Geração de energia por meio da utilização do licor negro

Autores

  • Hildemar Rikelmy Araújo dos Santos
  • Aldeni Barbosa da Silva
  • Janaina Moreira de Brito
  • Avaetê de Lunetta e Rodrigues Guerra
  • Edmilson Dantas da Silva Filho
  • Orivaldo da Silva Lacerda Júnior

DOI:

https://doi.org/10.34188/bjaerv9n1-018

Palavras-chave:

licor negro, geração de energia, indústria de celulose, bioeconomia, sustentabilidade

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo analisar a relevância do licor negro na produção de energia no contexto da indústria de celulose. A pesquisa possui caráter exploratório e baseou-se em uma revisão bibliográfica sistemática, realizada a partir de fontes acadêmicas e científicas, incluindo livros, artigos, bases de dados como Scopus e SciELO, além de monografias, dissertações e teses. Os resultados evidenciam que o licor negro representa um marco na evolução do setor de celulose, constituindo-se em um resíduo energético com elevado potencial para geração de energia renovável, recuperação de produtos químicos e aplicação como matéria-prima em biorrefinarias. Proveniente do processo de polpação Kraft, o licor negro é uma solução aquosa complexa composta principalmente por lignina dissolvida, carboidratos degradados, produtos da degradação de hemiceluloses e elevada concentração de compostos inorgânicos. Seu elevado poder calorífico, variando entre 12 e 15 MJ/kg de sólidos secos, confere-lhe importância estratégica na redução do uso de combustíveis fósseis para a geração de vapor e eletricidade nas fábricas de celulose. Entretanto, sua utilização apresenta desafios técnicos e ambientais, como incrustações, corrosão em caldeiras e emissão de poluentes atmosféricos, especialmente compostos sulfurados, exigindo sistemas de controle ambiental eficientes. No Brasil, o licor negro consolidou-se como a principal fonte energética do setor de celulose e papel, sendo responsável por mais de 50% da energia consumida nessas indústrias. As perspectivas futuras indicam avanços tecnológicos, como gaseificação, pirólise e otimização das caldeiras de recuperação, capazes de aumentar a eficiência energética e reduzir impactos ambientais. Ademais, o desenvolvimento de processos integrados voltados à obtenção de bioprodutos de alto valor agregado reforça o papel do licor negro como elemento estratégico da bioeconomia e da economia circular, alinhado aos princípios do desenvolvimento sustentável.

Referências

ADAMS, T. N. Kraft Recovery Boilers. Tappi Press. 1997.

BARROS, T. D. Licor negro. 2021. EMBRAPA. AGROENERGIA. Disponível em: https://www.embrapa.br/agencia-de-informacao-tecnologica/tematicas/agroenergia/florestal/licor-negro. Acesso em: 15 abr. 2025.

BAJPAI, P. Biotechnology for Pulp and Paper Processing. Springer. 2012.

BIERMANN, Christopher J. Handbook of pulping and papermaking. 2. ed. San Diego: Academic Press, 1996.

BIORESOURCES. Thermodynamic analysis of black liquor utilization. BioResources, v.15, n.4, 2020.

BRANDÃO, F. O uso do licor negro como fonte de energia para uma indústria de polpa de papel. Acervo Digital UFPR, 2015. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/45031. Acesso em: 28 set. 2025.

BRASIL ENERGIA. A indústria de papel e celulose no Brasil e no mundo: licor negro, um resíduo líquido do processo de cozimento da madeira, é o principal agente da expansão de fontes renováveis na matriz energética setorial. e-Revista Brasil Energia, nº 489, 29 nov. 2024.

CARDOSO, M.; GONÇALVES, C. R. S.; OLIVEIRA, E. D.; PASSOS, M. L. A. Caracterização do licor negro de eucalipto de indústrias brasileiras. Congreso Iberoamericano de Investigación en Celulosa Y Papel. 7 p., 2000. Disponível em: https://www.eucalyptus.com.br/artigos/outros/2000_Licor_negro_eucaliptos.pdf. Acesso em: 08/07/2025.

CANAL ENERGIA. Brasil alcança a marca de 19,57 GW provenientes da cogeração. Canal Energia, 2022. Disponível em: https://www.canalenergia.com.br/noticias/53202743/brasil-alcanca-a-marca-de-1957-gw-provenientes-da-cogeracao. Acesso em: 28 set. 2025.

CHANDRA, R., et al. Advances in black liquor valorization. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 184, 113458, 2023.

DURET, E.; DE MOURA, L. C. R.; MORALES, A.; LABIDI, J.; ROBLES, E.; CHARRIER-EL BOUHTOURY, F. Efficient lignin precipitation from softwood black liquor using organic acids for sustainable valorization. Polymers, [S.l.], v. 17, n. 7, p. 926, 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/polym17070926. Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4360/17/7/926. Acesso em: 28 set. 2025.

DUVAL, A.; LAWOKO, M. A comprehensive review of lignin valorization in the biorefinery concept. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, v. 1830, n. 11, p. 4281-4291, 2014.

EPE – EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Matriz energética e elétrica. EPE – Empresa de Pesquisa Energética, 2025. Disponível em: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica. Acesso em: 28 set. 2025.

ESTEVES, B.; SEN, U.; PEREIRA, H. Influence of chemical composition on heating value of biomass: a review and bibliometric analysis. Energies, Basel, v. 16, n. 10, art. 4226, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/16/10/4226. Acesso em: 22 out. 2025.

FERREIRA, T.; BALESTIERI, J. Black liquor gasification combined cycle with CO2 capture - Technical and economic analysis. Repositório UNESP, 2015.

FERNANDES, S. C., et al. Evaluation of energy recovery from black liquor. Energy Reports, 6, 775–781, 2020.

GELLERSTEDT, G.; HENRIKSSON, G. 2008. Lignins: Major Sources, Structure and Properties. In: Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources, p. 201–224, 2008. Elsevier.

GELLERSTEDT, G. The Chemistry of Pulping. In: EK, M.; GELLERSTEDT, G.; HENRIKSSON, G. (Eds.), Pulp and Paper Chemistry and Technology (Vol. 2). De Gruyter. 471 p., 2009.

GIL, A. C. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. EDITORA ATLAS S.A. 4ª ed. São Paulo. 2002.

GODOY, A. S. Introdução à pesquisa qualitativa e suas possibilidades. RAE - Revista de Administração de Empresas, São Paulo, v. 35, n. 2, p. 57-63, 1995.

GULLICHSEN, J.; FOGELHOLM, C. Chemical Pulping. Papermaking Science and Technology Series, vol. 5, TAPPI Press, Atlanta, 1999. Disponível em: https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1320953. Acesso em: 9 jul. 2025.

IEA BIOENERGY. Black liquor gasification – Summary and conclusions from the IEA Bioenergy ExCo54 Workshop. IEA Bioenergy, 2007. Disponível em: https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2013/10/Black-Liquor-Gasification-summary-and-conclusions1.pdf. Acesso em: 12 jul. 2025.

IEA – INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Renewables 2023: Analysis and Forecast to 2028. Paris: IEA, 2023. Disponível em: https://www.iea.org/reports/renewables-2023. Acesso em: 28 set. 2025.

JORGE, I. E. Estudo sobre a extração de lignina do licor Negro, seu impacto no processo de recuperação e geração De energia e seu potencial uso em novas aplicações. Monografia de Especialização. UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELÉTRICA. ESPECIALIZAÇÃO EM ENERGIAS RENOVÁVEIS. 60 p., 2018.

KIM, C.-H.; LEE, J.-Y.; PARK, S.-H.; MOON, S.-O. Global trends and prospects of black liquor as bioenergy. Journal of Korea TAPPI, Seoul, v. 51, n. 5, p. 3–15, out. 2019. Disponível em: https://www.ktappi.kr/articles/article/KQ5a/. Acesso em: 22 out. 2025.

KOUSNI, L.; GAGNE, J.; ROGERS, R.; SINGH, D.; RICHARD, P.; GAGNE, S. Kraft Lignin Recovery and Its Use in the Production of Biodegradable Plastics. Cellulose Chemistry and Technology, v. 45, n. 7-8, p. 515-520, 2011. Disponível em: https://www.cellulosechemtechnol.ro/pdf/CCT45%2C7-8%282011%29/p.515-520.pdf.Acesso em: 28 set. 2025.

LAINE, C., et al. Characterization of black liquor and recovery boiler implications. Nordic Pulp & Paper Research Journal, 37(2), 284–292, 2022.

LIMA, N. Conheça os impactos dos combustíveis fósseis no meio ambiente. 2024. Disponível em: https://sunne.com.br/blog/saiba-os-impactos-dos-combustiveis-fosseis/. Acesso em: 15 abr. 2025.

MAJUMDAR, S., et al. Lignin-based adhesives: Current progress. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 8(12), 4694–4708, 2020.

MORYA, R. et al. Recent advances in black liquor valorization. Bioresource Technology, v. 350, p. 126916, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.126916. Acesso em: 28 set. 2025.

PATEL, M., et al. Conversion of black liquor into renewable fuels and chemicals: A review. Energy Conversion and Management, 243, 114408. 2021.

PENA, R. A. Fontes Renováveis de Energia. Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/geografia/fontes-renovaveis-energia.htm. Acesso em: 07/05/2025.

POLA, L.; COLLADO, S.; OULEGO, P.; DÍAZ, M. Kraft black liquor as a renewable source of value-added chemicals. Chemical Engineering Journal, v. 448, 16 p., 2022. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722032156. Acesso em: 09/07/2025.

PORTAL CELULOSE. SUZANO inicia operação comercial de usina termelétrica em MS. 2025. Disponível em: https://portalcelulose.com.br/suzano-inicia-operacao-comercial-de-usina-termeletrica-em-ms/. Acesso em: 28 set. 2025.

RAGAUSKAS, A. J., et al. Lignin valorization: Improving lignin processing in the biorefinery. Science, 344 (6185), 1246843. 2014.

RB ENERGIA. Além das fronteiras: entenda como funciona o mercado de energia em diferentes países do mundo. 2022. Disponível em: https://www.rbenergia.com.br/blog/producao-mundial-de-energia-eletrica/. Acesso em: 15 abr. 2025.

RODRIGUES, L. et al. Exergy analysis of a multistage evaporation system for black liquor concentration. Research, Society and Development, v. 10, n. 8, 2021. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/22835. Acesso em: 28 set. 2025.

RODRIGUES, I. M. C.; CANDIDO, M. C. P.; ARAÚJO, S. M. C.; BARBOSA, H. D. C. Produção de briquetes para fogão ecológico. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, Curitiba, v.8, n.4, p.1-11,2025.

RUBIM, C. Licor negro é fonte de energia para a indústria de papel e celulose. Revista TAE, n. 63, outubro/novembro de 2021 - Ano 11. Disponível em: https://www.revistatae.com.br/Artigo/730/licor-negro-e-fonte-de-energia-para-a-industria-de-papel-e-celulose. Acesso em: 08/06/2025.

SANTOS, M. P. S.; MANOVIC, V.; HANAK, D. P. Black liquor gasification with calcium looping for carbon-negative pulp and paper industry. International Journal of Greenhouse Gas Control, v. 110, artigo 103436, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2021.103436. Acesso em: 28 set. 2025.

SANTOS, R. B., et al. Lignin recovery and application. Industrial Crops and Products, 185, 115120, 2022.

SILVA, F. R. et al. Reduction efficiency prediction of CENIBRA's recovery boiler by direct minimization of Gibbs free energy. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 36, n. 2, p. 673–685, 2019. Disponível em: https://www.scielo.br/j/bjce/a/FYHNXyjBwRYm6smCSxhWvKn/. Acesso em: 28 set. 2025.

SIXTA, H. (Ed.). Handbook of Pulp. Wiley-VCH. 1348 p., 2006.

SKOGLUND, H.; FU, C.; HARVEY, S.; SVENSSON, E. Integration of carbon capture in a pulp mill—effect of strategic development towards better biomass resource utilization. Frontiers in Thermal Engineering, [S.l.], v. 3, p. 1282028, 1 nov. 2023. DOI: https://doi.org/10.3389/fther.2023.1282028. Disponível em: https://www.frontiersin.org/journals/thermal-engineering/articles/10.3389/fther.2023.1282028/full. Acesso em: 28 set. 2025.

SMOOK, G. A. Handbook for Pulp & Paper Technologists (4th ed.). Tappi Press. 444 p., 2016.

SOUZA, F. J. O vazamento de mais de 1 bilhão de litros de "licor negro" em Cataguases, Minas Gerais, em 2003. Água, Vida & Cia, 31 jan. 2019. Disponível em: https://ferdinandodesousa.com/2019/01/31/o-vazamento-de-mais-de-1-bilhao-de-litros-de-licor-negro-em-cataguases-minas-gerais/. Acesso em: 28 set. 2025.

SOUZA, Y. S. PROCESSO DE RECUPERAÇÃO DO LICOR NEGRO: GERAÇÃO DE ENERGIA. Trabalho de Conclusão de Curso. Pitágoras. 30 p., 2022. Disponível em: https://repositorio.pgsscogna.com.br/bitstream/123456789/53058/1/YANO_SANTANA_DE_SOUZA.pdf. Acesso em: 08/07/2025.

SUZANO. 2025. SUZANO – indicadores EN1. Central de Sustentabilidade Suzano, [S. l.], [s. d.]. Disponível em: https://centraldesustentabilidade.suzano.com.br/indicadores/EN1. Acesso em: 28 set. 2025.

TARRÉS, Q.; AGUADO, R.; DOMÍNGUEZ‑ROBLES, J.; LARRAÑETA, E.; DELGADO‑AGUILAR, M. Valorization of Kraft Lignin from Black Liquor in the Production of Composite Materials with Poly(caprolactone) and Natural Stone Groundwood Fibers. Polymers, v. 14, n. 23, art. 5178, 18 p., 2022. Disponível em: https://doi.org/10.3390/polym14235178. Acesso em: 28 set. 2025.

TIKKA, P. Chemical Pulping: Part 1, Fibre Chemistry and Technology. Fapet Oy. 2008.

TOMANI, P. The LignoBoost process. Cellulose Chemistry and Technology, 44(1–3), 53–58, 2010.

TRAN, H.; VAKKILAINEN, E. K. The Kraft Chemcial Recovery Process. 2015, 9 p. Disponível em: file:///F:/NAO%20APAGAR%20-%20Sistema%20Operacional/Downloads/THE_KRAFT_CHEMCIAL_RECOVERY_PROCESS.pdf. Acesso em: 27/08/2025.

UDOP – União Nacional da Bioenergia. Biomassa: o desafio do avanço constante. UDOP, 2024. Disponível em: https://www.udop.com.br/noticia/2024/05/10/biomassa-o-desafio-do-avanco-constante.html. Acesso em: 06 ago. 2025.

VÁZQUEZ, G., et al. Lignin precipitation and utilization. Bioresource Technology, 383, 129085, 2023.

VERDINI, L. Cada vez mais indústrias produzirão sua própria energia. Revista Brasil Energia – Termelétricas e Segurança Energética. 27 jun. 2025. Disponível em: https://brasilenergia.com.br/brasilenergia/termeletricas-e-seguranca-energetica/cada-vez-mais-industrias-produzirao-sua-propria-energia-nos-proximos-10-anos. Acesso em: 28 set. 2025.

VOSGERAU, D. S. R.; ROMANOWSKI, J. P. Estudos de Revisão: implicações conceituais e metodológicas. Rev. Diálogo Educ., Curitiba, v. 14, n. 41, p. 165-189, 2014.

ZAMORA, P. P.; ESPOSITO, E.; REYES, J.; DURÁN, N. Remediação de efluentes derivados da indústria de papel e celulose. Tratamento biológico e fotocatalítico. QUÍMICA NOVA, v. 20, n. 2, p. 186-190, 1997.

Downloads

Publicado

2026-01-26

Como Citar

Santos, H. R. A. dos, Silva , A. B. da, Brito, J. M. de, Guerra, A. de L. e R., Silva Filho, E. D. da, & Lacerda Júnior, O. da S. (2026). Geração de energia por meio da utilização do licor negro. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 9(1), e85293. https://doi.org/10.34188/bjaerv9n1-018

Edição

Seção

Artigos originais