Co-processamento - Co-processing

Coprocessamento é a utilização de resíduos como matéria-prima, ou como fonte de energia, ou ambos para substituição de recursos minerais naturais (reciclagem de materiais) e combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás ( recuperação de energia ) em processos industriais, principalmente em indústrias intensivas em energia (EII), como cimento , cal , aço , vidro e geração de energia . Os materiais residuais usados ​​para o coprocessamento são chamados de combustíveis e matérias-primas alternativos (AFR).

Conceito de coprocessamento

O coprocessamento é um conceito de desenvolvimento sustentável comprovado que reduz a demanda por recursos naturais, reduz a poluição e o espaço em aterros, contribuindo assim para a redução da pegada ambiental . O coprocessamento também se baseia nos princípios da ecologia industrial , que considera as melhores características do fluxo de informações, materiais e energia dos ecossistemas biológicos, com o objetivo de melhorar o intercâmbio desses recursos essenciais no mundo industrial.

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Figura 1: Tipos de coprocessamento

Em resumo, os benefícios do coprocessamento são:

  • para conservar recursos naturais (não renováveis) de energia e materiais,
  • para reduzir as emissões de gases de efeito estufa, a fim de desacelerar o aquecimento global e demonstrar um impacto positivo nos indicadores ambientais integrados, como a pegada ecológica ,
  • para reduzir os impactos ambientais da extração (mineração ou extração), transporte e processamento de matérias-primas,
  • para reduzir a dependência dos mercados de recursos primários,
  • para economizar espaço em aterro e reduzir a poluição causada pelo descarte de resíduos, e
  • para destruir completamente os resíduos, eliminando potenciais passivos futuros.

O coprocessamento contribui para a competitividade industrial, é uma tecnologia complementar a conceitos como produção mais limpa ou reciclagem e deve ser considerado como alternativa de tratamento dentro de um conceito de gestão integrada de resíduos. Alguns EII oferecem co-processamento como um serviço de gestão de resíduos sustentável . Geralmente, é mais econômico adaptar as instalações existentes de EII do que construir novas capacidades de tratamento de resíduos, reduzindo assim o custo de gestão de resíduos para a sociedade.

A hierarquia de gestão de resíduos (ver figura abaixo) mostra que o coprocessamento é uma atividade de valorização que deve ser considerada após a prevenção e reciclagem de resíduos ; O coprocessamento ocupa uma posição superior nessa hierarquia em comparação com atividades de descarte, como aterro ou incineração.

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Figura 2: Hierarquia de gerenciamento de resíduos

Potencial de coprocessamento

A demanda industrial global por energia é de cerca de 45% da demanda total e as necessidades das indústrias intensivas em energia (EII) são mais da metade da demanda industrial total, em 27%.

Em todo o mundo, resíduos adequados para coprocessamento têm um potencial energético equivalente a quase 20% da energia de combustível fóssil usada pelas usinas EII e a carvão. Em 2030, a taxa de substituição térmica de resíduos pode aumentar para quase 30%. Nos países da UE-25 da Europa, o potencial energético disponível em resíduos representa atualmente quase 40% desta procura e prevê-se que aumente para quase 50% até 2030.

A indústria de cimento da UE já usa mais de 40% de combustíveis derivados de resíduos e biomassa no fornecimento de energia térmica para o processo de fabricação de clínquer cinza. Embora a escolha por esses chamados combustíveis alternativos (AF) seja normalmente direcionada aos custos, outros fatores estão se tornando mais importantes. O uso de AF traz benefícios para a sociedade e para a empresa: as emissões de CO2 são menores do que com os combustíveis fósseis, os resíduos podem ser coprocessados ​​de maneira eficiente e sustentável e a demanda por determinados materiais virgens pode ser reduzida. No entanto, existem grandes diferenças na proporção de AF usada entre os estados membros da União Europeia (UE). Claramente, os benefícios sociais podem ser ampliados se mais Estados membros aumentarem sua participação no AF. Neste estudo, a Ecofys avalia as barreiras e oportunidades para uma maior absorção da FA em 14 estados membros da UE. A Ecofys descobriu que fatores locais restringem o potencial de mercado em uma extensão muito maior do que a viabilidade técnica e econômica da própria indústria de cimento. Neste resumo, eles apresentam as conclusões gerais. As avaliações detalhadas estão disponíveis em estudos de caso separados. Fonte

Aproximadamente 60% dos resíduos que poderiam ser usados ​​para coprocessamento são biomassa e, portanto, neutros em carbono . Desta forma, o coprocessamento oferece um potencial significativo para a redução das emissões de gases de efeito estufa dos combustíveis fósseis. Além disso, desviar fluxos de resíduos industriais de aterros e incineradores sem recuperação de energia contribui para reduzir as emissões gerais de CO 2 quando usado para substituir combustíveis fósseis por meio do coprocessamento (conforme ilustrado na figura abaixo).

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Figura 3: Redução de emissões por meio de coprocessamento

Outros fatores que devem ser considerados durante o coprocessamento de resíduos incluem padrões de qualidade do produto, aspectos de licenciamento e comunicação transparente para obter aceitação pública.

Exemplos de resíduos que podem ser coprocessados

  • Pneus usados

  • Vários resíduos sólidos em barris de plástico

  • Resíduos sólidos triturados

  • Papel contaminado

  • Resíduos médicos (frasco farmacêutico)

  • Casca de arroz

  • Frascos de vidro contaminados

  • Lodo impregnado

  • Lama de tinta

Coprocessamento no desenvolvimento de excipientes farmacêuticos

O coprocessamento é a combinação de dois ou mais excipientes para formar materiais (excipientes coprocessados) de funcionalidade superior e efeitos indesejados limitados. O coprocessamento é uma ferramenta empregada por fabricantes de excipientes farmacêuticos e cientistas de formulação para desenvolver materiais com desempenho superior. O coprocessamento é fundamentalmente baseado na engenharia de partículas que permite a modificação dos Atributos de Material Crítico (CMA) dos excipientes primários. Essas modificações são refletidas no material coprocessado resultante como funcionalidade aprimorada. Os excipientes primários são materiais farmacopéicos estabelecidos.

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