Identificação/Identification

Referência/Reference:

PROJ/CI&DETS/CGD/00014

Título/Title:

Valorização de Resíduos Florestais por liquefação (VALRESF)

Área temática/Thematic área:

Engenharias, Tecnologia, Gestão e Turismo

Duração/Duration:

24 meses

Coordenador do projeto/Project Coordinator:

Bruno Esteves

 

 Membros da Equipa

Bruno Miguel de Morais Lemos Esteves

Investigador Responsável

Luisa Paula Gonçalves Oliveira Valente da Cruz Lopes

Membro da Equipa

Idalina de Jesus Domingos

Membro da Equipa

José Vicente Ferreira

Membro da Equipa

 

Outros Membros da Equipa

Ana Paula Augusta Raposo Fernandes

Portugal

Jalel Labidi

Espanha

Nelson Manuel Gomes Pedrosa

Portugal

 

Resumo

Este projeto visa estudar processos de liquefação de baixa temperatura que serão aplicados aos resíduos florestais para explorar o seu potencial na obtenção de misturas liquefeitas com características químicas e funcionais específicas, que levarão ao desenvolvimento e testes de alguns produtos de valor acrescentado. O projeto visa a valorização dos subprodutos da biomassa sob o conceito da biorefinaria e num quadro de economia verde.

Atualmente os subprodutos tais como a estilha, serradura, possuem como principal finalidade a biomassa ou pellets, no entanto o seu escoamento tem revelado uma dificuldade crescente, pelo que é urgente criar novas utilizações. Este deve-se ao baixo valor acrescentado dos produtos o que resulta em baixas margens de comercialização que as variações do custo da matéria-prima podem comprometer. Porém, os resíduos florestais são recursos renováveis que convertidos em misturas líquidas podem posteriormente ser utilizados na produção de produtos de alto valor acrescentado substituíndo os derivados de petróleo para diversas aplicações. Os compostos liquefeitos podem ser separados e utilizados na produção de vários compostos químicos ou ser re-condensados através de técnicas de polimerização convencional para produzir adesivos, plásticos ou polímeros. O objetivo deste projeto é obter um processo de liquefação a baixas temperaturas eficaz para os resíduos referidos e testar possíveis produtos de valor acrescentado que permitam uma maior valorização económica para a empresa parceira.

De modo a atingir os objetivos pretendidos as tarefas seguintes serão executadas:

- Quantificação e caracterização dos resíduos florestais produzidos pela empresa.

- Caracterização química do material inicial.

- Otimização das condições de liquefação.

- Isolamento e caracterização dos vários compostos da mistura liquefeita.

- Elaboração de novos produtos com os materiais liquefeitos.

- Elaboração de uma análise de ciclo de vida para os produtos obtidos.

A equipa do projeto é uma equipa multidisciplinar que inclui especialistas em áreas-chave deste projeto, com um registro de trabalhos científicos publicados. Cada tarefa é supervisionada por alguém com experiência no campo para assegurar uma implementação bem-sucedida dos testes e análise de resultados. O investigador responsável e os outros membros da equipa do IPV desenvolveram estudos recentes sobre a liquefação de materiais lenhocelulósicos (Martins et al. 2013; Esteves et al. 2015; Esteves et al. 2016a; Esteves et al. 2016b), Jalel Labidi da Universidade do País Basco, trabalhou durante décadas com processos de conversão de biomassa tendo publicado 176 artigos em revistas internacionais com Referee (Briones et al. 2011; Briones et al. 2012; Sánchez et al. 2013; Sequeiros et al. 2013; Xu et al. 2014). A análise do ciclo de vida dos produtos será assegurada pelo membro da equipe JVF, que trabalha há vários anos sobre este tema tendo publicado diversos artigos (Ferreira et al. 2014; Ferreira et al. 2016).

Abstract

This project aims to study low-temperature liquefaction processes that are applied to forest residues to explore its potential for liquid mixtures with specific and functional chemical characteristics, that will lead to the development and testing of various value added products. The project aimed at the recovery of by-products of biomass under the biorefinery concept and a framework of green economy.

Currently the by-products such as wood chips or sawdust are only used as biomass or wood pellets for energy purposes, however selling this products has revealed an increasing difficulty, so it is urgent to create new options. This is due to the low added value of the products which results in low marketing margins that variations in the cost of raw material can compromise. These forest residues are renewable resources that converted to liquid mixtures can later be used in the production of high value-added products replacing the petroleum products for various applications. The liquefied compounds can be separated and used in the production of various chemical compounds or be re-condensed through conventional polymerization techniques to produce adhesives, plastics or polymers. The goal of this project is to obtain a low-temperature liquefaction process effective for the forest residues and test possible value added products that allow a greater profitability for the partner company.

In order to achieve the desired objectives the following tasks will be performed:

-Quantification and characterization of forest residues produced by the company.

-Chemical Characterization of the initial material.

-Optimization of liquefaction conditions.

-Isolation and characterization of several compounds of the liquefied mixture.

-Development of new products with the liquefied material.

-Development of a life cycle assessment for the products obtained.

The project team is a multidisciplinary team that includes specialists in key areas of this project, with a record of scientific papers published. Each task is supervised by someone with experience in the field to ensure a successful implementation of the testing and analysis of results. The project coordinator and the other members of the team of IPV have recent studies on liquefaction of lignocelulosic materials(Martins et al. 2013; Esteves et al. 2015; Esteves et al. 2016a; Esteves et al. 2016b), Jalel Labidi from the University of the Basque country, worked for decades with biomass conversion processes (Briones et al. 2011; Briones et al. 2012; Sánchez et al. 2013; Sequeiros et al. 2013; Xu et al. 2014). The life cycle analysis of products will be ensured by the team member JVF, who has been working for several years on this topic and published several articles (Ferreira et al. 2014; Ferreira et al. 2016).