions For Degradation Of

Lignocellulosic Material. WO2008008793, deposited em Jul 10, 2006 e Out 9, 2008. DYADIC INTERNAT INC.

MAHESHWARI, R. et al. Thermophilic Fungi: Their Physiology and Enzymes.

Microbiol. Mol. Biol. Rev. v.64, v3, p.461-488, 2000.

MAITI, B.; WHITMIRE, D. Xylanase molecular size, pulp pore-structure and

pulp delignification. Chem. Eng. Commun. v.162, p.169-178, 1997.

MÄKI, O.; MANNINEN, M. Cartonboard Trends and Value Through Innovation.

In. Proceedings of the PRIMA Conference, April 2012, Helsinki, FI, 2012.

9p.

MALIK, S. Laboratory Scale Comparison of Enzymatic Versus Chemical

Deinking of Inkjet Printed Paper. Journal of Pure and Applied Microbiology. v.5, n.1, p.281-285, 2011.

MALMGREN, K. Hydrolysis of resin in pulp. SE503797, depositada em Jan

10, 1990 e publicada em Set 9, 1996. SCA PULP AB.

MALONE, L.A. (2012). Non-Target Risks Assessement of Genetically

Engineered Pine Trees with Altered Lignin. ISB News Report, April/May

2012. p.1-5.

MANSFIELD, S.D. et al. Modification of Douglas-fir mechanical and kraft pulps

by enzyme treatment. Tappi Journal. v.79, n.8, p.125-132, 1996.

MANSFIELD, S.D. et al. Physical characterization of enzymatically modified

kraft pulp fibers. Journal of Biotechnology. v.57, n.1-3, p.205-216, 1997.

MANSFIELD, S.D.; DICKSON, A.R. The effect of selective cellulolytic treatments of softwood pulp on sheet consolidation. Appita Journal. v.54.

n.2, p.239-244, 2001.


305

MANSFIELD, S.D. et al. The effects of recombinant Cellulomonas fimi β-1,4-

glycanases on softwood Kraft pulp fibre and paper properties. Progress in

Biotechnology. v.21, p.301-310, 2002.

MANTYLA, A. et al. Production and secretion of proteins of bacterial origin in

filamentous fungi. US2001024815, depositada em Jul 29, 1994 e publicada em Set 27, 2001. ROHM ENZYME FINLAND OU.

MARCHAL, R.; ROPARS, M. Process for producing acetone and butanol

from lignocellulosic compounds. EP0217687, depositada em Ago 26,

1985 e publicada em Jan 16, 1991. INST FRANCAIS DU PETROLE.

MARIYA, B. et al. Molding of Pulp. JP3174079, depositada em Nov 27, 1989

e publicada em Jul 29, 1991. ENSO GUTZEIT OU.

MARKET Research News. Enzymes in Industrial Applications: Global

Markets. Disponível em: <http://www.reportsnreports.com/reports/55370-enzymes-in-industrial-applications-global-markets.html>. Acesso em 20

Fev. 2011.

MARQUES, G. (apud Gutiérrez, 2001, p.50). Valorización de diferentes

cultivos lignocelulósicos para la fabricación de pasta de papel.

Caracterización química, modificación estructural de sus constituyentes orgánicos durante los procesos de cocción y blanqueo

y aplicaciones biotecnológicas. 2010. Tese (dissertação de doutorado).

Universidad de Sevilla, Sevilla, ES, 2010. 299p.

MARTÍNEZ, A.T. Molecular biology and structure-function of lignin- degrading

heme peroxidases. Enzyme Microbial Technol. v.30, p.425-444, 2002.

MARTÍNEZ, D. et al. Genome sequence of the lignocellulose degrading fungus

Phanerochaete chrysosporium strain RP78. Nature Biotechnol. v.22, p.695-700, 2004.

MARTÍNEZ, A.T. et al. Biotechnology for Eucalypt Paper Pulp. In: 5th International Colloquium on Eucalyptus Pulp, May 9-12, Porto Seguro,

Bahia, Brazil, 2011.7p,

MATHRANI, I.M. et al. Dictyoglomus microorganisms and their

xylanolytic enzymes. EP0511933, depositada em Abr 18, 1991 e publicada

em Nov 19, 1992. NOVO NORDISK AS.

MATSUHASHI, M. Bleaching Pretreatment Of Hardwood Chemical Pulp. JP11279968, depositada em Mar 25, 1998 e publicada em Out 12, 1999.

MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

MATSUHASHI, M. Method For Producing Bleached Craft Pulp Reduced

In Occurrence Of Vessel Pick, And Printing Paper By Using The Same.

JP2004060117, depositada em Jul 31, 2002 e publicada em Fev 26, 2004. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

MATSUHASHI, M. Method for Producing Bleached Kraft Pulp Reduced In Occurrence Of Vessel Pick, And Printing Paper By Using The Same.

JP060117, depositada em Jul 31, 2002. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

http://www.sciencedirect.com/science/bookseries/09210423


http://www.reportsnreports.com/reports/55370-enzymes-in-industrial-applications-global-markets.html

http://www.reportsnreports.com/reports/55370-enzymes-in-industrial-applications-global-markets.html


306

MATSUKURA, M. et al. Method for Avoiding Pitch Troubles by Use of

Thermostable Lipase. EP0568599, depositada em Jan 25, 1991 e publicada

em Abr 5, 1995. Novo Nordisk AS e JUJO PAPER CO LTD.

MAUPIN-FURLOW, J.A. et al. Laccases And Multicopper Oxidases (Mcos)

And Their Uses Thereof. WO2010129940, depositada em Mai 8, 2009 e publicada em Abr 7, 2011. UNIV FLORIDA.

MAXIMINO, M.G. et al. Application Of Hydrolitic Enzymes And Refining On

Recycled Fibers. Cellulose Chemistry And Technology. v.45, n.5, p.397-

403, 2011.

MAXIMO, C.; OSTA-FERREIRA, M.; DUARTE, J. (1998) Some properties of

eucalyptus kraft pulp treated with xylanase form Aspergillus niger. World Journal of Microbiology & Biotechnology. v.14, n.3, p.365-367, 1998.

MCBRIDE, J. et al. Production Of Propanols, Alcohols, And Polyols In Consolidated Bioprocessing Organisms. WO2011022651, depositada em

Ago 21, 2009 e publicada em Fev 24, 2011. MCBRIDE, J. et al.

MEAD CORP (Inventor não disponível). Improvements in or relating to

the coating of paper, and apparatus therefor. GB676867, depositada em

Jan 31, 1948 e publicada em Ago 6, 1952.

MEAD CORP (Inventor não disponível). Starch adhesive and process for

its preparation. GB1026444, depositada em Fev 13, 1963 e publicada em Abr 20, 1966.

MEADOWS, D.G.; SYNOVEC, M.M. Economic stability bodes well for Brazilian pulp and paper producers. Tappi J. v.80, p.104-108, 1997.

MENGXUAN, D. et al. Preparation method of xylanase or lignin

peroxidase and application thereof to industrial bleaching field.

CN101857859, depositada em Abr 27, 2010 e publicada em Out 13, 2010.

XIANGMING XIE.

MESSAOUDI, A. et al. Classification of EC. 3.1.1.3 bacterial true lipases using phylogenetic analysis. African Journal of Biotechnology. v.9, n.48,

p.8243-8247, 2010.

METSO. Surface size preparation. Disponível em:

<http://www.metso.com/pulpandpaper/MPwPaperBoard.nsf/WebWID/WTB-

050103-2256F-EE0DB?OpenDocument>. Acesso em Jun 23, 2012.

MEYRS, G.C. et al. “Fungal Pretreatment of Aspen Chips Improves Strength

of Refiner Mechanical Pulp”. Tappi J. v.71, n.5, p.105-108, 1988.

MICIC, M. et al. ZL-DHP lignin model compound at the air – water interface.

Biophysical Chemistry. v.99, p.55-62, 2002.

MILANEZ, A.Y.; FILHO, P.S.C.F; e ROSA, S.E.S. Perspectivas para o etanol brasileiro. BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n. 27, p. 21-38, mar. 2008 .

MILMO, S. (2010). Pulp and paper companies are turning to the chemical industry to help reduce water and energy consumption. ICB.

http://www.metso.com/pulpandpaper/MPwPaperBoard.nsf/WebWID/WTB-050103-2256F-EE0DB?OpenDocument

http://www.metso.com/pulpandpaper/MPwPaperBoard.nsf/WebWID/WTB-050103-2256F-EE0DB?OpenDocument


307

Disponível em: < http://www.icis.com/Articles/2010/06/28/ 9371400/new-

tech-finds growth-in-gloomy-paper-market.html>. Acesso em Fev 28, 2012.

MINNING, S. et al. Lipolytic enzyme variant. US2006229223, depositada

em Jan 10, 2001 e publicada em Fev 6, 2007. Novozymes AS.

MIRZA, S. et al. The use of lipase enzymes in TMP furnish: a practical

perspective. In: 92nd PAPTAC conference, Montreal, CA, Feb.2006.

MISHRA, M.; THAKUR, I.S. Purification, characterization and mass

spectroscopic analysis of thermo-alkalotolerant β-1,4. Endoxylanse from Bacillus sp. And it’s potential for dye decolorization. International

Biodeterioration & Biodegradation. v.65. n.2, p.301-308, 2011.

MONDOU, F. et al. "Cloning of the xylanase gene of Streptomyces lividans".

Gene. v.49, n.3, p. 323-329, 1987.

MONTEBELLO, A.E.S e BACHA, C.J.C. Avaliação das pesquisas e inovações

tecnológicas ocorridas na silvicultura e na produção industrial de celulose no

Brasil. Rev. Econ. Sociol. Rural. v.47, n.2. p.485-517. 2009.

MOON, J.; Liu, Z.L. Engineered NADH-dependent GRE2 from Saccharomyces

cerevisiae by directed enzyme evolution enhances HMF reduction using additional cofactor NADPH. Enzyme And Microbial Technology. v.50, n.2.

p.115-120, 2012.

MORAES, S. et al. Assembly of Xylanases into Designer Cellulosomes

Promotes Efficient Hydrolysis of the Xylan Component of a Natural

Recalcitrant Cellulosic Substrate. MBIO. v.2, n.6, p.1-11, 2011.

MORAIS, F.A.B. (2011). Utilização da Biomassa de Eucalipto para a Produção de Indústria de Celulose e Papel. 2011. Tese (dissertação de

mestrado). Araraquara, São Paulo. UNIARA – Centro de Universitário de

Araraquara, 2011, 45p.

MOREIRA, M. T.; FEIJOO, G.; CANAVAL, J.; LEMA, J. M. Semipilot-scale

bleaching of Kraft pulp with manganese peroxide. Wood. Sci. Technol. v.37, p.117-123, 2003.

MORENO, et al. Different laccase detoxification strategies for ethanol production from lignocellulosic biomass by the thermotolerant yeast

Kluyveromyces marxianus CECT 10875. Bioresource Technology. v.106,

p.101-109, 2012.

MOSIER, N.S. et al. Process For Preparing Enriched Glucan Biomass

Materials. WO2011047039, depositada em Out 13, 2009 e publicada em Abr 21, 2011. PURDUE RESEARCH FOUNDATION.

MOSIER, N.S. et al. Tissue-specific biomass recalcitrance in corn stover pretreated with liquid hot-water: Enzymatic hydrolysis (part 1).

Biotechnology And Bioengineering. v.109, n.2, p.290-397, 2012.

MULIN, G. Preparation method and application of high-strength

corrugated board cold glue. CN102190982, depositada em Mar 29, 2011 e

publicada em Set 21, 2011. MA ANSHAN SHANYING CARTON PAPER CO LTD.

http://www.icis.com/Articles/2010/06/28/%209371400/new-tech-finds%20growth-in-gloomy-paper-market.html

http://www.icis.com/Articles/2010/06/28/%209371400/new-tech-finds%20growth-in-gloomy-paper-market.html

http://www.freepatentsonline.com/y2006/0229223.html

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852411017196




308

MUNK, N. Process For Preparing A Lignocellulose-Based Product, And

Product Obtainable By The Process. WO9717492, depositada em Nov 8,

1995 e publicada em Mai 15, 1997. NOVO NORDISK AS e MUNK NIELS.

MURASHIMA, K. et al. Endoglucanase nce5 and cellulase preparations

containing the same. US2005143275, depositada em Mai 22, 2000 e publicada em Nov 21, 2006. MURASHIMA, K. et al.

MURTHY, P.S.; NAIDU, M.M. Production and Application of Xylanase from

Penicillium sp Utilizing Coffee By-products. Food And Bioprocess

Technology. v.5, n.2, p.657-664, 2012.

NAGAR, S. et al. Hyper production of alkali stable xylanase in lesser duration

by Bacillus pumilus SV-85S using wheat bran under solid state fermentation. New Biotechnology. v.28, n.6, p.581-587, 2011.

NAKADA, K. et al. Preparation Of Coating Liquid Of Developable Sheet For Pressure Sensitive Copying Paper. JP58175691, depositada em Abr

8, 1982 e publicada em Mai 19, 1992. SHIZUOKA PREFECTURE e SANWA

DENBUN KOGYO KK.

NAKAMURA, H. et al. Method of deinking waste paper using cellulase

without lowering paper strength and method of evaluating the same. US2005121156, depositada em Set 14, 2000 e publicada em Nov 20, 2007.

NAKAMURA HIROFUMI et al.

NAKAMURA, K. Bleaching Of Chemical Pulp. JP11107181, depositada em

Set 29, 1997 e publicada em Abr 20, 1999. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

NAKAMURA, K. Method For Producing Chemical Pulp Treated With

Enzyme. JP2004149948, depositada em Out 30, 2002 e publicada em Mai

27, 2002. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

NAKAMURA, S. et al. Thermophilic alkaline xylanase from newly isolated

alkaliphilic and thermophilic Bacillus sp. Strain TAR-1. Biosci. Biotechnol. Biochem. v.58, p.78-81, 1994.

NAKAMURA, Y. Production Of Paper Coating Solution. JP1156595,

depositada em Dez 15, 1987 e publicada em Jun 20, 1989. SANYO

KOKUSAKU PULP CO.

NAKANE, A. et al. Zygomycetes-derived endoglucanase enzyme lacking

cellulose-binding domain. US2004043400, depositada em Nov 21, 2000 e publicada em Nov 4, 2008. NAKANE, A. et al.

NAKASHIMA, T. et al. Preparation Of Starch Polyvinyl Alcohol Graet Copolymer Having Reduced Viscosity. JP55089306, depositada em Dez

26, 1978 e publicada em Out 9, 1987. NIPPON STARCH REFINING.

NAKAZATO, T. Size Press Liquid Composition. JP1162895, depositada em

Dez 21, 1987 e publicada em Jun 27, 1989. SANYO KOKUSAKU PULP CO.

NC-IUBMB. Classification and Nomenclature of Enzymes by the

Reactions they Catalyse. Disponível em:


309

<http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/rules.html>. Acesso em 18

Fev. 2011. 2011.

NC-IUBMB. Nomenclature Committee of the International Union of

Biochemistry and Molecular Biology. Disponível em:<

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/>. Acesso em 25 de Junho 2012. 2012.

NEVES, M. F; e CONEJERO, M.A. Sistema Agroindustrial da Cana: Cenários e

agenda Estratégica. Economia Aplicada, São Paulo, v. 11, n. 04, p. 587-

604. 2007.

NGUYEN, Q.A.; SADDLER, J.N. An Integrated Model For The Technical And

Economic-Evaluation Of An Enzymatic Biomass Conversion Process. Bioresource Technology. v.35, n.3, p.275-282, 1991.

NGUYEN, Q.A. Tower reactors for bioconversion of lignocellulosic material. US5888806, depositada em Jan 10, 1997 e publicada em Mar 30,

1999. NGUYEN QUANG A.

NGUYEN, X.N. Integrated process for separation of lignocellulosic

components to fermentable sugars for production of ethanol and

chemicals. US2008057555, depositada em Set 5, 2006 e publicada em Fev 23, 2010. Detentor não disponível.

NIELSEN, J.B. et al. An Enzyme And Enzyme Preparation With Endoglucanase Activity. CA2201871, depositada em Out 6, 1994 e

publicada em Dez 6, 2055. NOVO NORDISK AS.

NISHIBASHI, H. et al. Printing Ink Composition. JP2005105156,

depositada em Set 30, 2003 e publicada em Jan 27, 2010. DAINIPPON INK &

CHEMICALS.

NISHIE, H. et al. Printing Ink Composition. JP2003286430, depositada em

Mar 28, 2002 e publicada em Out 10, 2003. DAINIPPON INK & CHEMICALS.

NISHINO, F. et al. Bleaching And Modification Of Chemical Pulp. JP9031880, depositada em Jul 17, 1995 e publicada em Fev 4, 1997.

MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

NISHINO, F. Regeneration Of Waste Paper. JP9241985, depositada em

Mar 6, 1996 e publicada em Set 16, 1997. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

NISHINO, F. Treatment Of Chemical Pulp With Acidic Bleaching White

Water, And Printing Paper Or Coating Paper. JP11279968 , depositada

em Mar 25, 1997 e publicada em Set 21, 1997. MITSUBISHI PAPER MILLS LTD.

NOJIRI, M. et al. Method For Producing Ethanol. JP2008092910, depositada em Out 10, 2006 e publicada em Ago 24, 2011. FORESTRY &

FOREST PRODUCTS RES.

NOVAES, E. et al. Lignin and Biomass: a negative correlation for wood

formation and lignin content in trees. Plant Physiology. v.154, p.554-561,

2010.

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/rules.html%3e.%20Acesso%20em%2018%20Fev.%202011

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/rules.html%3e.%20Acesso%20em%2018%20Fev.%202011

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/


310

NREL – NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (2007). Biomass

Research – What is a Biorefinery? Disponível em <

http://www.nrel.gov/biomass/biorefinery.html>. Acesso em 31 Agosto 2011.

OECD - ORGANIZATION FOR ECONOMIC COOPERATION AND DEVELOPMENT.

The Application of Biotechnology to Industrial Sustainability. Organization for Economic Cooperation and Development. OECD Publications,

France, 2001.148p.

OHIRA, Y.; YAESAWA, T. Method For Deinking Old Printed Paper.

JP8127989, depositada em Out 28, 1994 e publicada em Mai 21, 1996.

HONSHU PAPER CO LTD.

OKADA, H.; WADA, M. Modified Starch. JP10120703, depositada em Ago 27, 1996 e publicada em Mai 12, 1998. OJI PAPER CO.

OLIVEIRA, C.; MULLER, F.; SEGATO, M. Aplicações de enzimas em produtos de limpeza. In: Trabalhos de graduação do grupo de processos

biotecnológicos da UFSC. Florianópolis: Universidade Federal de Santa

Catarina, 2004. Disponível em:

<http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_grad2004/detergente/enzimas_produtos_limpeza.htm>. Acesso em: 31 Ago. 2011.

OLIVER, K. et al. Mannanases. US2008064064, depositada em Jul 18, 2006

e publicada em Mar 13, 2008. Direvo Biotech AG.

ORNL – OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY (2009). Overcoming Plant

Recalcitrance. Supercomputers tackle biofuel production problems.

Disponível em: < http://www.scidacreview.org/0905/html/biofuel.html>. Acesso em 25 Junho 2012.

OSKSANEN, T. et al. Treatment of recycled kraft pulps with Trichoderma reesei hemicellulases and cellulases. Journal of Biotechnology. v.78, n.1,

p.39-48, 2000.

OSTEN, C.V.D.; SCHUELEIN, M. Alkaline cellulases. US5912157,

depositada em Mar 8, 1994 e publicada em Jun 15, 1999. Novo Nordisk AS.

OTSU, Y. et al. Method For Producing Starch Glue Solution, Starch Glue

Solution, And Coated Paper Prepared By Coating Or Impregnation

With The Starch Glue Solution. JP2010270273, depositada em Mai 25, 2009 e publicada em Dez 2, 2010. OJI PAPER CO.

OW, S.K. et al. Regeneration Of Waste Paper Of Corrugated Fiberboard

With Improved Drainage Of Regenerated Paper Stock. JP2001003286,

depositada em Jun 22, 1999 e publicada em Jan 9, 2001. KOREA RES INST

OF CHEM TECHNOL.

OZORIO, E.G. Indústria de Papel e Celulose: Estudo de Caso da Implantação da VCP Florestal no Extremo Sul do Rio Grande do Sul.

Dissertação (monografia apresentada à Universidade Federal de Santa

Catarina), Florianópolis, 2007. 58p.

http://www.nrel.gov/biomass/biorefinery.html

http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_grad2004/detergente/enzimas_produtos_limpeza.htm

http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_grad2004/detergente/enzimas_produtos_limpeza.htm

http://www.scidacreview.org/0905/html/biofuel.html


311

PAICE, M.G.; JURASEK, L. Removing hemicellulose from pulps by specific

enzyme hydrolysis. Journal of Wood Chemistry and Technology. v.4,

n.2, p.187, 1984.

PAICE M.G.; BERNIER, R.; JURASEK, L. Viscosity-Enhancing Bleaching Of

Hardwood Kraft Pulp with Xylanase from a Cloned Gene. Biotech. and Bioeng. v.32, p.235-239, 1988

PAICE, M.G. et al. Mechanism of hemicellulose-directed prebleaching of kraft

pulps. Enzyme Microb. Tech. v.14. p. 272-276, 1992.

PAICE, M.G. e BOURBONNAIS, R.E. Non-chlorine bleaching of kraft pulp.

US5691193, depositada em Fev 25, 1993 e publicada em Nov 25, 1997. Pulp

and Paper Research Institute of Canada.

PAICE, M.G. e ZHANG, X. Find Their Niche. Pulp And Paper Magazine

Canada. v.106, n.6, p.17-20, 2005.

PALOHEIMO, M. et al. Novel laccase capable by single treatment, in

suitable conditions, of increasing lightness of desized denim at least or above as many units as sodium hypochlorite, useful for e.g.

treating denim, removing stains and bleaching pulp. FI118339,

depositada em Set 21, 2004 e publicada em Out 15, 2007. AB ENZYME OY.

PAPES, F.; ARRUDA, P. Polynucleotides, DNA Constructs and Methods

for the Alteration of Plant Lignin Content and/or Composition. WO2006017920, depositada em Ago 18, 2004 e publicada em Jun 7, 2007.

ALELLYX SA; PAPES, F.; ARRUDA, P.

PAPPAN, K. et al. Systems To Reduce Recalcitrance Of Cellulosic

Biomass And Increase Yields Of Fermentable Sugars. WO2011160050,

depositada em Jun 18, 2010 e publicada em Jun 28, 2012. EDENSPACE SYSTEMS CORP.

PARK, H.S. et al. A Deinking Material Mixed Enzyme. KR20080009788, depositada em Jul 25, 2006 e publicada em Jan 30, 2008. CHEONG SAN

CHEMICAL CO LTD.

PARK, J.; PARK, K. Improvement of the physical properties of reprocessed

paper by using biological treatment with modified cellulose. Bioresource

Technology. v.79, n.1, p.91-94, 2001.

PARK, S. et al. Surface and pore structure modification of cellulose fibers through cellulose treatment. Journal of applied polymer science. v.103,

n.6, p.3833-3839, 2007.

PAVAN, P.C. Desenvolvimento do processo de biopolpação de

eucalipto em escala piloto para a produção de polpas

termomecânicas e quimotermomecânicas. 2008. Tese (dissertação de doutorado) - Universidade de São Paulo, São Paulo. Escola de Engenharia de

Lorena da Universidade de São Paulo, SP, 2008. 150p.

PAVAN, P.C. Processo industrial de biopolpação de eucalipto para a

produção de polpas termomecânicas e quimotermomecânicas.

http://apps.webofknowledge.com.ez29.periodicos.capes.gov.br/full_record.do?product=UA&search_mode=GeneralSearch&qid=2&SID=4DGe322EBmkmHJ188kd&page=1&doc=1


http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=0&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20071015&CC=FI&NR=118339B1&KC=B1





312

BRPI0801220, depositada em Mar 20, 2008 e publicada em Nov 3, 2009.

MELHORAMENTOS PAPÉIS LTDA.

PEASE, J.K. et al. Enzymatic press felt treatment. US20040194903,

depositada em Jul 12, 2002 e publicada em Dez 11, 2007. Honeywell ASCA.

PEDERSEN, D.E. et al. Two components biocidal process. US4684469,

depositada em Mai 17, 1983 e publicada em Ago 4, 1987. Ecolab Inc.

PEDERSEN, L.S. et al. Process for increasing the charge on a

lignocellulosic material. US6187136, depositada em Fev 8, 1996 e publicada em Fev 13, 2001. NOVO NORDISK AS.

PENG, F.H. et al. Method of producing mechanical pulp and the mechanical pulp thus produced. US2005241785, depositada em Set 6,

2002 e publicada em Nov 3, 2005. Stora Enzo AB.

PENIDO, J.L. Geração de Valor. In: BRACELPA, Relatório de

Sustentabilidade 2010. São Paulo, SP, 2010. 46p.

PERE, J. et al. Process for preparing and treating mechanical pulp with

an enzyme preparation having cellobiohydralase and endo-β-

glucanase activity. US5865949, Mar 3, 1993 e publicada em Fev 2, 1999. Valtion Teknillinen.

PERE, J. Biotechnological modification of biomass-derived components. BuBio

Workshop, Joint Research 7.10.2010. VTT Technical Research Centre of

Finland. 2010. 23p. Disponível em: <

http://www.forestcluster.fi/d/sites/forestcluster.fi/files/sites/www.forestcluster.fi.d/files/Intro_4_Pere.pdf>. Acesso em 5 Abril 2012.

PEREIRA JR, N. Enzimas. Apresentação realizada na Aracruz Celulose S.A,

com caráter confidencial, 2007.

PEREIRA JUNIOR, N. Lignocellulosic Biomass For The Production Bioethanol

Within The Concept Of Biorefinery. In: Bio Refineries; Recent Advances

and Future Challenges. November 10-12, 2010. Rio de Janeiro, RJ, 2010. 38p.

PETER, R. et al. Manufacture of xylonic acid. AU2010224767, depositada em Mar 18, 2009 e publicada em Out 6, 2011. TEKNOLOGIAN

TUTKIMUSKESKUS VTT.

PHILIPPIDIS, G.P. et al. Cell Mass from Fermenters as Nutrient Source

in Biomass-to-Ethanol Conversion. WO9429475, depositada em Jun 11,

1993 e publicada em Dez 22, 1994. MIDWEST RESEARCH INST.

PHILLIPS, C.M. et al. Cellobiose Dehydrogenase and a Copper-Dependent

Polysaccharide Monooxygenase Potentiate Cellulose Degradation by Neurospora crassa. ACS CHEMICAL BIOLOGY. v.6, n.12, p.1399-1406,

2011.

PHILLIPS, R, et al. High Consistency Enzymatic Hydrolysis For The

Production Of Ethanol. US2012036768, depositada em Nov 21, 2008 e

publicada em Fev 16, 2012. North Caroline State University.

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=inassignee:%22Ecolab+Inc.%22

http://www.forestcluster.fi/d/sites/forestcluster.fi/files/sites/www.forestcluster.fi.d/files/Intro_4_Pere.pdf

http://www.forestcluster.fi/d/sites/forestcluster.fi/files/sites/www.forestcluster.fi.d/files/Intro_4_Pere.pdf


313

PILATE, G. et al. Field and pulping performances of transgenic trees with

altered lignification. Nature Biotechnology. v.20, p.605-612, 2002.

PISCITELLI, A. et al. Fungal laccases: Versatile tools for lignocellulose

transformation. Comptes Rendus Biologies. v.334, n.11, p.789-794, 2011.

POLAINA, J.; MACCABE, A.P. Industrial enzymes. Structure, Function

and Applications. Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, CSIC, Valencia, Spain, 2007. 633p.

POLIZELI, M et al. Xylanases from fungi: properties and industrial applications. Appl. Microb. And Biotech. v.67, n.5, p.557-591, 2005.

POURQUIE, J.; CASTELLI, M. Process for the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic substrates with reuse of the cellulases. FR2608625,

depositada em Dez 19, 1986 e publicada em Mar 16, 1990. INST FRANCAIS

DU PETROLE.

POURQUIE, J. e WARZYWODA, M. Enzyme composition adapted to the

hydrolysis of polysaccharides of a lignocellulosic substrate, its preparation and its use. EP0448430, depositada em Mar 19, 1990 e

publicada em Jan 10, 1996. INST FRANCAIS DU PETROLE.

PRADE, R.A. e WANG, H. Thermocellulases For Lignocellulosic

Degradation. US2011183381, depositada em Jul 9, 2008 e publicada em Jul

28, 2011. UNIV OKLAHOMA STATE.

PRADE, R.A.; SQUINA, F.M. Thermohemicellulases For Lignocellulosic

Degradation. US2012040410, depositada em Jan 19, 2009 e publicada em Fev 16, 2012. UNIV OKLAHOMA STATE.

PRAKASH, P. et al. Production of alkaliphilic, halotolerent, thermostable

cellulase free xylanase by Bacillus halodurans PPKS-2 using agro waste:

single step purification and characterization. World Journal of

Microbiology & Biotechnology. v.28, n.1, p.183-192, 2012.

PRASHANT, S. et al. Down-regulation of Leucaena leucocephala cinnamoyl CoA reductase (LlCCR) gene induces significant changes in phenotype,

soluble phenolic pools and lignin in transgenic tobacco. Plant Cell Reports.

v.30, n.12, p.2215-2231, 2011.

PRITI, K. et al. High level expression of a novel beta-mannanase from

Chaetomium sp exhibiting efficient mannan hydrolysis. Carbohydrates Polymers. v.8, n.1, p.480-490, 2012.

PROCESS FLOWSHEETS. Smal scale papermaking process. Disponível em: http://processflowsheets.blogspot.com.br/search/label/ paper.

Acesso em Jun 23, 2012.

QIN, M. et al. Deinking Technique for news bogus paper through

enzyme. CN1563567, depositada em Abr 8, 2004 e publicada em Mar 8,

2006. SHANDONG LIGHT IND COLLEGE.

http://processflowsheets.blogspot.com.br/search/label/paper.%20Acesso%20em%20Out%2020

http://processflowsheets.blogspot.com.br/search/label/paper.%20Acesso%20em%20Out%2020


314

QIN, M. X. Method for improving mechanical wood pulp fibre

performance. CN1786339, depositada em Nov 18, 2005 e publicada em Out

289, 2010. SHANDONG COLLEGE OF LIGHT INDU.

QINGHUA, X. et al. Application of cation nano microcrystalline cellulose

as paper reinforcing agent. CN102080346, depositada em Nov 25, 2010 e publicada em Dez 28, 2011. SHANDONG INST LIGHT INDUSTRY.

RAETTOE, M. et al. A Method For Treating Biofilm And Other Slime

Products With Endo-Beta-1,2-Galactanase. WO0123534, depositada em

Set 29, 1999 e publicada em Abr 5, 2001. VALTION TEKNILLINEN.

RAGHUKUMAR, C. et al. Xylanases of marine fungi of potential use for

biobleaching of paper pulp. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. v.31, n.9, p.433-441, 2004.

RAJAGOPALAN, G.; KRISHNAN, C. Alpha-amylase production from catabolite derepressed Bacillus subtilis KCC103 utilizing sugarcane bagasse hydrolysate.

Bioresour. Technology. v.99, n.8, p.3044-3050, 2008.

RAKKOLAINEN, M. et al. Carboxymethyl Cellulose Treatment As a Method to

Inhibit Vessel Picking Tendency in Printing of Eucalyptus Pulp Sheets. Ind.

Eng. Chem. Res. v.48, n.4, p.1887-1892, 2007.

RALPH, J. et al. NMR characterization of altered lignins extracted from

tobacco plants down-regulated for lignification enzymes cinnamylalcohol dehydrogenase and cinnamoyl-CoA reductase. PNAS. v.95, n.22, p.12803-

12808, 1998.

RAO, J.L.U.M.; SATYANARAYANA, T. Improving production of

hyperthermostable and high maltose-forming α-amylase by an extreme

thermophile Geobacillus thermoleovorans using response surface methodology and its applications. Bioresour. Technology. v.98, n.2, p.345-

352, 2007.

RASMUSSEN, G. et al. Cellulase Preparation Comprising Endoglucanase

Enzyme. JP2001057894, depositada em Mai 9, 1990 e publicada em Set 30,

2002. NOVO NORDISK AS.

RATNAM, R. et al. Method for purification of chlorinated sucrose

derivatives by solvent extraction. GB2441917, depositada em Jun 1, 2005 e publicada em Mar 19, 2008. PHARMED MEDICARE PVT LTD.

RATO, M. et al. Potential Of Enzymes For Wood Debarking. Tappi Journal.

v.76, n.2, p.125-128, 1993.

RATO, M. et al. Pectinases in wood debarking. Progress In Biotechnology.

v.14, p.979-982, 1996.

RATTO, M. et al. Strains degrading polysaccharides produced by bacteria

from paper machines. Applied Microbiology and Biotechnology. v.57,

n.1-2, p.182-185, 2001.

RAVALASON H. et al. Laccase/HBT and laccase-CBM/HBT treatment of

softwood kraft pulp: impact on pulp bleachability and physical properties.


315

Bioresource Technology. v.115. p.1-35, 2012. doi:

10.1016/j.biortech.2012.06.077, 2012.

RAVANEL, S. et. al. The specific features of methionine biosynthesis and

metabolism in plants. Proceedings of the National Academy of Sciences

(PNAS). v.95, n.13, 1998. p.7805-7812

REID, I. Bleaching kraft pulps with white-rot fungi. In: Environmentally Friendly Technologies for the Pulp and Paper Industry. Ed Young, R. e

Akhtar, M. New York, John Wiley and Sons, 1998. p. 505-514.

RETSINA, T.; PYLKKANEN, V. Ahlcool Sulfite Biorefinery Process.

WO2011044378, depositada em Out 09, 2009 e publicada em Abr 14, 2011.

AMERICAN PROCESS INC.

REZENDE, C.A. et al. Chemical and morphological characterization of

sugarcane bagasse submitted to a delignification process for enhanced enzymatic digestibility. Biotechnology For Biofuels. v.4, n.1, p.18-54,

2011.

RICHARDSON, T. et al. Enzymes For The Treatment Of Lignocellulosics,

Nucleic Acids Encoding Them And Methods For Making And Using

Them. MX2009008129, depositada em Jan 30, 2007 e publicada em Mar 17, 2010. VERENIUM CORP.

RISI. World Pulp & Paper Recovered Paper Forecast - Excerpt. April 2008. 4p.

ROCHEFORT, D.; LEECH, D.; BOURBONNAIS, R. Electron transfer mediator systems for bleaching of paper pulp. Green Chem. v.6, p.14–24, 2004.

ROHM & HAAS (Inventor não disponível). Stabilized partially hydrolyzed

starch pastes. GB543433, depositada em Out 19. 1939 e publicada em Fev

25, 1942.

RONCERO, M.B. et al. Use of xylanase in the totally chlorine-free bleaching of

eucalyptus kraft pulp. In: Symposium on Enzymes for Pulp and Paper Processing, at the ACS National Meeting. New Orleans, USA, 1996.

ROPARS, M. et al. In Situ Production Of Furfural In A Controlled Amount In An Alcohol Production Unit From A Lignocellulosic

Biomass. WO2010130889, depositada em Mai 15, 2009 e publicada em Fev

24, 2011. IFP ENERGIES NOUVELLES.

ROPARS, M.; AYMARD, C. Method for Producing Alcohols and/or

Solvents from Lignocellulosic Biomass with Acid Recycling Of Solid Residues. WO2010130888, depositada em Mai 15, 2009 e publicada em Fev

24, 2011. IFP ENERGIES NOUVELLES.

ROSENBERG, E. e SHOHAM, Y. alpha -L-arabinofuranosidase and

xylanase from Bacillus stearothermophilus NCIMB 40221, NCIMB

40222 or mutant thereof for delignification. US5434071, depositada em Jan 10, 1990 e publicada em Jul 18, 1995. KORSNAES AB; TECHNION RES &

DEV FOUNDATION e UNIV RAMOT.

http://www.sciencedirect.com/science/journal/09608524


316

ROSS, S. et al. Commercialization of biopulping: an energy-saving and

environmentally-friendly technology for the paper industry. In: 2003 TAPPI

Fall Technical Conference: Engineering, Pulping & PCE&I. Atlanta, GA: TAPPI Press, 2003. 7p.

RUSSEL, C.E.V. et al. Second generation ethanol in Brazil: Can it compete with electricity production?. Bioresource Technology. v.102, n.19, p.8964-

8971, 2011.

RYU, J.Y. et al. A method for recycling of old corrugated container

using flotation and enzymatic hydrolysis. EP0967320, depositada em

Jun 27, 1998 e publicada em Mar 23, 2003. KOREA RES INST CHEM TECH.

RYU, J.Y. et al. Flotation-Deinking Method With Improving Yield For Waste Paper. WO2007018368, depositada em Ago 5, 2005 e publicada em

Fev 15, 2007. KOREA RES INST CHEM TECH.

SAKAKI, T. et al. Method For Treating Lignocellulosic Biomass.

JP2006136263, depositada em Nov 12, 2004 e publicada em Jun 1, 2006.

NAT INST OF ADV IND & TECHNOL.

SALEEM, M. et al. Characterization of a thermostable and alkaline xylanase

from Bacillus sp. and its bleaching impacts on wheat straw pulp. World J. Microbiology Biotechnology. v.28, p. 513-522, 2012.

SALMÉN, L. Micromechanical understanding of the cell-wall structure. Plant biology and pathology. v.327, n.9-10, p.873-880. 2004.

SANGHI, A et al. Enhanced production of cellulase-free xylanase by alkaliphilic Bacillus subtilis ash and its application in biobleaching of Kraft

pulp. Bioresources. v.4, n.3, p.1109-1129, 2009.

SANT'ANNA, L.M.M et al. Processo Para A Produção De Etanol A Partir

De Materiais Lignocelulósicos Por Via Enzimática. PI0605017-4,

depositada em Nov 30, 2006 e publicada em Out 19, 2001. PETROLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS.

SA-PEREIRA, A. et al. Rapid production of thermostable cellulase-free

xylanase by a strain of Bacillus subtilis and its properties”. Enzyme and

Microbial Technology. v.30, n.7, p. 924–933, 2002.

SARI, A. et al. Evaluation of vessel picking tendency in printing. Revista o

Papel. v.73, n.1, p.79-85, 2012.

SARKAR, J.M.; COSPER, D.R. Application of enzymes and flocculants for

enhancing the freeness of paper making pulp. US5169497, depositada em Out 7, 1991 e publicada em Dez 8, 1992. Nalco Chemical Company.

SARKAR, J.M.; FINCK, M.R. Method for controlling pitch deposits using lipase and cationic polymer. US5256252, depositada em Jul 15, 1992 e

publicada em Out 26, 1993. Nalco Chemical Company.

SARKAR, J.M.; COSPER, D.R. Cationic anionic polyelectrolytes for

enhancing the freeness of paper pulp. US5423946, depositada em Mar 7,

1994 e publicada em Jun 13, 1995. Nalco Chemical Company.


317

SATO, A. et al. Additive For Paper Manufacturing Use, And Method For

Producing Paper. JP2005068587, depositada em Ago 22, 2003 e publicada

em Mar 17, 2005. SEIKO PMC CORP.

SAVILLE, B. A. Recovery method for immobilized biocatalysts.

US7144716, depositada em Ago 2, 2001 e publicada em Dez 5, 2006. SAVILLE, B.A.

SAWADA, K.; URAKAWA, H.; UEDA, M. Modification of polylactic acid fiber

enzymatic treatment. Textile Research Journal. v.77, n.11, p.901-905,

2007.

SBS (SOCIEDADE BRASILEIRA DE SILVICULTURA). Fatos e Números do

Brasil Floestal.Dezembro de 2008. 92p. Disponível em < http://www.sbs.org.br/FatoseNumerosdoBrasilFlorestal.pdf>. Acesso em 26

Novembro 2012.

SCHUCH, W.; KNIGHT, M.E. Plants Having Reduced Lignin or Lignin of

Altered Quality. CA2005597, depositada em Dez 15, 1988 e publicada em

Jun 15, 1990. SCHUCH, W. e KNIGHT, M.E.

SCHUELEIN, M. et al. Enzyme preparation with endoglucanase activity.

US6071735, depositada em Out 6, 1994 e publicada em Jun 6, 2000. NOVO NORDISK AS.

SCHUELEIN, M. et al. Enzyme preparation with endoglucanase activity. EP1995303, depositada em Out 6, 1994 e publicada em Dez 31, 2008.

NOVOZYMES AS.

SCHUELEIN, M. et al. Novel alkaline cellulases. EP1632557, depositada

em Mar 8, 1994 e publicada em Fev 23, 2011. NOVOZYMES AS.

SCOTT, B.R. et al. Enzymatic Hydrolysis Of Lignocellulosic Feedstocks

Using Accessory Enzymes. MX2010002180, depositada em Ago 30, 2007 e

publicada em Jun 1, 2010. IOGEN ENERGY CORP.

SCOTT, G.M. et al. Recent developments in biopulping technology at Madison, WI. Progress in Biotechnology. v.21, p.61-71, 2002.

SCOTT, G.M. et al. Enzyme Treatment Of Wood Pulp. WO2005103370, depositada em Abr 20, 2004 e publicada em Nov 3, 2005. UNIV NEW YORK

STATE RES FOUND et al.

SENIOR, D.J.; HAMILTON, J. Biobleaching with xylanases brings biotechnology to reality. Pulp and Paper. v.66, n.9, p.111, 1992.

SENIOR, D.J. et al. Selective solubilization of xylan in pulp using a purified

xylanase from Tricoderma hazianum. Biotechnology Letters. v.10, n.12,

p.907, 1988.

SEPAHY, A.A. et al. Cost-Effective Production and Optimization of Alkaline

Xylanase by Indigenous Bacillus mojavensis AG137 Fermented on Agricultural Waste. Enzyme Research, v.2011, p.1-9, 2011. doi:

10.4061/2011/593624.


http://www.sciencedirect.com/science/bookseries/09210423/21

http://dx.crossref.org/10.4061%2F2011%2F593624


318

SERGER, G. E. et al. Modified cellulosic fibers and fibrous webs

containing these fibers. US6146494, depositada em Jun 12, 1997 e

publicada em Nov 14, 2000. Procter and Gamble.

SHAH, A.K. et al. "Xylanase Treatment of

Oxygen-Bleached Hardwood Kraft Pulp at High Temperature and Alkaline pH Levels Gives substantial Savings in Bleaching Chemicals". J. of Pulp and

PaperScience. v.26, n.1, p.8-11, 2000.

SHARMA, M. et al. Purification and characterization of two thermostable

xylanases from Malbranchea flava active under alkaline conditions.

Bioresource Technology. v.101, n.22, p.8834-8842, 2010.

SHARYO, M.H. et al. The recent progress and general status of lipase pitch control technology in Japan. J. Japan Tappi. v.47, n.10, p.1223-1233,

1993.

SHARYO, M.H. et al. Deinking Of Waste Paper By Treatment With

Starch Degrading Enzyme E.G. Amylase. CA2177254, depositada em Nov

23, 1993 e publicada em Out 25, 2005. NOVO NORDISK AS.

SHATALOV, A.S.; PEREIRA, H. Xylanase pre-treatment of giant reed

organosolv pulps: direct bleaching effect and bleach boosting. Industrial Crops and Products. v.25, n.3, p.248-256, 2007.

SHAW, A.J.I.V.; RAJGARHIA, V. Mesophilic And Thermophilic Organisms Modified To Produce Acrylate, And Methods Of Use Thereof.

CA2754470, depositada em Mar 13, 2009 e publicada em Set 16, 2010.

MASCOMA CORP.

SHENGBING, L.; ZHAOQING, L. Preparation method of graft copolymer

for surface sizing. CN102127191, depositada em Dez 24, 2010 e publicada em Jul 20, 2011. JIANGSU FEYMER TECHNOLOGY CO LTD.

SHEWMAKER, C.K.; KRIDL, J.C. Anti-sense regulation of gene expression in plant cells. US5107065, depositada em Ago 30, 1986 e

publicada em Abr 21, 1992. Calgene Inc.

SHIKHA, S.S. Laccase Production and Enzymatic Modification of Lignin by a

Novel Peniophora sp. Applied Biochemistry and Biotechnology. v.166,

n.4, p.1082-1094, 2012.

SHIYUAN, Y. et al. Method for preparing monosaccharide by steam blasting lignocellulosic materials and synchronous hydrolysis with

soluble oligosaccharide. CN101250567, depositada em Abr 16, 2008 e

publicada em Jun 15, 2011. CHINA PETROCHEMICAL CORP.

SHOHAM, Y. et al. Delignification of wood pulp by a thermostable xylanase

from Bacillus stearothermophilus strain T-6. Biodegradation. v.3, p.207-218, 1992.

SHOSEYOV, O. et al. Transgenic Plants Containing Soluble Cell Wall Polysaccharides. WO2008120194, depositada em Mar 29, 2007 e publicada

em Jan 8, 2009. CBD TECHNOLOGIES LTD et al.


319

SHRINIVAS, D. et al. A Highly Thermostable Alkaline Cellulase-Free Xylanase

from Thermoalkalophilic Bacillus sp JB 99 Suitable for Paper and Pulp

Industry: Purification and Characterization. Applied Biochemistry And Biotechnology. v.162, n.7, p.2949-2057, 2010.

SHRINIVAS, P. K. (2008). Industrial Enzymes. Disponível em: <http://ezinearticles.com/?Industrial-Enzymes&id=890345>. Acesso em: 20

fev. 2011.

SHUFORD, C.M. et al. Comprehensive Quantification of Monolignol-Pathway

Enzymes in Populus trichocarpa by Protein Cleavage Isotope Dilution Mass

Spectrometry. J. Proteome Res. v.11, n.6, p.3390–3404, 2012.

SILLERS, W.R. et al. Detoxification Of Biomass Derived Acetate Via Metabolic Conversion To Ethanol, Acetone, Isopropanol, Or Ethyl

Acetate. WO2011140386, depositada em Mai 5, 2010 e publicada em Jan 5,

2012. MASCOMA CORP.

SIMPSON, H.D. et al. (1991). An extremely thermostable xylanase from the

thermophilic eubacterium Thermotoga. Biochem. J. v.277, p.413–417,

1991.

SINGH, A.K.; MUKHOPADHYAY, M. (2012). Overview of Fungal Lipase: A Review. Appl. Bioch. And Biotech. v.166, n. 2, p.486-520, 2012.

SIXTA, H. Handbook of pulp. Ed.by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinh. Austria. 1352p. 2006.

SKALS, P.B.; KRABEK, A.; NIELSEN, P.H.; WENZEL, H. "Environmental assessment of enzyme assisted processing in pulp and paper industry".

International Journal of Life Cycle Assessment. v.13, n.2, p.124-132,

2008

SOMLEVA, M.N. et al. Production Of Polyhydroxybutyrate In

Switchgrass. US2009271889, depositada em Abr 28, 2008 e publicada em Out 29, 2009. METABOLIX INC.

SONG, L. et al. Engineering better biomass-degrading ability into a GH11

xylanase using a directed evolution strategy. Biotechnology For Biofuels.

v.5, n.3, p.1-16, 2012. doi:10.1186/1754-6834-5-3

SOUZA, C.G.M. et al. Effect of pH on the production, activity and stability of

xylanases by Aspergillus tamarii strain. Arquivos de Biologia e Tecnologia. v.40, n.4, p.809-815, 1997.

SOUZA, P.M.; MAGALHÃES, P.O. (2010). Application of microbial α-amylase in industry - A review; Braz. J. Microbiol. v.41, n.4, p.850-861, 2010.

SPANGENBERG, G. et al. (2001).Transgenesis and Genomics in Molecular Breeding of Forage Plants. "Science and Technology:

Delivering Results for Agriculture?". Edited by Barry Rowe, Danny

Donaghy and Neville Mendham. Proceedings of the 10th Australian Agronomy Conference, January 2001, Hobart, Tasmania, 2001.

http://ezinearticles.com/?Industrial-Enzymes&id=890345


320

SPANGENBERG, G.C.; LIDGETT, A.J. Modification of lignin biosynthesis.

US2005091707, depositada em Jun 14, 2000 e publicada em Set 30, 2008

SPANGENBERG, G.C.; LIDGETT, A.J.

SREBOTNIK, E.; JENSEN, K.; KAWAI, S.; HAMMEL, K. Evidence that

Ceriporiopsis subvermispora degrades nonphenolic lignin structure by a one-electron-oxidation mechanism. Appl Environ Microbiol. v.63, p.4435-4440,

1997.

SREBOTNIK, E.; BOISSON, J. N. Peroxidation of linoleic acid during the

oxidation of phenols by fungal laccase. Enzyme Microbial Technol. 36:

785-789, 2005.

STANGE, A. et al. Making paper, board and cardboard of high dry strength. US4940514, depositada em Jul 25, 1987 e publicada em Jul10,

1990. BASF AG.

STEER, B. et al. Glucanases, Nucleic Acids Encoding Them And

Methods For Making And Using Them. US7960148, depositada em Jul 2,

2003 e publicada em Jun 14, 2011. VERENIUM CORPORATION e SYNGENTA

PARTICIPATIONS AG.

STEFFENS, J. et al. Xylanases Active During Pretreatment Of Cellulosic Biomass. WO2012033926, depositada em Set 10, 2010 e publicada em Mar

15, 2012. SYNGENTA PARTICIPATIONS AG.

STEIN HALL MFG CO (Inventor não disponível). Method of joining two or

more surfaces together and adhesive therefor. GB511026, depositada

em Ago 10, 1938 e publicada em Ago 11, 1939.

STEIN HALL MFG CO (Inventor não disponível). A new or improved pre-

gummed hanging material and adhesive therefor. GB532605, depositada em Abr 19, 1939 e publicada em Jan 28, 1941.

STELL, D.A. et al. Compositions and methods comprising alpha-amylase variants with altered properties. US20120045817, depositada

em Abr 1, 2010 e publicada em Fev 23, 2012.

STEPHENS, D.E. et al. Error-prone PCR of a fungal xylanase for improvement

of its alkaline and thermal stability. FEMS Microbiology Letters. v.293, n.1,

p.42-47, 2009.

STICKLEN, M.B. Lignin Reduction and Cellulose Increase in Crop Biomass Via Genetic Engineering. WO2008118385, depositada em Mar

23, 2007 e publicada em Dez 30, 2009. UNIV MICHIGAN STATE e STICKLEN,

M.B.

STUART, E.D.; LATIMER, V.M. Treatment method for fibrous

lignocellulosic biomass using fixed stator device having nozzle tool with opposing coaxial toothed rings to make the biomass more

susceptible to hydrolysis. US5498766, depositada em Dez 17, 1992 e

publicada em Mar 12, 1996. UNIV COLORADO STATE RES FOUND.


321

STUDER, M.H. et al. Lignin content in natural Populus variants affects sugar

release. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (PNAS). v.108, n.15, p.6300-6305,

2011.

SUÁREZ, R. C.; RAMÍREZ, D. D.; LUNA, G. V.; PEÑA, M. R. Fármacos a partir

da lignina do bagaço. In: Manual dos derivados da cana-de-açúcar: diversificação, matérias-primas, derivados do bagaço, derivados do

melaço, outros derivados, resíduos e energia. 1 ed. Em português.

Brasília: IBITI, 1999. Cap. 3,14, 1999. p.135 – 139.

SUBRAMANIYAN, S.; PREMA, P. Cellulase-free xylanases from Bacillus and

other microorganisms. FEMS Microbiology Letters. v.183, p.1-7, 2000.

SUCHY, M. et al. Effects of commercial cellobiohydrolase treatment on fiber strength and morphology of bleached hardwood pulp. Holzforschung. v.63,

n.6, p.731-736, 2009.

SUNG, W.L. et al. Modification of xylanase to improve thermophilicity,

alkophilicity and thermostability. US5866408, depositada em Set 9, 1996

e publicada em Fev 2, 1999. NATIONAL RESEARCH COUNCIL OF CANADA.

SUNNA, A. et al. Glycosyl hydrolases from hyperthermophiles.

Extremophiles. v.1, n.1, p.2-13. 1997.

SUURNAKKI, A.T.M. et al. Effects of Enzymatic Removal of Xylan and

Glucomannan on the Pore Size Distribution of Kraft Fibres. Holzforschung. v.51, n.1, p.27-33. 1997.

SUURNAKKI, A.T.M. et al. Hemicellulases in the bleaching of chemical pulps. In: Adv. Biochem. Eng./Biotechnol. Scheper T. (Ed.). Berlin -

Heidelberg: Springer-Verlag, 1997. v.57, p.261-287.

SWEDISH TRATE COUNCIL BRAZIL, 2006. Disponível em: <

http://www.swedishtrade.se/PageFiles/137145/Fact%20Pack%20-

%20Pulp%20and%20Paper.pdf>. Acesso em: 13 maio 2009.

TAIBI, Z. et al. Purification and Biochemical Characterization of a Highly Thermostable Xylanase from Actinomadura sp Strain Cpt20 Isolated from

Poultry Compost. Applied Biochemistry And Biotechnology. v.166, n.3,

p.663-679, 2012.

TANG, Y.J. et al. Effect of Cellulase Enzyme Treatment on the Pulp Beatability

and Fiber Properties. Advanced Materials Research. v.441, p.746-749, 2012. DOI 10.4028/www.scientific.net/AMR.441.746. 2012.

TECHAPUN, C. et al. Thermostable and alkaline-tolerant microbial cellulase-free xylanases produced from agricultural wastes and the properties required

for use in pulp bleaching bioprocesses: a review. Process Biochemistry.

v.38, n.9, p. 1327-1340, 2003.

TIAM, M. et al. Direct growth of biofilms on an electrode surface and its

application in electrochemical biosensoring. Journal of Electroanalytical Chemistry. v.611, v.2, p.133-139, 2007.

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=ininventor:%22Wing+L.+Sung%22

http://www.degruyter.com/view/j/hfsg.1997.51.issue-1/hfsg.1997.51.1.27/hfsg.1997.51.1.27.xml?format=INT

http://www.degruyter.com/view/j/hfsg.1997.51.issue-1/hfsg.1997.51.1.27/hfsg.1997.51.1.27.xml?format=INT

http://www.swedishtrade.se/PageFiles/137145/Fact%20Pack%20-%20Pulp%20and%20Paper.pdf

http://www.swedishtrade.se/PageFiles/137145/Fact%20Pack%20-%20Pulp%20and%20Paper.pdf


322

TIEN, M.; KIRK, T. K. Lignin-degrading enzyme from the hymenomycete

Phanerochaete chrysosporium burds. Science. v.221, p.661-662, 1983.

TISMA, M. et al. Optimization of Laccase Production by Trametes versicolor

Cultivated on Industrial Waste. Applied Biochemistry And Biotechnology.

v.166, n.1, p.36-46, 2012.

TOLAN, J.S.; OLSON, D.; DINES, R.E. Survey of mill usage of xylanase. In: Enzymes for pulp and paper processing (T.W. Jeffries and L. Viikari,

Eds.). American Chemical Society, 1996. p.45-55.

TOLAN, J.S.; GUENETTE, M. “Using enzymes in pulp bleaching: Mill

applications”. Adv. in Biochem. Eng/Biotech. v.57, p.289-291, 1997.

TOLAN, J.S.; FOODY, B. Method for the use of enzymes in bleaching

paper pulp. US5591304, depositada em Mai 7, 1991 e publicada em Jan 7,

1997. VON KREISLER SELTING WERNER.

TOLAN, J.S. e POPOVICI, C. Improved Method For Bleaching Pulp With

Oxidative Enzymes. CA2349429, depositada Jun 1, 2000 e publicada em Dez 1, 2001. IOGEN CORP.

TOLAN, J.S. et al. Methods Of Xylanase Treatment In Bleaching. WO02057541, depositada em Jan 18, 2001 e publicada em Abr 3, 2003.

IOGEN BIO PRODUCTS CORP.

TOLAN, J.S. et al. Bleaching Stage Using Xylanase With Hydrogen

Peroxide, Peracids, Or A Combination Thereof. WO2003048449,

depositada em Dez 3, 2001 e publicada em Jun 12, 2003. IOGEN BIO-PRODUCTS CORPORATION.

TOLAN, J.S. et al. Modified Method For Mechanical Pulp Production.

CA2541229, depositada em Mar 30, 2005 e publicada em Set 30, 2006.

IOGEN BIO PRODUCTS CORP.

TOLAN, J.S. et al. In Biorefineries-Industrial Processes and Products.

v.1 Ed. Kamm et al., Chapter 9, 2006. p.203.

TOLAN, J.S. et al. Enzyme Compositions For The Improved Enzymatic

Hydrolysis Of Cellulose And Methods Of Using Same. US2009209009, depositada em Jun 22, 2006 e publicada em Ago 20, 2009. IOGEN ENERGY

CORP.

TOLAN, J.S.; FOODY, B. Method For The Production Of A Fermentation

Product From Lignocellulosic Feedstocks. WO2011097711, depositada

em Fev 10, 2010 e publicada em Ago 18, 2011. IOGEN ENERGY CORP.

TORRES, C.E et al. Fluorescent in situ hybridization and flow cytometry as

tools to evaluate the treatments for the control of slime-forming enterobacteria in paper Mills. Applied Microbiology And Biotechnology.

v.78, n.5, p.889-897, 2008.

TRAEFF, K. L. et al. Genetically engineered yeast and mutants thereof

for the efficient fermentation of lignocellulose hydrolysates.


323

US6410302, depositada em Abr 20, 1998 e publicada em Jun 25, 2002.

FORSKARPATENT I SYD AB.

TROUGHTON, N. et al. Process for bleaching a pulp in a sequence

including an enzyme stage. US5645686, depositada em Out 22, 1993 e

publicada em Jul 8, 1997. SOLVAY INTEROX.

TSAI, M.T. et al. Paper For Common Use In Color Inkjet Recording And Color Electrophotographic Transfer. WO2006057063, depositada em Nov

29, 2004 e publicada em Jun 1, 2006. PT PABRIK KERTAS TJIWI KIMIA T.

U.S. CENSUS BUREAU 2008. Industry Statistics Sampler. Data for

NAICS code 322110 (pulp mills). Disponível em:

<http://www.census.gov/econ/census02/data/industry/E322110.HTM>. Acesso em: 25 Abril 2010.

UCHIDA, Y.; FUKUNAGA, N. Method For Producing Bleached Pulp. JP2001303469, Abr 25, 2000 e publicada em Out 31, 2001. PROUTER AND

GAMBLE. Oji Paper CO.

UENO, H. et al. Pitch Attachment-Preventing Agent. JP2080686,

depositada em Jul 29, 1988 e publicada em Dez 17, 1997. SAN NOPCO KK.

ULBER, R.; SELL, D. White biotechnology. Advances in biochemical

engineering biotechnology. Springer-Verlab Berlin Heidelberg. v.105, p.1-

30. 2006.

VALE, R.S. Agrossilvicultura com o eucalipto como alternativa para o

desenvolvimento sustentável para a Zona da Mata de Minas Gerais. 2004. Tese (dissertação de doutorado) – apresentada à Universidade Federal

de Viçosa, MG, 2004. 115p.

VALLS, C. et al. New xylanases to obtain modified eucalypt fibres with high-

cellulose content. Bioresource Technology. v.101, n.19, p.7439-7445,

2010.

VALLS, C. et al. Performance of new and commercial xylanases for ECF and TCF bleaching of eucalyptus kraft pulp. Wood Science and Technology.

v.45, n. 3, p.433-488, 2011.

VAN HAUTE, E. Biodispersant and enzyme treatments. A new approach to

deposit control on paper machines. In: Proceedings of the 53rd APPITA

Annual Conference. ROTORUA, NEW ZEALAND. v.1-2, 1999. p.575-579.

VAN, D.L.J.M.; AEHLE, W. Novel Amylolytic Enzymes Derived From the

B. licheniformis Alpha -Amylase, Having Improved Characteristics. WO9535382, depositada em Jun 17, 1994 e publicada em Fev 1, 1996. GIST

BROCADES BV.

VANDERBILT CO R T (Inventor não disponível). Improvements in

adhesives and paper sizings. GB532044, depositada em Ago 13, 1938 e

publicada em Jan 16, 1941.

VANDERBILT CO R T (Inventor não disponível). Improvements in pigments.

GB606045, depositada em Jun 16, 1945 e publicada em Ago 5, 1948.

http://www.census.gov/econ/census02/data/industry/E322110.HTM

http://www.freepatentsonline.com/JP02080686.html


324

VANHOLME, R. et al. Lignin engineering. Current Opinion in Plant Biology.

n.11, p.1–8, 2008.

VEHMAANPERA, J. et al. Treatment of cellulosic material and enzymes

useful therein. TW200801195, Dez 22, 2005 e publicada em Jan 1, 1998.

ROA L OY.

VEHMAANPERAE, J. et al. Actinomadura xylan sequences and method of use. US5935836, depositada em Jun 6, 1995 e publicada em Ago 10, 1999.

VERHOEF, R. et al. Methylobacterium sp isolated from a Finnish paper machine produces highly pyruvated galactan exopolysaccharide.

Carbohydrate Research. v.338, n.18, p.1851-1859, 2003.

VICENTIM, M.P.; e FERRAZ, A. Enzyme production and chemical alterations

of Eucalyptus grandis wood during biodegradation by Ceriporiopsis

subvermispora in cultures supplemented with Mn2+, corn steep liquor and glucose. Enzyme and Microbial Technology. v.40, p.645–652, 2007.

VICUNA, R.; YEBER, M.C.; OSSES, M. Bleaching of radiate pine kraft pulp with the enzone process. Journal of Biotechnology. v.42, n.1, p.69-73,

1995.

VIIKARI, L. et al. Bleaching with Enzymes. IN: Third International

Conference in Biotechnology in the Pulp and Paper Industry. 1986.

Stockholm, Sweden, 66-69.

VIIKARI, L. et al. Method for the debarking of logs. CA2033141,

depositada em Dez 27, 1989. Publicada em Jun 28, 1991.

VIIKARI, L. et al. Xylanases in bleaching: From an idea to the industry. FEMS Microb. Rev. v.13, p.335-350, 1994.

VIJAY, F.B.; TOLAN, J. Recovery of inorganic salt during processing of lignocellulosic feedstocks. CN1964767, depositada em Abr 13, 2004 e

publicada em Ago 31, 2011. IOGEN ENERGY CORP.

VILLARREAL, H.G. Assessment and Enhancement of the Performance of

the Pulp Washing Operation in Kraft Mills. 2011. Tese (dissertação de

mestrado), Montreal, CA. Université de Montréal. École Polytechecnique de Montréal. CA, 2011. 131p.

VISSER, J. et al. Novel Fungal Carbohydrate Hydrolases. WO2012027374, depositada em Ago 23, 2010 e publicada em Mar 1, 2012.

DYADIC INTERNAT USA INC.

VLASENKO, E. et al. Methods for degrading lignocellulosic materials.

US2009215128, depositada em Jan 16, 2004 e publicada em Mai 17, 2011.

NOVOZYMES INC.

VOITH PAPER. Specialty papers. Twogether. Special Issue, December 2008. 52p.

VOLPATO, G. et al., (2009). Produção, purificação e imobilização de lipases de Staphylococcus warneri EX17 produzidas em glicerol. Tese


325

(dissertação de Doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Disponível em: <http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/15543>. Acesso

em 18 Fev.2011.

WAALLBERG, P. et al. System Of Chemicals And Method For Deinking Of

Waste Paper. WO9732076, depositada em Fev 27, 1996 e publicada em Set 4, 1997. BIM KEMI AB.

WAKAI, M.; OHIRA, Y. Preparation Of Bleached Kraft Pulp And Paper

Produced From The Pulp. JP7279078, depositada em Abr 5, 1994 e

publicada em Out 24, 1995. HONSHU PAPER CO LTD.

WALLACE, J.T. An Enzymatic Fiber Modification Method for Enhancing

Tissue Properties. MSc thesis. NSCU, 2006. 102p.

WALTER, M.H. Expression of Genes in Transgenic Plants. WO9324638,

depositada em Mai 29, 1992 e publicada em Dez 9, 1993. ZENECA LTD e WALTER MICHAEL HERBERT.

WANG, J.Y. Method for reducing slime production and mixture making the same. US7520960, depositada em Out 18, 2002 e publicada em Abr 21,

2009. Yuen Foong Yu Paper Mfg. Co. Ltd.

WANG, J. et al. A new xylanase from thermoalkaline Anoxybacillus sp E2 with

high activity and stability over a broad pH range. World Journal of

Microbiology & Biotechnology. v.26, n.5, p. 917-924, 2010.

WANG, J. et al. An alkali-tolerant xylanase produced by the newly isolated

alkaliphilic Bacillus pumilus from paper mill effluent. Molecular Biology Reports. v.37, n.7, p.3297-3302, 2010.

WANG, D. et al. Maximum Saccharification of Cellulose Complex by an

Enzyme Cocktail Supplemented with Cellulase from Newly Isolated

Aspergillus fumigatus ECU0811. Applied Biochemistry And


WANG, X.H. et al. Enzymatic Deinking Technologies. Treatment Of Wood Chips Using Enzymes. WO2007035481, depositada em Set 16, 2005

e publicada em Mar 29, 2007. ENZYMATIC DEINKING TECHNOLOGIE et al.

WANG, X.H. et al. Treatment of Pulp Stocks Using Oxidative Enzymes

to Reduce Pitch Deposition. US2007261806, depositada em Mai 9, 2006 e

publicada em Nov 15, 2007. Enzymatic Deinking Technologies.

WANG, X.H. et al. Method Of Increasing Enzyme Stability And Activity

For Pulp And Paper Production. US20100170646, depositada em Jan 6, 2009 e publicada em Jul 8, 2010. ENZYMATIC DEINKING TECHNOLOGIES.

WANG, X.H. et al. Use Of 1,3-Selective Lipases For Pitch Control In Pulp And Paper Processes Formulations. US2010269989, depositada em

Abr 28, 2009 e publicada em Out 28, 2010. ENZYMATIC DEINKING

TECHNOLOGIES.

http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/15543%3e.%20Acesso%20em%2018%20Fev.2011

http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/15543%3e.%20Acesso%20em%2018%20Fev.2011

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=19951024&DB=EPODOC&locale=en_EP&CC=JP&NR=7279078A&KC=A&ND=4

http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=19951024&DB=EPODOC&locale=en_EP&CC=JP&NR=7279078A&KC=A&ND=4

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=inassignee:%22Yuen+Foong+Yu+Paper+Mfg.+Co.+Ltd.%22


326

WARZYWODA, M. et al. Process for producing cellulolytic enzymes.

US4762788, depositada em Nov 29, 1983 e publicada em Ago 9, 1988. INST

FRANCAIS DU PETROLE.

WATANABE, T.I. et al. Method For Saccharifying Lignocellulosic Plant

Material. JP2007097585, depositada em Set 8, 2005 e publicada em Fev 1, 2012. NISSHIN FLOUR MILLING INC e UNIV KYOTO.

WEINER, D. et al. Xylanases, nucleic acids encoding them and methods

for making and using them. US8043839, depositada em Fev 14, 2006 e

publicada em Out 25, 2011. Verenium Corporation

WHITAKER, D. R. Cellulases. In: The Enzymes. v.5. Academic Press, 3rd.

Ed. London. 1971, p.237-290.

WHITMIRE, D.R.; MAITI, B. Enzyme Aided Removal Of Color From Wood

Pulps. WO9844189, depositada em Mar 31, 1997 e publicada em Out 8, 1998. WHITMIRE, D.R.

WIATR, C.L. Application of multiple enzyme blend to control industrial slime on equipment surfaces. US5071765, depositada em Mar 13, 1989 e

publicada em Dez 10, 1991. Nalco Chemical Company

WIGSTROM, W.J.S. et al. A high-throughput solid phase screening method

for identification of lignocellulose-degrading bacteria from environmental

isolates. Biotechnology Letters. v.34, n.1, p.81-89, 2012.

WILKERSON, C. et al. Feruloyl-CoA:Monolignol Transferase.

WO2012012741, depositada em Jul 23, 2010 e publicada em Jan 26, 2012. UNIV MICHIGAN STATE et al.

WILLIAMS, D.P. et al. Alkalitolerant xylanases. US6140095, depositada

em Dez 24, 1993 e publicada em Out 31, 2000. DSM N.V.

WINTERHALTER, C. et al. Identification of a novel cellulose-binding domain

within the multidomain 120kDa xylanase XynA of the hyperthermophilic

bacterium Thermotoga maritima. Mol Microbiol. v.15, n.3, p.431-444, 1995b.

WINTERHALTER, C.; LIEBL, W. Two extremely thermostable xylanases of the hyperthermophilic bacterium Thermotoga maritima MSB8. Appl Environ

Microbiol. v.61, n.5, p.1810-1815, 1995a.

WIZANI, W. et al. New cellulase-free xylanase enzyme - produced by

culturing Thermomyces lanuginosus on lignocelluloses. DE4017522,

depositada em Mai 31, 1990 e publicada em Dez 5, 1991. CHEMIE LINZ DEUTSCHLAND.

WONG, K.K.Y; TAN, L.; SADDLER, J.N. Multiplicity Of Beta-1,4-Xylanase In Microorganisms - Functions And Applications. Microbiol. Rev. v.52, p305-

317, 1988.

WONG, K.K.Y.; SADDLER, J.N. Trichoderma xylanase, their properties and

purification. Crit. Rev. Biotechnology. v.12, n.5-6, p.413-435, 1992.




327

WONG, K. K. Y. et al. Mechanisms of xylanase aided bleaching of kraft pulp.

Part 1: Process parameters. Appita J. v.50, n.5, p. 415-422, 1997.

WONG, K.K.Y.; MANSFIELD, S.D. Enzymatic processing for pulp and paper

manufacturing – a review. Appita J. v.52, n.6, p.409-418, 1999.

WU, H.; PEI, J.; WU, G.; SHAO, W. Overexpression of GH10 endoxylanase

XynB from Thermotoga maritima in Escherichia coli by a novel vector with potential for industrial application. Enzyme Microbial Technol. v.42,

p.230–234, 2008.

WYMAN, C.E.; KUMAR, R. Enzymatic Hydrolysis Of Cellulosic Biomass

Through Enhanced Removal Of Oligomers. US2011201084, depositada

em Jul 25, 2008 e publicada em Ago 18, 2011. UNIV CALIFORNIA.

WYMELENBERG, A.V. et al. Computational analysis of the Phanerochaete

chrysosporium v2.0 genome database and mass spectrometry identification of peptides in ligninolytic cultures reveal complex mixtures of secreted

proteins. Fungal Genetics Biol. v.43, p.343–356, 2006.

XAVIER, A.M.R.B. Tratamento de efluente de produção de pasta Kraft

por Trametes versicolor. 2007. Tese (dissertação de mestrado) - Univ.

Aveiro. Portugal.

XIANGHUAI, W. Composition for changing and improving property of

fiber surface and paper making method. CN102086611, depositada em Nov 30, 2010 e publicada em Jun 8, 2011. XIANGHUAI, W.

XIAO, H. et al. Confirmation and Elimination of Xylose Metabolism Bottlenecks in Glucose Phosphoenolpyruvate-Dependent Phosphotransferase

System-Deficient Clostridium acetobutylicum for Simultaneous Utilization of

Glucose, Xylose, and Arabinose. Applied And Environmental Microbiology. v.77, n.22, p.7886-7895, 2011.

XIAO, Y.H. Method for producing laccase from recombinant yeast Pp420D. CN1952111, depositada em Abr 19, 2006 e publicada em Set 14,

2011. UNIV ANHUI.

XIAOMIN, F.; YIQIN, L. Paper pulping bleaching and waste water

purification integration technology. CN101597871, depositada em Jun

25, 2009 e publicada em Set 21, 2011. XI AN TONGRUN BIOTECHNOLOGY CO.

XIAOQI, P.; YANHUA, K. Method for synchronously extracting

hemicellulose, cellulose and lignin and reclaiming phenolic acid

compounds. CN101143881, depositada em Out 11, 2007 e publicada em

Mar 16, 2011. YANHUA KONG.

XU, Q. F. Enzymatic deinking method for waste newspaper. CN1763305, depositada em Nov 18, 2005 e publicada em Jan 30, 2008.

SHANDONG INST LIGHT INDUSTRY.


328

XU, Z.F.; CAREY, W. S. Pitch And Stickies Control IN Pulp And

Papermaking Processes. US2008169073, depositada em Nov 6, 2006 e

publicada em Jul 17, 2008. Hercules Inc

YADAV, R.D.; CHAUDHRY, S. Novel application of fungal Phanerochaete sp

and xylanase for reduction in pollution load of paper mill effluent. Journal of Environmental Biology. v.33, n.2, p.223-226, 2012.

YAGUCHI, T.; YAESAWA, T. Deinking Of Printed Waste Paper. JP8120580,

depositada em Out 20, 1994 e publicada em Mai 14, 1996. HONSHU PAPER

CO LTD.

YAMADA, H.; BABA, Y. Production Of High-Strength Paper. JP11107188,

depositada em Out 1, 1997 e publicada em Abr 20, 1999. SEIKO KAGAKU KOGYO CO LTD.

YAMADA, H.; BABA, Y. Readily Disaggregatable Internally Added Paper Strength Enhancing Agent and Production of Readily Disagregatable

Paper or Fibrous Sheet. JP11012979, depositada em Jun 27, 1997 e

publicada em Jul 14, 2004. SEIKO KAGAKU KOGYO CO.

YAMADA, M. et al. Mode of action of cellulases on dyed cotton with reactive

dye. Bioscience Biotechnology and Biochemistry. v.69, n.1, p.45-50, 2005.

YAMADA, M. et al. Morphological observation of partially carboxymethylated cotton by cellulose. Sen-I Gakkaishi. v.61, n.2, p.48-54, 2005.

YAMAZAKI, I. Preparation Of Release Agent. JP59024770, depositada em Ago 2, 1982 e publicada em Fev 8, 1984. YAYOI KAGAKU KOGYO KK.

YANG, B.; WYMAN, C.E. Lignin-blocking treatment of biomass and uses

thereof. US2004185542, depositada em Mar 19, 2003 e publicada em Out

20, 2009. THE TRUSTEES OF DARTMOUTH COLLEGE; YANG, B. e WYMAN,

C.E.

YANG, J.L et al. Methods for enzymatic deinking of waste paper. US6426200, depositada em Set 15, 1994 e publicada em Jul 30, 2002. UNIV

GEORGIA RES FOUND.

YANG, J.L.; ERICKSSON, K.E. Use of hemicellulolytic enzymes as one stage in

bleaching of kraft pulps. Holzforschung. v.46, n.6, p.48-488, 1992

YE, Z.H. Modification of lignin content and composition in plants.

US6441272, depositada em Dez 2, 1998 e publicada em Ago 27, 2002. UNIV

GEORGIA RES FOUND.

YEE, E.; TOLAN, J.S. Three years experience running enzymes continuously

to enhance the bleaching at Weyerhaeuser Prince Albert. Pulp and Paper Canada. v.98, p.T370-T337, 1997.

YEE, E.; APRIL, R.; TOLAN, J.; THIBAULT, L.; WHITE, T.; SUNG, W. “Use Of

An Engineered Xylanase Enzyme To Improve ECF Bleaching At Weyerhaeuser

Prince Albert”. In: Proceedings of the Spring Conference, Canadian


329

Pulp and Paper Association, Technical Section, Pacific Coast and Western

Branches, May 13-16, Jasper, Alberta, 1998.

YIN, C. et al. Effect Of Low Dose Xylanase On Pulp In Prebleach

Treatment Process. WO2012015452, depositada em Nov 11, 2009 e

publicada em Fev 2, 2012. INTERNATIONAL PAPER CO.

YIN, R. “Industry Characteristics and Investment Decisions: Alternative Approach to Pulp and Paper. Production. Tappi J. v.81, p.69-74, 1998.

YONGCHANG, Z. et al. Method for realizing over expression of thermostable laccase gene through location transformation.

CN102061290, depositada em Dez 1, 2010 e publicada em Mai 18, 2011.

NANJING XIANYI GENE TECHNOLOGY CO LTD.

YONGQING, Y. Method of preparing cation painting and coating starch.

CN101509211, depositada em Mar 13, 2009 e publicada em Mai 4, 2011. DONGGUAN HUIMEI STARCH TECHNOL.

YU, E.K.C. et al. Production of thermostable xylanase and cellulase. US4966850, depositada em Jan 21, 1987 e publicada em Out 30, 1990.

FORINTEK CANADA CORP.

YU, X. et al. Process For Treating Lignocellulosic Material.

WO2011082600, depositada em Jan 6, 2010 e publicada em Jul 14, 2011.

ANGEL YEAST CO LTD.

ZAMORA, P.G.P. et al. Imobilização De Peroxidase De Rabanete (Hrp

Vi) Em Vitrocerâmica Porosa À Base De Fosfato De Lítio Titânio E Óxido De Titânio E Sua Aplicação Na Descoloração De Efluentes

Papeleiros. PI9702823 -1, depositada em Set 3, 1997 (não foi publicada).

Universidade Estadual de Campinas – Unicamp.

ZAMOST, B.L.; ELM, D.D. Hemicellulases Produced by Bacillus

stearothermophilus. WO9118976, depositada em Jun 8, 1990 e publicada em Dez 12, 1991. NOVO NORDISK AS.

ZENG, M. et al. Tissue-specific biomass recalcitrance in corn stover

pretreated with liquid hot-water: Enzymatic hydrolysis (part 1).

Biotechnology And Bioengineering. v.109, n.2, p.390-397, 2012.

ZHANG, H. et al. Study on Enzymatic Refining of Unbleached Softwood Kraft

Pulp and its Wet End Chemical Characteristics. In: Research Progress In Paper Industry And Biorefinery (4TH ISETPP). v.1-3, 2010. p.1697-

1700.

ZHANG, J. et al. Thermostable recombinant xylanases from Nonomuraea

flexuosa and Thermoascus aurantiacus show distinct properties in the

hydrolysis of xylans and pretreated wheat straw. Biotechnology For Biofuels. v.4, n.12, p.1-13, 2011.

ZHANG, Y. et al. Characterization of Alkali-tollerant Thermostable Compound Enzyme from Saccharomonospora viridis and its Synergistic Bleaching

Mechanism on Pulp. In: Proceedings of International Conference on

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=ininventor:%22Ernest+K.+C.+Yu%22

http://www.google.com/search?tbo=p&tbm=pts&hl=en&q=inassignee:%22Forintek+Canada+Corp.%22


330

Pulping, Papermaking And Biotechnology 2008: Nanjing, China. ICPPB.,

v.2, 2008. p.148-151.

ZHANG, Y. et al. Characterization of the Alkali-Tolerant Thermostable Enzyme

From Saccharomonospora viridis and its Application in Pulp Bleaching.

Cellulose Chemistry and Technology. v.42, n.8, p.363-369, 2008.

ZHANG, Z. et al. Study On The Refinability Aided Effect Of Trichoderma Reesei Cellulase On Bleached Simao Pine Kraft Pulp. In: Research Progress

In Paper Industry And Biorefinery (4TH ISETPP). v.1-3, 2010. p. 558-

561.

ZHENG, L.S.; Du, Y.M.; ZANG, J.Y. Biobleaching effect of xylanase

preparation from an alkalophilic Bacillus sp on ramie fibers. Biotechnology Letters. v.22, n.17, p.1363-1367, 2000.

ZHOU, Q. et al. Xyloglucan in cellulose modification. Cellulose. v.14, n.6. p.625-641, 2007.

http://www.springerlink.com/content/14v761738027xr05/

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROepqb.eq.ufrj.br/...enzimatica-na-industria-de-celulose-e-papel.pdf · iii INSERÇÃO DA TECNOLOGIA ENZIMÁTICA NA INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL