Sustainable methods to transform eggshells and vaccine wastes into value-added by-products

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ribeiro, Ivan Célio Andrade
• Orientador(a): Melo, Leônidas Carrijo Azevedo
• Banca de defesa: Carvalho, Hudson Wallace Pereira de, Fia, Ronaldo, Silva, Douglas Ramos Guelfi, Lopes, Guilherme
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
• Departamento: Escola de Ciências Agrárias
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Economia circular; Valorização de resíduos; Hidroxicasca; Fertilizante alternativo; Dia da sobrecarga da terra; Circular economy; Waste valorization; Hydroxyl-Eggshell; Alternative fertilizer; Earth overshoot day
• Área do conhecimento CNPq: Ciência do solo
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/59011

Atualmente, a população mundial está consumindo mais recursos naturais do que o planeta Terra pode se regenerar de forma sustentável. Recursos não renováveis, como rochas, têm sido usados para produzir fertilizantes para aumentar a produtividade das culturas e garantir a segurança alimentar. Estas rochas também são usadas na fabricação de produtos químicos de grau analítico para tratar águas residuais. A substituição parcial de rochas por resíduos sólidos gerados em processos industriais é uma forma sustentável e inovadora de reciclar esses materiais e minimizar o uso de recursos não renováveis. Este trabalho apresenta metodologias simples para transformar resíduos sólidos gerados por empresas de ovos e indústrias de vacinas em subprodutos que podem substituir parcialmente compostos de grau analítico e fertilizantes comerciais. Primeiramente, propusemos a transformação de cascas de ovos em um sólido branco denominado “Hidroxicasca” (ES-OH). Experimentos em batelada provaram que a ES-OH tem um alto potencial para remoção de arsênio (As) e fósforo (P). A capacidade máxima de remoção de As e P de ES-OH foi de 529 e 329 mg g-1, respectivamente. Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por energia dispersiva de raios X (MEV/EDS) e difração de raios X (DRX) foram utilizadas para caracterizar o material antes e após a reação de As e P. FTIR, SEM-EDS e XRD confirmaram que o processo primário de recuperação de P por ES-OH foi via precipitação de hidroxiapatita, enquanto a remoção de As aconteceu pela precipitação de cristais de vladimirita. Além disso, um experimento em vaso confirmou que o ES-OH enriquecido com P foi eficaz tanto quanto o superfosfato triplo (TSP, um fertilizante comercial) no rendimento da grama com a vantagem de manter quase quatro vezes mais P disponível e o pH do solo mais alto do que TSP após o cultivo. Para os resíduos das indústrias de vacinas (VW), propusemos a transformação química e térmica deste material em um fertilizante organomineral. O processo aqui proposto possibilita a esterilização desse resíduo biologicamente contaminado e permite a produção de um fertilizante verde com maior teor de fósforo e menor acidez do que os fertilizantes comerciais convencionais. Os métodos descritos nesta tese estão prontos para serem implementados em escala industrial. Além de ser uma nova e econômica fonte de renda, empresas produtoras de ovos e indústrias de vacinas podem implementar os processos de produção propostos como uma forma ambientalmente correta local de reciclagem de seus resíduos sólidos, criando subprodutos com grande potencial para serem usados na agricultura como fertilizante alternativo ou em estações de tratamento de efluentes.