Biorrefino catalítico do resíduo de reciclagem de bitucas de cigarro

Abstract

A crescente demanda por matéria-prima e a alarmante geração global de resíduos, evidenciada pelos trilhões de bitucas de cigarro (BCs) descartadas anualmente, exigem a busca urgente por soluções inovadoras alinhadas aos princípios da Economia Circular e dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Neste contexto, o conceito de Waste to Chemicals (WtC) surge como uma abordagem estratégica para transformar passivos ambientais em recursos valiosos. Este trabalho apresenta um processo pioneiro e eficaz de biorrefino catalítico, convertendo o Sólido Semelhante à Lignina (SSL) derivado de BCs em insumos químicos e energéticos de alto valor agregado. A metodologia central baseia-se na Hidrogenação Catalítica por Transferência (HCT), empregando níquel Raney como catalisador. Esta escolha demonstrou-se superior não apenas pelo seu baixo custo e alta atividade, mas também pela sua fácil recuperação e reutilização via propriedades magnéticas, superando a dependência de metais nobres. Adicionalmente, a utilização estratégica do isopropanol como solvente doador de hidrogênio revelou-se um diferencial crucial, tornando o processo mais seguro e econômico ao eliminar a necessidade de sistemas pressurizados com H₂ molecular. As análises aprofundadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GCMS), ressonância magnética nuclear (NMR) e termogravimetria (TGA) confirmaram a notável eficiência na conversão do SSL em um bio-óleo complexo e altamente hidrogenado. Os resultados mais impactantes, revelam um bio-óleo com hidrocarbonetos como classe majoritária, atingindo cerca de 90% de sua composição total. Dentro dessa composição de hidrocarbonetos, identificou-se uma fração substancial de hidrocarbonetos ramificados e cíclicos, reminiscentes da nafta de petróleo, que representou até 30% do bio-óleo total, qualificando-o como uma promissora bionafta. A superioridade do processo HCT com isopropanol na desoxigenação, inclusive em comparação à hidrogenação direta com H₂, foi incontestavelmente validada. Este estudo ressalta o vasto potencial das bitucas de cigarro como matéria-prima sustentável, oferecendo uma rota inovadora para a valorização de resíduos e contribuindo significativamente para a minimização da poluição ambiental e o avanço de uma indústria química mais verde, em total sinergia com os pilares da bioeconomia circular.