A demanda pela produção de papel e cartão cresce continuamente em todo o mundo, principalmente na indústria de embalagens. Devido à natureza do papel, ele geralmente requer um revestimento de superfície para impedir a entrada de água, óleo e outras substâncias indesejáveis. Esses revestimentos podem acarretar altos custos financeiros e ambientais. A utilização de materiais de revestimento renováveis ​​que também sejam rentáveis ​​pode apoiar estratégias de sustentabilidade.



Uma nova técnica promissora que utiliza substâncias poliméricas extracelulares (EPS) recuperadas de lodo granular anaeróbico pode oferecer uma abordagem econômica e sustentável para transformar águas residuais em produtos industrialmente valiosos e ajudar a reduzir as emissões de carbono.

Em um estudo publicado em Ciência Ambiental e Ecotecnologia , os pesquisadores revestiram papel usando EPS extraído de vários grânulos anaeróbicos em águas residuais. Essa abordagem melhorou a impermeabilização (65%), bem como a resistência a óleos e graxas, enquanto a microestrutura multicamadas do papel revestido exibiu uma superfície geral mais lisa e menos porosa. Proteínas extracelulares, abundantes em folhas β e espirais aleatórias, desempenham um papel estrutural fundamental no revestimento de papel.

O tratamento biológico baseado em lodo ativado tem sido a abordagem mais amplamente utilizada na remoção dos principais poluentes das águas residuais. No entanto, a eliminação excessiva de lamas representa até 50% dos custos de tratamento de águas residuais e representa um desafio significativo no tratamento de águas residuais.

As estações de tratamento de águas residuais estão a mudar para a recuperação de matérias-primas, transformando-as em potenciais fontes renováveis. O excesso de lama, rico em EPS, torna-se cada vez mais atrativo e contribui para a implementação do paradigma da “biorrefinaria” das estações de tratamento de águas residuais. Biomateriais à base de EPS são alternativas potenciais aos polímeros sintéticos em diversas aplicações, como agricultura, medicina e indústrias de construção, pois possuem polissacarídeos, proteínas e substâncias de ácidos húmicos.

Neste estudo, grânulos anaeróbicos foram coletados de uma estação de tratamento de águas residuais de uma cervejaria e de uma estação de tratamento de águas residuais da indústria de papel. Independentemente das diferentes fontes de lodo, o EPS de ambos os tipos era composto principalmente por proteínas. Os espectros de EEM confirmaram que o triptofano ou componentes semelhantes a proteínas eram as substâncias dominantes, juntamente com componentes semelhantes a húmicos.

A adição de EPS resultou em melhor comportamento à prova de água/gordura. Os melhores resultados foram alcançados com as amostras de EPS provenientes de lodo da indústria de papel, caracterizadas por maior fração de proteínas e teor hidrofóbico do que as demais amostras de EPS. Além disso, as proteínas extracelulares ricas em folhas β e bobinas aleatórias facilitariam um papel estrutural para o revestimento de papel.

Esta pesquisa estabelece pela primeira vez que o EPS derivado de grânulos anaeróbicos apresenta propriedades interessantes de barreira à água quando usado como aditivo para revestimento de papel. Mais importante ainda, do ponto de vista da indústria papeleira, estes EPS aumentam a resistência à penetração e absorção de gorduras. Estes biomateriais recuperados de lodo granular residual fornecem um recurso sustentável para aplicação industrial e prometem realizar uma economia circular e sustentável.

Mais informações: Cuijie Feng et al, Substâncias poliméricas extracelulares como biomateriais de revestimento de papel derivados de lodo granular anaeróbico, Ciência Ambiental e Ecotecnologia (2024). DOI:10.1016/j.ese.2024.100397
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