Nanosilica de alta pureza

• Processo: 07/55664-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência: 01 de julho de 2009 - 30 de junho de 2011
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Hebert Luis Rossetto
• Beneficiário: Hebert Luis Rossetto
• Empresa Sede: Inovamat Inovações em Materiais Ltda
• Município: São Carlos
• Bolsa(s) vinculada(s): 09/10300-6 - Nanosílica de alta pureza, BP.PIPE
• Assunto(s): Resíduos agrícolas Sustentabilidade Auto clavagem Parede celular vegetal Celulose Sílica Lignina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Autoclave | Explosao De Vapor | Microcelulose | Nanosilica | Rejeitos Agricolas | Sustentabilidade

Resumo

O projeto tem como objetivo montar e operar uma planta piloto para extrair a nanosílica contida nos rejeitos de plantas gramíneas, mais especificamente, da nanosílica agregada à celulose da parede celular da planta e da casca do arroz. O projeto deriva de estudos realizados a algum tempo do quais resultaram dois trabalhos publicados e duas patentes uma delas aprovada pela FAPESP para registro no exterior. O processo desenvolvido permite extrair a sílica presa à parede celular sem que reaja com os íons dos elementos K, Ca, Mg, Na, P, Al, dos quais os mais significativos em concentração e reatividade com a sílica são os três primeiros. Sabe-se por meio da microscopia eletrônica de transmissão que a sílica presa à celulose está na forma de bastonetes com 10nm de comprimento e ≈ 1,0nm de diâmetro, o que resultaria em um nanosílica com ≈ 500m2/g de área superficial específica. Esse número é muito próximo do obtido experimentalmente com o método que será aplicado no desenvolvimento do projeto aqui proposto. A primeira parte, a mais importante, do método consiste na extração dos compostos inorgânicos outros que não a sílica, assim após essa etapa a casca (ou a planta) fica reduzida somente a sílica, celulose, hemicelulose e grande parte da lignina. Esse processo de separação consiste em tratar a casca embebida numa solução ácida (3,0 a 5,0 % de ácido acético) em uma autoclave em temperaturas superiores a 120°C (quanto mais alta a temperatura mais curto é o tempo desse tratamento), lavagem com água e secagem. Eliminação dos compostos orgânicos por aquecimento ao ar sem que seja ultrapassada a temperatura de 800°C. A sílica de alta pureza assim obtida será desagregada e levada ao estágio final de separação em um meio líquido sofrendo fortes forças de cisalhamento. A planta piloto também será empregada em ensaios que permitam, partindo da casca purificada, obter nanosílica e microcelulose. Para isto será acoplado à autoclave outro compartimento capaz de resistir a altas pressões. O novo compartimento, de menor porte, conterá válvulas que permitam o seu enchimento rápido com o vapor produzido na autoclave e o seu esvaziamento rápido, de forma que se crie uma explosão de vapor quando da abertura da válvula. Assim esperamos separar celulose, lignina e sílica seguindo receitas já descritas na literatura e em patentes. Ainda dentro deste último objetivo pretendemos tratar o bagaço da cana-de-açúcar para gerar conhecimento de natureza tecnológica para geração de MCC e, ainda, aprender a tratar a baixa concentração de sílica nesse material que deverá estar contida na suspensão que sofreu o tratamento de explosão. Consideramos que a exploração da nanosílica deva ser conduzida por uma empresa com profissionais altamente capacitados do ponto de vista técnico-científico. Há cerca de dez anos, quando obtive pela primeira vez a sílica com 480m2/g fiz várias viagens à região produtora de arroz do Rio Grande do Sul, onde tive a oportunidade de conhecer o comportamento conservador e defensivo dos produtores e beneficiadores de arroz. Nessa ocasião fui convidado pela Assembleia Legislativa para dar uma palestra e discutir os aspectos econômicos do aproveitamento da casca quando foi possível demonstrar que a sílica tinha um valor de mercado bem superior ao do grão de arroz. Nestes últimos meses o interesse pelo aproveitamento da casca tem aumentado de forma significativa. Apesar do despertar do interesse ser fundamental é necessário que exista uma planta piloto em operação para que os interessados avaliem de perto os riscos envolvidos no processo e no produto. (AU)