A visão da indústria de celulose e papel é reduzir significativamente as emissões de dióxido de carbono e, ao mesmo tempo, melhorar a eficiência energética e de recursos. Portanto, uma iniciativa europeia desenvolveu uma tecnologia inovadora para a produção de celulose mais verde.

Atualmente, A polpação de madeira para isolar fibras de celulose para a produção de papel usa tecnologias de uso intensivo de energia desenvolvidas há mais de um século que requerem produtos químicos fósseis. Há um consenso geral em relação a processos mais verdes que requerem menos energia, são mais sustentáveis, mas ao mesmo tempo mantêm a eficiência da produção de celulose de alta qualidade. A indústria de celulose e papel pode dar uma grande contribuição para um mundo eficiente em termos de recursos, apoiar os esforços globais em direção a uma bioeconomia de baixo carbono.

Parceiros do projeto PROVIDES, financiado pela UE, desenvolveram uma tecnologia inovadora para madeira e matérias-primas de lignocelulose à base de agroindústria. "Nosso objetivo era atingir 40 por cento de redução de energia e 80 por cento de CO ₂ redução de emissões na indústria de celulose e papel, ″ Explica a coordenadora do projeto, Annita Westenbroek.

Solventes DES

A tecnologia PROVIDES é baseada em solventes eutéticos profundos (DESs), uma nova classe de solventes naturais. Os componentes individuais do DES têm pontos de fusão naturalmente elevados acima de 100 ° C, mas após a mistura, eles formam líquidos de baixa volatilidade à temperatura ambiente.

Descoberto há 15 anos, DESs já foram aplicados em aplicações eletroquímicas. "Apenas cinco anos atrás, foi descoberto que alguns DESs naturais mostram uma solubilidade de lignina muito alta, indicando que eles podem ser usados ​​como novos solventes de polpação. Em nosso projeto, usamos DESs operando em baixa temperatura e pressão atmosférica para isolar a lignina da madeira, para que possamos obter fibras de celulose pura de alta qualidade para a fabricação de papel, ″ Continua Westenbroek.

O projeto PROVIDES desenvolveu mais de cem DESs. Alguns deles demonstraram a capacidade única de dissolver e, portanto, fracionar levemente a madeira. As fibras de celulose geradas eram retas e bem formadas, dando origem a papéis com boa ligação interna e resistência à tração. Os fluxos laterais de lignina e hemicelulose podem ser encaminhados para posterior valorização.

Outra conquista significativa do projeto foi o desenvolvimento dos primeiros DESs hidrofóbicos que aumentaram significativamente o isolamento de componentes da polpa aquosa.

Além de uma tecnologia mais verde

"DES são baseados na natureza, renovável, solventes biodegradáveis ​​e econômicos que nunca foram utilizados na indústria de celulose e papel ou para qualquer outro fracionamento de biomassa antes, ″ Diz Westenbroek. Sem dúvida, a descoberta do DES tem o potencial de revolucionar o processo de polpação, abrindo o caminho para a produção de celulose com energia mínima, emissões e resíduos. Mais importante, espera-se que a implementação desta tecnologia radical na indústria de papel aumente a sustentabilidade por meio da energia-, custo e eficácia de recursos.

Além disso, O DES também pode ser usado para recuperar celulose de resíduos e dissolver tintas e contaminantes em papel para reciclagem. Contudo, existem muitas lacunas tecnológicas que precisam ser preenchidas, para levar essa tecnologia de laboratório para o próximo estágio.

As atividades em curso do consórcio PROVIDES visam otimizar o processo de deslignificação e melhorar a recuperação e reutilização de DES.

Atualmente, os pesquisadores estão se preparando para um estudo de fase piloto para testar o DES em uma escala mais alta e validar os efeitos ambientais e os benefícios climáticos. O impacto ambiental dos resultados do PROVIDES vai além da indústria de papel, já que a lignina pura pode substituir os aromáticos fósseis no setor químico.

Geral, a abordagem PROVIDES visa superar os processos de polpação tradicionais, produzindo produtos da mais alta qualidade com o menor consumo de energia e custo. O objetivo final, Westenbroek conclui, é "implementar comercialmente a inovação tecnológica DES até 2030 para apoiar as metas climáticas da indústria de celulose e papel."