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Obtenção de nanocristais de celulose (CNC) em escala piloto industrial

Processo: 17/00915-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de abril de 2018 - 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Ana Carolina Correa Bibbo
Beneficiário:Ana Carolina Correa Bibbo
Empresa:Bio Nano Indústria e Comércio de Derivados de Celulose Ltda. - ME
Município: São Carlos
Pesq. associados:Cauê Ribeiro de Oliveira ; José Manoel Marconcini ; Luiz Henrique Capparelli Mattoso
Bolsa(s) vinculada(s):18/04432-6 - Obtenção de nanocristais de celulose (CNC) em escala piloto industrial, BP.PIPE
Assunto(s):Hidrólise ácida  Celulose  Nanocristais  Biomassa  Fontes renováveis de energia  Agronegócio 

Resumo

Novos materiais de alto desempenho, provenientes da biomassa, são fundamentais para agregar valor aos produtos do agronegócio brasileiro. No Pacto Nacional da Indústria Química é ressaltada a importância do aproveitamento da biomassa, (por exemplo, os materiais lignocelulósicos) para a sustentação do crescimento da economia. Derivados de celulose com alto desempenho são materiais essenciais para o desenvolvimento econômico do Brasil. Nos últimos anos houve um aumento na busca por materiais provenientes de fontes renováveis e sustentáveis, chamados "green materials". Os nanocristais de celulose (CNC - cellulose nanocrystals) atendem esta expectativa, pois apresentam boas propriedades mecânicas, baixa densidade e alta cristalinidade. Nanocristais de celulose (CNC) são obtidos via hidrólise ácida da celulose, têm dimensões de 2 a 50nm de diâmetro e comprimento desde alguns nanômetros até dezenas de micrômetros, apresentando alta razão de aspecto. Podem ser utilizados para diversas aplicações, tais como: na indústria de papel e celulose, na confecção de papéis especiais e na modificação de superfícies de papéis; em nanocompósitos poliméricos, com aumento de propriedades mecânicas e de barreira; em cosméticos; na indústria química; como reforços mecânicos em tintas, entre outras aplicações. Um dos limitadores atuais no Brasil é a baixa escala de produção deste material, que vem sendo obtido apenas em laboratórios de universidades e centros de pesquisa, na escala de alguns gramas por batelada. Outro aspecto que limita um maior uso deste material é o tempo de obtenção de cerca de 10 dias por batelada de CNC. Para que haja testes em escala industrial com CNC, por indústrias e centros de pesquisa em várias cadeias produtivas, há a necessidade atual de se aumentar a escala de produção para a faixa de quilogramas, juntamente com uma redução do tempo total para a obtenção de CNC. O objetivo deste projeto PIPE fase 1 é pesquisar metodologias para aumento de escala de produção de nanocristais de celulose (CNC) com redução do tempo de sua produção, analisando-se a viabilidade técnico-científica com foco na comercialização de CNC. A metodologia a ser utilizada para a obtenção de CNC será a hidrólise ácida da celulose, conforme literatura e experiência prévia na área da coordenadora. Serão realizadas modificações no processo laboratorial de obtenção de CNC e estudos de redução de operações unitárias do processo laboratorial, sem a perda de qualidade da CNC obtida. Os resultados esperados são a viabilização técnica-científica da produção de CNC, o aumento da escala de produção, com a geração de novos processos industriais e de propriedade intelectual. Estes resultados subsidiarão a sequência deste projeto em um projeto PIPE fase 2. Como impactos deste projeto de pesquisa estão a viabilização de testes de CNC em diversas indústrias (química, papel e celulose, polímeros, tintas, fármacos, cosméticos, defensivos agrícolas, fertilizantes, etc.) e maior suporte às pesquisas em andamento nos centros de pesquisa nacionais, devido à maior oferta de CNC. Novos materiais com desempenho diferenciado e produtos brasileiros com CNC poderão surgir como impacto deste projeto, com agregação de valor de matérias primas de fonte renovável do agronegócio brasileiro, aliados à geração de emprego e renda. (AU)

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