Intensificação de processos a serviço do meio ambiente - degradação quimioenzimática de polietileno tereftalato (PET): hidrólise enzimática de intermediários de PET com lipases comerciais

Abstract

O uso indiscriminado de plásticos e a má gestão de seus resíduos têm levado a uma crescente poluição ambiental, especialmente nos oceanos. O polietileno tereftalato (PET) é um dos polímeros mais utilizados globalmente, devido às suas propriedades mecânicas e térmicas, mas sua resistência à degradação natural o torna um dos principais poluentes plásticos. Este projeto teve como objetivo desenvolver um sistema prático e eficiente para a degradação enzimática de de bis(2-hidroxietil) tereftalato (BHET), um intermediário de PET. Para isso, foram testadas diversas lipases comerciais, destacando-se a lipase de Thermomyces lanuginosus imobilizada em Immobead 150 (TlL-150), que demonstrou alta eficiência na hidrólise de BHET, com conversões superiores a 90% e seletividade para a formação do intermediário mono-(hidroxietil)tereftalato (MHET). O estudo também avaliou a reciclabilidade da TlL-150, que manteve sua atividade catalítica por 10 ciclos consecutivos, demonstrando sua viabilidade para aplicações em maiores escalas. Os resultados obtidos indicam que a utilização de lipases comerciais imobilizadas pode ser uma estratégia de econômica para o desenvolvimento de protocolos biocatalíticos reciclagem enzimática de PET. A obtenção seletiva do intermediário MHET foi particularmente relevante, uma vez que este composto não está amplamente disponível comercialmente. Por fim, o protocolo desenvolvido tem potencial para aplicação em processos químicos de depolimerização do plástico PET, criando-se assim um sistema sequencial ou simultâneo de degradação quimioenzimática deste polímero.

The indiscriminate use of plastics and poor waste management have led to increasing environmental pollution, especially in the oceans. Polyethylene terephthalate (PET) is one of the most widely used polymers globally due to its mechanical and thermal properties. However, its resistance to natural degradation makes it one of the main plastic pollutants. This project aimed to develop a practical and efficient system for the enzymatic degradation of bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET), a PET intermediate. Various commercial lipases were tested, with the immobilized Thermomyces lanuginosus lipase on Immobead 150 (TlL-150) standing out for its high efficiency in BHET hydrolysis, achieving conversions above 90% and selectivity for the formation of the mono-(2-hydroxyethyl) terephthalate (MHET) intermediate. The study also evaluated the recyclability of TlL-150, which maintained its catalytic activity for 10 consecutive cycles, demonstrating its feasibility for larger-scale applications. The results indicate that the use of immobilized commercial lipases can be a cost-effective strategy for developing biocatalytic protocols for enzymatic PET recycling. The selective production of the MHET intermediate was particularly relevant, as this compound is not widely available commercially. Finally, the developed protocol has potential for application in chemical processes of depolymerization of PET plastic, thus creating a sequential or simultaneous system of chemoenzymatic degradation of this polymer.