Por William Santos de Oliveira* – A mitigação das mudanças climáticas exige a eliminação gradual dos combustíveis fósseis nos setores de aquecimento, energia e transporte. Com o suprimento limitado de biomassa, espera-se que isso leve a uma maior competição por materiais de carbono biogênicos, aumentando o valor econômico dos subprodutos da indústria florestal. No sistema elétrico em particular, um desenvolvimento em direção a altas participações de fontes de eletricidades renováveis dependente do clima, como energia eólica e solar, e suprimento limitado de biomassa motiva a biomassa de frações residuais da indústria florestal seja usada principalmente para de eletricidade durante os picos de alto preço (1).
Nesse contexto, o licor negro, que é gerado em fábricas de celulose, é um recurso altamente relevante. O licor negro que é queimado na caldeira de recuperação, também tem a função de atender às demandas internas de energia de uma fábrica de celulose. O licor negro é um subproduto rico em lignina resultante da separação da celulose da madeira por meio da dissolução da lignina no licor branco (2). A extração de lignina demonstrou ser um método econômico para remover o gargalo representado pela caldeira de recuperação da fábrica de celulose, de modo a aumentar a capacidade de produção de celulose (3).
Nas empresas que contém a planta de extração de lignina, a lignina extraída é usada principalmente como combustível, por exemplo, para substituir combustíveis fósseis em fornos de cal. No entanto, a lignina tem uma ampla gama de outras aplicações, incluindo a substituição de estruturas de carbono fóssil em plásticos e materiais de fibra de carbono. Se os produtos à base de lignina puderem ser vendidos aos preços atualmente aplicáveis às suas contrapartes fósseis, o valor da lignina aumentará consideravelmente (4).
Com preços variáveis de eletricidade, o caso econômico para extração de lignina é fortalecido consideravelmente se a caldeira de recuperação puder operar de forma flexível em resposta a sinais de mercado, utilizando o tanque de armazenamento de licor negro como um buffer. Se há ou não um incentivo econômico para a usina investir em capacidade de extração de lignina além de eliminar o gargalo, ou seja, para vender lignina como um produto, depende da combinação do preço da lignina, preço da eletricidade e custo de investimento para a tecnologia de extração de lignina.
EXTRAÇÃO DE LIGNINA
Geralmente, uma planta de extração de lignina é dividida em duas etapas: etapa de separação, seguida de uma etapa de lavagem. O fluxo de licor negro enviado para a evaporação sofre precipitação, onde seu pH é reduzido usando dióxido de carbono, e a lignina é separada do licor com um filtro de prensa. Na próxima operação, aglomerados de lignina que são na verdade complexos de lignina-carboidrato são filtrados de uma solução rica em álcali. Esta solução, que contém principalmente inorgânicos, é retornada ao circuito de recuperação para a geração de licor verde. Os complexos de lignina-carboidrato são então lavados com uma solução de pH baixo e então desidratada em um segundo filtro de presa (6).
Em resumo, as fábricas de celulose podem tanto reduzir o uso de combustíveis fósseis com o uso da lignina, quanto vender a lignina para outros setores. No Brasil, a empresa Klabin (Telêmaco Borba- PR), com capacidade de produzir uma tonelada de lignina por dia. É importante que as fábricas de celulose incentivem a pesquisa criando centros de tecnologias, voltada ao desenvolvimento de tecnologias e aplicações sustentáveis.
REFERÊNCIA
- M. Akbari, A.O. Oyedun, S. Jain, A. Kumar Options for the conversion of pulp and paper mill by-products in Western Canada. Sustain. Energy Technol. Assess., 26 (2018), pp. 83-92, 10.1016/J.SETA.2017.10.003
- N. Vähä-Savo, et al. Combustion properties of reduced-lignin black liquors. Tappi J., 13 (8) (2014), pp. 81-90, 10.32964/tj13.8.81
- C. Laaksometsä, E. Axelsson, T. Berntsson, A. Lundström. Energy savings combined with lignin extraction for production increase: case study at a eucalyptus mill in Portugal. Clean. Technol. Environ. Policy, 11 (1) (2009), pp. 77-82, 10.1007/s10098-008-0169-0
- R. Nadányi, et al. Lignin modifications, applications, and possible market prices. Energies, 15 (18) (2022), 10.3390/en15186520.
- Simon Ingvarsson, Mikael Odenberger, Filip Johnsson. Lignin extraction in chemical pulp mills: The role of flexible operation. Sustainable Chemistry for the Environment. Volume 7. 2024, 100137, ISSN 2949-8392, https://doi.org/10.1016/j.scenv.2024.100137.
- S. Mesfun, J. Lundgren, C.E. Grip, A. Toffolo, R.L.K. Nilsson, U. Rova. Black liquor fractionation for biofuels production – a techno-economic assessment. Bioresour Technol, 166 (2014), pp. 508-517
*William Santos de Oliveira atua como assistente administrativo na CMPC - Guaíba, trabalhando como terceiro pela TimeNow. É Engenheiro de Produção, formado pela UFRGS, e Técnico de Celulose e Papel, formado pelo Instituto Estadual de Educação Gomes Jardim. Atualmente, está cursando MBA em Gestão de Projetos na USP/Esalq.
