Métodos alternativos para aproveitamentos das hemiceluloses da madeira de eucalipto na indústria de celulose kraft

Abstract

A busca pelo melhor aproveitamento da madeira na indústria de polpa tem despertado o interesse no uso mais racional de seus componentes, particularmente das hemiceluloses. Neste estudo foram investigados os impactos da lixiviação alcalina e da auto- hidrólise dos cavacos para remoção de hemiceluloses, bem como da readsorção às fibras durante a polpação kraft de sólidos dissolvidos da madeira, presentes no licor negro, no desempenho de uma linha de fibras de eucalipto equipada com o processo de polpação kraft e branqueamento ECF (elemental chlorine free). A lixiviação alcalina dos cavacos mostrou-se não-eficiente na remoção de hemiceluloses (< 40%), independentemente das condições de tempo, temperatura e concentração de NaOH empregados. O rendimento do cozimento kraft dos cavacos lixiviados, contendo 39% menos de hemiceluloses, foi 7% menor que o dos cavacos normais em número kappa 16. Os tratamentos de auto-hidrólise dos cavacos permitiram remoção de até 60% de hemiceluloses, porém o rendimento do cozimento kraft subseqüente foi muito baixo, sendo 6% menor que o de cavacos normais, para esse nível de remoção de hemiceluloses. A soma das perdas de hemiceluloses na auto-hidrólise e polpação kraft totalizou 13,4%. A polpa kraft proveniente de cavacos auto-hidrolisados apresentou eficiência de 75% na deslignificação com oxigênio, contra 43,6% da polpa-referência, o que resultou em redução do custo de branqueamento ECF em US$ 7,00 por tonelada de polpa branqueada. O cozimento kraft com adição de 50% v/v de licor negro apresentou aumento de 1,5% no rendimento depurado, de 0,5% no teor de pentosanas e de 4,7 mmol/kg no teor de HexAs em relação ao cozimento-referência, com conseqüente aumento do teor de sólidos totais (3,4%) e de sólidos orgânicos do licor negro (1,7%,). A polpa kraft resultante apresentou bom desempenho na pré-deslignificação com oxigênio, exceto pela alvura 1,2% ISO menor. O uso de licor negro no cozimento kraft (50% v/v) afetou negativamente a branqueabilidade da polpa, aumentando o consumo de cloro ativo em 3 kg/tsa para obtenção de alvura 92% ISO utilizando a seqüência DHT(EP)DP. As propriedades físico-mecânicas e ópticas das polpas oriundas de cozimentos kraft com adição de licor negro foram estatisticamente similares às da polpa-referência.

The search for a better use of wood in the pulp industry has fuelled interest in a more rational use of its components, particularly hemicelluloses. This study investigates the impacts of alkaline leaching and self-hydrolysis of wood chips for hemicellulose removal, as well as re-adsorption into the fibers during kraft pulping of dissolved wood solids present in the black liquor on the performance of a line of eucalyptus fibers using the kraft pulping process and ECF (elemental chlorine free) bleaching. Alkaline leaching of the chips was inefficient in hemicellulose’s removal (< 40%), regardless of the time, temperature and NaOH concentration conditions employed. Cooking yield of the leached chips containing 39% less hemicelluloses was 7% lower than that of the chips with normal kappa number 16. Self-hydrolysis of the chips allowed the removal of up to 60% of hemicelluloses; however, the subsequent kraft cooking yield was very low, 6% lower than that of the normal chips, at this level of hemicellulose removal. Hemicellulose’s loss sum in self-hydrolysis and kraft pulping was 13.4%. Kraft pulp derived from self-hydrolyzed chips had an efficiency of 75% in delignification with oxygen, compared with 43.6% of the reference-pulp, resulting in an ECF bleaching cost reduction in US$ 7.00 per ton of bleached pulp. Kraft process with the addition of 50% v/v of black liquor had an increase of 1.5% in the purified yield, of 0.5% in pentosan content and of 4.7 mmol/kg in HexAs content, in relation to the reference- cooking, with subsequent increase in total solids (3.4%) and organic solids (1.7%,) black liquor contents. The resulting kraft pulp presented a good performance in the pre delignification with oxygen, except for whiteness 1.2% ISO smaller. The use of black liquor in kraft cooking (50% v/v) negatively affected pulp bleachability, increasing the consumption of active chlorine in 3 kg/adt in order to obtain 92% ISO whiteness using the DHT(EP)D sequence. The physical-mechanical and optical properties of the pulps originated from the kraft cooking with the addition of black liquor were statistically similar to those of the reference-pulp.