Caracterização do bagaço de cana-de-açúcar e suas potencialidades para geração de energia e polpa celulósica
DOI:
https://doi.org/10.21829/myb.2022.2812376Palabras clave:
pulpa celulósica, papel, poder calorífico, potencial energéticoResumen
O Brasil é o maior produtor mundial de cana, a partir da qual se obtém o açúcar e o etanol. Porém após o processo produtivo sobram resíduos, entre os quais se destaca o bagaço, que gera milhões de toneladas anualmente. O bagaço pode ser utilizado para várias finalidades, no entanto é importante conhecer suas propriedades e aptidões para realizar o melhor aproveitamento possível. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar as propriedades físicas, químicas e anatômicas do bagaço, bem como seu potencial para geração de energia e produção de polpa celulósica. As avaliações das características e potencialidades do bagaço seguiram as recomendações e normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT], Technical Association of Pulp and Paper Industry [TAPPI] e International Association of Wood Anatomists [IAWA]. Com base nos resultados observou-se baixa densidade aparente (0,048 g/cm3); alto teor de cinzas (5,8%) e extrativos (5,7%), e baixo teor de lignina (24,5%); fibras com comprimento moderadamente longo (1,60 mm), sendo as demais dimensões compatíveis com a madeira de eucalipto; e indicadores anatômicos de qualidade regulares para produção de papel. O bagaço apresenta bom potencial energético in natura, e o tratamento térmico proporciona um ganho significativo neste quesito. Além disso, o bagaço também apresenta bom potencial para produção de polpa celulósica, com rendimentos similares aos relatados para a madeira de eucalipto, porém com maior teor de rejeitos, e menor viscosidade e teor de ácidos hexenurônicos. De forma geral, o bagaço de cana-de-açúcar tem propriedades interessantes e pode ser melhor aproveitado, seja para geração de energia ou produção de polpa celulósica.
Descargas
Citas
Almeida, G., Brito, J. O., & Perre, P. (2009). Changes in wood–water relationship due to heat treatment assessed using micro-samples of Eucalyptus. Holzforschung, 63(1), 80-88. https://doi.org/10.1515/HF.2009.026 DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2009.026
Arias, B., Pevida, C., Fermoso, J., Plaza, M.G., Rubiera, F., & Pis, J.J. (2008). Influence of torrefaction on the grindability and reactivity of woody biomass. Fuel Processing Technology, 89(2), 169-175. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2007.09.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2007.09.002
Assad, L. (2017). Aproveitamento de resíduos do setor sucroalcooleiro desafia empresas e pesquisadores. Ciência e Cultura, 69(4), 13-16. https://doi.org/10.21800/2317-66602017000400005 DOI: https://doi.org/10.21800/2317-66602017000400005
Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT] (1984). NBR-8633: carvão vegetal: determinação do poder calorífico: método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT.
Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT] (1986). NBR 8112: carvão vegetal: análise imediata: método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT.
Banerjee, R., & Pandey, A. (2002). Bio-industrial applications of sugarcane bagasse: a technological perspective. International Sugar Journal, 104(1238), 64-67.
Bassa, A. G. M. C., Silva Junior, F. G., & Sacon, V. M. (2007). Misturas de madeira de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Pinus taeda para produção de celulose kraft através do Processo Lo-Solids®. Scientia Forestalis, 75, 19-29.
Bonassa, G., Schneider, L. T., Frigo, K. D. A., Feiden, A., Teleken, J. G., & Frigo. E. P. (2015). Subprodutos gerados na produção de bioetanol: bagaço, torta de filtro, água de lavagem e palhagem. Revista Brasileira de Energias Renováveis, 4, 144-166. https://doi.org/10.5380/rber.v4i3.44075 DOI: https://doi.org/10.5380/rber.v4i3.44075
Bufalino, L., Protásio, T. P., Couto, A. M., Nassur, O. A. C., Sá, V. A., Trugilho, P.F. & Mendes, L. M. (2012). Caracterização química e energética para aproveitamento da madeira de costaneira e desbaste de cedro australiano. Pesquisa Florestal Brasileira, 32(70), 129-137. DOI: https://doi.org/10.4336/2012.pfb.32.70.13
Carvalho, F. B. P. (2018). Pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar por autohidrólise, com ênfase na reutilização de água [Tese de mestrado, Universidade de Brasília].
Costa, M. M., Mounteer, A. H., & Colodette, J. L. (2001). Ácidos hexenurônicos. Parte I: origem, quantificação, reatividade e comportamento durante a polpação Kraft. O Papel, 62(5), 75-85.
Demirbas, A. (2004). Combustion characteristics of different biomass fuels. Progress in Energy and Combustion Science, 30(2), 219-230. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004
Duarte, F. A. S. (2007). Avaliação da madeira de Betula pendula, Eucalyptus globulus e de híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla destinadas à produção de polpa celulósica kraft [Tese de mestrado, Universidade de São Paulo].
International Association of Wood Anatomists Committee [IAWA] (1989). List of microscopic features for hardwood identification. IAWA Bulletin, 10(3), 220-332.
Klock, U. (2013). Polpa e Papel – Propriedades do papel. Universidade Federal do Paraná. http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasklock/polpaepapel/papelpropriedades2013.pdf
Manimekalai, V., Pavichandran, P., & Balasubramanian, A. (2002). Fibres of Sorghum bicolor (L.) Moench and their potential use in paper and board making. Phytomorphology, 52(1), 61-67.
Mckendry, P. (2002). Energy production from biomass (part 1): overview of biomass. Bioresources Technology, 83(1), 37-46. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3
Mendes, M. G., Gomes, P. A., & Oliveira, J. B. (1982). Propriedades e controle de qualidade do carvão vegetal. Em W. R. Penedo (Ed.), Produção e utilização de carvão vegetal (p. 74-89). Centro Tecnológico de Minas Gerais.
Metcalfe, C. R., & Chalk, L. (1983). Anatomy of the dicotyledons: wood structure and conclusion of the general introduction (2nd ed.). Clarendon Press.
Moutinho, V. H. P, Rocha, J. J. M., Amaral, E. P., Santana, L. G. M. & Águiar, O. J. R. (2016). Propriedades químicas e energéticas de madeiras amazônicas do segundo ciclo de corte. Floresta e Ambiente, 23(3), 443-449. https://doi.org/10.1590/2179-8087.131715 DOI: https://doi.org/10.1590/2179-8087.131715
Nascimento, V. M. (2011). Pré-tratamento alcalino (NaOH) do bagaço de cana-de açúcar para a produção de etanol e obtenção de xilooligômeros [Tese de mestrado, Universidade Federal de São Carlos].
Nisgoski, S. (2005). Espectroscopia no infravermelho próximo no estudo de características da madeira e papel de Pinus taeda L. [Tese de doutorado, Universidade Federal do Paraná].
Nisgoski, S., Muñiz, G. I. B., Trianoski, R., Matos, J. L. M., & Venson, I. (2012). Características anatômicas da madeira e índices de resistência do papel de Schizolobium parahyba (Vell.) Blake proveniente de plantio experimental. Scientia Forestalis, 40(94), 203-211.
Paoliello, J. M. M. (2006). Aspectos ambientais e potencial energético no aproveitamento de resíduos da indústria sucroalcooleira [Tese de mestrado, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”].
Paula, L. E. R., Trugilho, P. F., Napoli, A., & Bianchi, M. L. (2011). Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, 17(2), 237-246. https://doi.org/10.1590/S0104-77602011000200012 DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602011000200012
Pego, M. F. F., Bianchi, M. L., & Veiga, T. R. L. A. (2019). Avaliação das propriedades do bagaço de cana e bambu para produção de celulose e papel. Revista de Ciências Agrárias, 62, 1-11. https://doi.org/10.22491/rca.2019.3158 DOI: https://doi.org/10.22491/rca.2019.3158
Santos, J. R. S. (2012). Estudo da biomassa torrada de resíduos florestais de eucalipto e bagaço de cana-de-açúcar para fins energéticos [Tese de mestrado, Universidade de São Paulo].
Santos, J. R. S. (2020). Caracterização de resíduos madeireiros reprocessados para uso energético [Tese de doutorado, Universidade de São Paulo, Piracicaba].
Segura, T. E. S. (2012). Avaliação das madeiras de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Acacia mearnsii para a produção de celulose kraft pelos processos convencional e Lo-Solids® [Tese de mestrado, Universidade de São Paulo].
Segura, T. E. S. (2015). Avaliação das madeiras de Corymbia citriodora, Corymbia torelliana e seus híbridos visando à produção de celulose kraft branqueada [Tese de doutorado, Universidade de São Paulo].
Segura, T. E. S., Santos, J. R. S., Sarto, C., & Silva, Júnior, F. G. (2016). Effect of kappa number variation on modified pulping of Eucalyptus. BioResources, 11(4), 9842-9855. https://doi.org/10.15376/biores.11.4.9842-9855 DOI: https://doi.org/10.15376/biores.11.4.9842-9855
Shimoyama, V. R. S., & Wiecheteck, M. S. S. (1993). Características da madeira e da pasta termomecânica de Pinus patula var. tecunumanii para produção de papel imprensa. IPEF, 9(27), 63-80.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (2002a). T 211 om-02. Ash in wood, pulp, paper and paperboard:combustion at 525°C. Atlanta: TAPPI.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (2002b). T 222 om-02. Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Atlanta: TAPPI.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (1997). T 204 cm-97. Solvent extractives of wood and pulp. Atlanta: TAPPI.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (1999). T 236 om-99. Kappa number of pulp. Atlanta: TAPPI.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (2004). T 230 om-04. Viscosity of pulp (capillary viscometer method). Atlanta: TAPPI.
Technical Association of The Pulp and Paper Industry [TAPPI] (2007). T 282 pm-07. Hexeneuronic acid content of chemical pulp. Atlanta: TAPPI.
Tostes, L. C. L., Machado, S. R., Carim, M. J. V., & Guimarães, J. R. S. (2013). Morfometria das fibras do sistema radicular de Philodendron bipinnatifidum Schott (Família Araceae; subgênero Meconostigma). Biota Amazônia, 3(3), 15-22. https://doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v3n3p15-22. DOI: https://doi.org/10.18561/2179-5746/biotaamazonia.v3n3p15-22
União da Indústria de Cana-de-Açúcar [Unica] (2021). Produção safra 2019/2020. https://observatoriodacana.com.br/historico-de-producao-e-moagem.php?idMn=32&tipoHistorico=4
Ventorim, G., Oliveira, K. D., Colodette, J. L., & Costa, M. M. (2006). Influência do número kappa, dos ácidos hexenurônicos e da lignina no desempenho da deslignificação com oxigênio. Scientia Forestalis, 71, 87-97.
Vivian, M. A., Modes, K. S., & Caetano, A. P. (2020). Potencial da madeira de Pinus glabra para produção de polpa celulósica. Madera y Bosques, 26(3), e2632058. https://doi.org/10.21829/myb.2020.2632058 DOI: https://doi.org/10.21829/myb.2020.2632058
Vivian, M. A., Segura, T. E. S., Bonfatti Junior, E. A., Sarto, C., Schmidt, F., Silva Júnior, F. G., Gabov, K., & Fardim, P. (2015). Qualidade das madeiras de Pinus taeda e Pinus sylvestris para a produção de polpa celulósica kraft. Scientia Forestalis, 48(105), 183-191.
Vivian, M. A., & Silva Júnior, F. G. (2017). Efeito da antraquinona na curva de cozimento kraft para madeira do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. Pesquisa Florestal Brasileira, 37(92), 457-464. https://doi.org/10.4336/2017.pfb.37.92.1267 DOI: https://doi.org/10.4336/2017.pfb.37.92.1267
Vivian, M. A., Silva Júnior, F. G., Fardim, P., & Segura, T. E. S. (2017). Evaluation of yield and lignin extraction from Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla wood chips with the hydrotropic compound sodium xylenesulphonate (SXS). BioResources, 12(3), 6723-6735. https://doi.org/10.15376/biores.12.3.6723-6735 DOI: https://doi.org/10.15376/biores.12.3.6723-6735
Werther J., Saenger, M., Hartge, E. U., Ogada, T., & Siagi, Z. (2000). Combustion of agricultural residues. Progress in Energy and Combustion Science, 26(1), 1-27. https://doi.org/10.1016/S0360-1285(99)00005-2 DOI: https://doi.org/10.1016/S0360-1285(99)00005-2
Yildiz, S., Gezer, E. D., & Yildiz, U. C. (2006). Mechanical and chemical behavior of spruce wood modified by heat. Building and Environment, 41(12), 1762–1766. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.07.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.07.017
Descargas
Publicado
Cómo citar
-
Resumen565
-
PDF257
-
LENS4
Número
Sección
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Madera y Bosques por Instituto de Ecología, A.C. se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
