Chemical characteristics and kraft pulping of tension wood from Eucalyptus globulus Labill

Abstract

Tension (TW) and opposite wood (OW) of Eucalyptus globulus trees were analyzed for its chemical characteristics and Kraft pulp production. Lignin content was 16% lower and contained 32% more syringyl units in TW than in OW. The increase in syringyl units favoured the formation of β-O-4 bonds that was also higher in TW than in OW (84% vs. 64%, respectively). The effect of these wood features was evaluated in the production of Kraft pulps from both types of wood. At kappa number 16, Kraft pulps obtained from TW demanded less active alkali in delignification and presented slightly higher or similar pulp yield than pulps made with OW. Fiber length, coarseness and intrinsic viscosity were also higher in tension than in opposite pulps. When pulps where refined to 30°SR, TW pulps needed 18% more revolutions in the PFI mill to achieve the same beating degree than OW pulps. Strength properties (tensile, tear and burst indexes) were slightly higher or similar in tension as compared with opposite wood pulps. After an OD0(EO)D1 bleaching sequence, both pulps achieved up to 89% ISO brightness. Bleached pulps from TW presented higher viscosity and low amount of hexenuronic acids than pulps from OW. Results showed that TW presented high xylans and low lignin content that caused a decrease in alkali consumption, increase pulp strength properties and similar bleaching performance as compared with pulps from OW.

Madeira de tração e oposta de árvores de Eucalyptus globulus foram analisadas quanto a suas características químicas e produção de polpa Kraft. A caracterização química da madeira de tração (TW) de Eucalyptus globulus Labill. mostrou um conteúdo similar de celulose, alto conteúdo de xilanas e baixo conteúdo de lignina quando comparada com a madeira oposta (OW) de uma mesma árvore. O conteúdo de lignina foi 16% menor e contém 32% mais unidades siringila em TW que em OW. O aumento das unidades siringila favoreceu a formação de ligações β -O-4 que também foram mais altas em TW que em OW (84% vs. 64%, respectivamente). O efeito destas características foi avaliado na produção de polpas Kraft de ambos tipos de madeira. A um número kappa de 16, as polpas Kraft obtidas de TW demandaram menos álcali ativo na deslignificação e apresentaram rendimento de polpa levemente maior ou similar que as polpas obtidas com OW. O comprimento das fibras, o coarseness e a viscosidade também foram maiores em polpas de madeira de tração que oposta. Quando as polpas foram refinadas a 30°SR, as polpas TW necessitaram 18% mais revoluções no refinador PFI para atingir o mesmo grau de refino que as polpas OW. As propriedades de resistência mecânica (índices de tração, rasgo e estouro) foram levemente maiores ou similares em polpas de madeira de tração quando comparadas com polpas de madeira oposta. Depois de uma sequência de branqueamento OD0(EO)D1, ambas polpas alcançaram até 89% de alvura ISO. As polpas branqueadas de TW apresentaram viscosidade mais alta e menor conteúdo de ácidos hexenurônicos que as polpas de OW. Os resultados mostraram que TW apresenta alto teor de xilanas e menor teor de lignina que ocasionam uma diminuição no consumo de álcali, aumento das propriedades de resistência mecânica e comportamento similar no branqueamento em comparação com polpas de OW.