Revisión sobre tecnologías avanzadas para la recuperación de aluminio de envases de cartón de desecho mediante pirólisis

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v7i1.34583

Palabras clave:

Embalaje de cartón, pirólisis, Recuperación de Aluminio, cama con chorro

Resumen

La pirólisis es una tecnología verde que permite separar el aluminio del polietileno en envases Tetra Pak. Esta alternativa puede utilizarse para reducir el impacto ambiental derivado del inadecuado destino de estos modernos desechos. Además, el reciclaje permite recuperar materiales de alto valor añadido. Para la recuperación de aluminio y aceites parafínicos de envases de cartón de desecho, este artículo de revisión tiene como objetivo destacar los avances en ciencia y tecnología para la recuperación de aluminio de envases de cartón. Entre los reactores analizados, se pueden señalar los lechos en chorro y los lechos fluidizados como nuevas oportunidades y grandes éxitos para el sector en los próximos años. En cuanto al potencial económico, dos factores apuntan a la pirólisis de residuos de envases de cartón como una técnica prometedora: el valor añadido de los materiales reciclados y el ahorro energético del proceso. Con base en el análisis económico, la pirólisis tiene un potencial económico positivo de 190,5 US$/tonelada de producto. En comparación con el proceso tradicional de producción de aluminio, la pirólisis puede ahorrar 0,745 MWh por cada tonelada de cartón recuperado. En cuanto a la rentabilidad del proceso, la pirólisis de plasma tiene un ratio de caja acumulado de 3,27 millones y una tasa de retorno de la inversión del 2,04%, resultando una inversión atractiva.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Diunay Zuliani Mantegazini, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES/CEUNES

Estudiante de Doctorado en Ingeniería Mecánica de la Universidade Estadual Paulista - UNESP. Especialización en Perfeccionamiento en la Formación Docente para la Educación a Distancia por el Instituto Federal de Espírito Santo - IFES. Magíster en Energía de la Universidad Federal de Espírito Santo - UFES. Graduado en Ingeniería Mecánica por la Faculdade Norte Capixaba de São Mateus - MULTIVIX. Experiencia en ingeniería mecánica, con énfasis en proyectos de maquinaria agrícola.

Thiago Padovani Xavier, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES/CEUNES

Doctora en Ingeniería Química por la Universidad Federal de Uberlândia (2016), con maestría en Ingeniería Química por la Universidad Federal de Uberlândia (2011) y Licenciada en Química por la Universidad Federal de Uberlândia (2003). Actualmente es Profesor Adjunto del Departamento de Ingeniería y Tecnología de la Universidad Federal de Espírito Santo, desde 2012, trabajando en temas relacionados con la ingeniería en lo que respecta a la investigación tecnológica y la formación de personal en el área de gestión.

Marcelo Silveira Bacelos, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES/CEUNES

Graduado en Ingeniería Química por la Fundación Universidad Federal de Rio Grande - FURG- 1999. Magíster en Ingeniería Química por la Universidad Federal de São Carlos-UFSCar en 2002. Doctor en Ingeniería Química por la UFSCar en 2006. Profesor de la Universidad Federal de Espírito Santo - UFES desde 2008; Coordinador del Programa de Posgrado en Energía (PPGEN) 2013-2015. Miembro Titular del Consejo Asesor de FAPES (2010-2014). Becario postdoctoral en el Illinois Institute of Technology, Chicago, EE. UU. -2016. Miembro permanente de PPGEN, Magíster en ENERGÍA, línea de investigación Eficiencia Energética Tiene experiencia en Operaciones Industriales y Equipos para Ingeniería Química. Principalmente trabaja en el análisis de flujo multifásico aplicado a reactores de lecho fluidizado y en chorro.

Citas

ABAL, (2010). Associação Brasileira do Alumínio – ABAL.

Alvarenga, L. M., Xavier, T. P., Barrozo, M. A. S., Bacelos, M. S., & Lira, T. S. (2016). Determination of activation energy of pyrolysis of carton packaging wastes and its pure components using thermogravimetry. Waste management, 53, 68-75. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.04.015.

Artetxe, M., Lopez, G., Amutio, M., Elordi, G., Olazar, M., & Bilbao, J. (2010). Operating conditions for the pyrolysis of poly-(ethylene terephthalate) in a conical spouted-bed reactor. Industrial & engineering chemistry research, 49(5), 2064-2069. https://doi.org/10.1021/ie900557c.

Bacelos, M. S., & Freire, J. T. (2006). Stability of spouting regimes in conical spouted beds with inert particle mixtures. Industrial & engineering chemistry research, 45(2), 808-817. https://doi.org/10.1021/ie050633s.

Barcelos, K. M., Almeida, P. S., Araujo, M. S., Xavier, T. P., Santos, K. G., Bacelos, M. S., & Lira, T. S. (2020). Particle segregation in spouted bed pyrolysis reactor: Sand-coconut shell and sand-cocoa shell mixtures. Biomass and Bioenergy, 138, 105592. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105592.

Butler, E., Devlin, G., & McDonnell, K. (2011). Waste polyolefins to liquid fuels via pyrolysis: review of commercial state-of-the-art and recent laboratory research. Waste and biomass valorization, 2(3), 227-255.

CEMPRE, (2019). Embalagens Longa Vida, CEMPRE – Compromisso empresarial para a reciclagem.

Cervantes-Reyes, A., Núñez-Pineda, A., Barrera-Díaz, C., Varela-Guerrero, V., Martínez-Barrera, G., & Cuevas-Yañez, E. (2015). Solvent effect in the polyethylene recovery from multilayer postconsumer aseptic packaging. Waste Management, 38, 61-64. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.01.034.

Curtzwiler, G. W., Schweitzer, M., Li, Y., Jiang, S., & Vorst, K. L. (2019). Mixed post-consumer recycled polyolefins as a property tuning material for virgin polypropylene. Journal of Cleaner Production, 239, 117978. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117978.

Freitas, T. M., Arrieche, L. S., Ribeiro, D. C., Gidaspow, D., & Bacelos, M. S. (2017). CFD analysis of fluidized beds using wastes from post-consumer carton packaging. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 111, 89-100. https://doi.org/10.1016/j.cep.2016.12.002.

Geldart, D. (1973). Types of gas fluidization. Powder technology, 7(5), 285-292.

Haydary, J., Susa, D., & Dudáš, J. (2013). Pyrolysis of aseptic packages (Tetra Pak) in a laboratory screw type reactor and secondary thermal/catalytic tar decomposition. Waste Management, 33(5), 1136-1141. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.01.031.

Lopez, G., Artetxe, M., Amutio, M., Bilbao, J., & Olazar, M. (2017). Thermochemical routes for the valorization of waste polyolefinic plastics to produce fuels and chemicals. A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 73, 346-368.

Melo, J. L. Z., Bacelos, M. S., Pereira, F. A. R., Lira, T. S., & Gidaspow, D. C. F. D. (2016). CFD modeling of conical spouted beds for processing LDPE/Al composite. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 108, 93-108. https://doi.org/10.1016/j.cep.2016.07.011.

Neves, F. L. (1999). Reciclagem de embalagens cartonadas Tetra Pak. O Papel, 53(2), 38-45.

Olazar, M., San Jose, M. J., Penas, F. J., Aguayo, A. T., & Bilbao, J. (1993). Stability and hydrodynamics of conical spouted beds with binary mixtures. Industrial & engineering chemistry research, 32(11), 2826-2834. https://doi.org/10.1021/ie00023a053.

Pedroso, M. C., & Zwicker, R. (2007). Sustentabilidade na cadeia reversa de suprimentos: um estudo de caso do Projeto Plasma. Revista de Administração-RAUSP, 42(4), 414-430.

San Jose, M. J., Olazar, M., Penas, F. J., & Bilbao, J. (1994). Segregation in conical spouted beds with binary and ternary mixtures of equidensity spherical particles. Industrial & engineering chemistry research, 33(7), 1838-1844. https://doi.org/10.1021/ie00031a025.

Tetra Pak, (2018). Post-consumer recycling of used carton packages.

Turton, R., Bailie, R. C., Whiting, W. B., & Shaeiwitz, J. A. (2008). Analysis, synthesis and design of chemical processes. Pearson Education.

Żukowski, W., & Berkowicz, G. (2019). The combustion of polyolefins in inert and catalytic fluidised beds. Journal of Cleaner Production, 236, 117663. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117663.

Publicado

2021-03-31

Cómo citar

Mantegazini, D. Z., Neves, F. L., Xavier, T. P., & Bacelos, M. S. (2021). Revisión sobre tecnologías avanzadas para la recuperación de aluminio de envases de cartón de desecho mediante pirólisis. Brazilian Journal of Production Engineering, 7(1), 117–129. https://doi.org/10.47456/bjpe.v7i1.34583

Artículos más leídos del mismo autor/a

1 2 > >>