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.

Palavras-chave: Celulose nanocristalina; ASPEN PLUS; 

planta piloto; recuperação do ácido sulfúrico; biorrefinaria.