PROPOSTA DE PLANTA PILOTO DE
CELULOSE NANOCRISTALINA INTEGRADA
A UMA FÁBRICA DE POLPA BRANQUEADA
UTILIZANDO SIMULAÇÃO EM ASPEN PLUS
Autores: Caio César Zandonadi Nunes1
, Gabriel Domingues Gonçalves 1
, Guilherme Oliveira Daflon1
,
Thúlio Basílio de Oliveira1
, Walas Xavier Martins Júnior1
, Taís de Araújo Andrade1
, Sarah Botelho Carvalho2
,
Felipe Paixão Cristelli3
, José Mauro de Almeida4
, Fábio de Ávila Rodrigues1
, Deusanilde de Jesus Silva1 1
Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa. Brasil
2
Ajinomoto do Brasil Indústria e Comércio de Alimentos. Brasil
3
CENIBRA S.A. Brasil
4
Departamento de Engenharia Florestal. Universidade Federal de Viçosa. Brasil
RESUMO
A biorrefinaria lignocelulósica tem como objetivo agregar valor aos constituintes da madeira a partir de transformações físicas e químicas para a obtenção de materiais/produtos intermediários ou de bens de consumo que apresentem viabilidade técnica e econômica e que atendam aos requisitos de sustentabilidade social e ambiental. Esses materiais têm o potencial de ampliar a diversidade de produtos, com melhorias aos existentes ou desenvolvimento de novos, para atender às necessidades da sociedade. Dentre os
novos materiais potenciais de base florestal, podem ser citados as ligninas e as nanoceluloses. A obtenção, a modificação e o desenvolvimento de novas aplicações para a lignina, em geral, já são um fato para os grandes grupos produtores de polpa celulósica no Brasil. Entre as nanoceluloses cristalina e fibrilada, essa última vem ganhando mais destaque m termos de aplicação comercial, por apresentar processo relativamente mais simples e de elevado rendimento de produção, fazendo com que esses mesmos grupos a utilizem associada à produção de papéis para ganhos em propriedades
específicas ou para outras aplicações, como na área de cosméticos e farmacêutica. Por outro lado, os estudos visando a
implantação de unidades de celulose nanocristalina (CNC)
em escala comercial são ainda iniciais devido ao seu rendimento baixo e à maior complexidade para a sua obtenção,
quando comparada à fibrilada, apesar de existirem muitos
trabalhos publicados sobre a sua obtenção e suas aplicações,
bem como, algumas plantas pilotos em outros países. Embora 50% a 70% da celulose presente na madeira estejam na forma cristalina, os métodos de isolamento, tanto em escala
de laboratório quanto em escala piloto, alcançam rendimentos baixos, em torno de 25% a 35%. Além disso, o método
mais utilizado para obtenção é a hidrólise com ácido mineral, em especial o ácido sulfúrico, fazendo com que haja geração de grande quantidade de efluente ácido. Dessa forma,
alinhado com o conceito de biorrefinaria, a partir de resultados de estudos preliminares para a obtenção de dispersão
de nanocristais de celulose desenvolvidos experimetalmente e de dados fornecidos pela indústria de celulose e disponíveis na literatura, este trabalho tem como objetivo propor
uma planta piloto para a produção de celulose nanocristalina integrada a uma fábrica de celulose kraft branqueada
de eucalipto, utilizando simulação em Aspen Plus. Adicionalmente, também foram elaboradas análises econômica e
de sensibilidade do aumento da capacidade produtiva da
planta simulada. Para uma capacidade produtiva de 100 kg
CNC/dia, a análise econômica apontou lucro anual de R$
7.973.293 e período de retorno de 1,48 ano, demonstrando
ser um investimento bastante promissor.
Autora correspondente: Deusanilde de Jesus Silva Viçosa, 36570-073, Brasil. Fone: (31) 3612-6628 [email protected]
Palavras-chave: Celulose nanocristalina; ASPEN PLUS;
planta piloto; recuperação do ácido sulfúrico; biorrefinaria.
