PROPOSTA DE PLANTA PILOTO DE CELULOSE NANOCRISTALINA

Artigos Técnicos | Artigo Técnico | 29.08.2022
Publicação
PROPOSTA DE PLANTA PILOTO DE 
CELULOSE NANOCRISTALINA INTEGRADA 
A UMA FÁBRICA DE POLPA BRANQUEADA 
UTILIZANDO SIMULAÇÃO EM ASPEN PLUS

O PAPEL vol. 83, N.o 8, pp. 85 - 89 - AUG 2022

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 deusanilde@ufv.br
Palavras-chave: Celulose nanocristalina; ASPEN PLUS; 
planta piloto; recuperação do ácido sulfúrico; biorrefinaria.

Anexos

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