Misturas de madeira de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, Eucalyptus globulus e Pinus taeda para produção de celulose kraft através do Processo Lo- Solids®

Abstract

Este estudo teve como objetivo verificar os efeitos de misturas de madeiras de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, Eucalyptus globulus e Pinus taeda na eficiência do processo Lo-Solids® e características das polpas celulósicas visando a diferenciação das propriedades dos papéis resultantes. Foram avaliados os comportamentos das madeiras, quanto aos parâmetros: densidade básica, composição química, polpação Lo-solids®, características químicas das polpas celulósicas, características das fibras das polpas celulósicas e testes físicos. Os mesmos parâmetros foram avaliados nas misturas entre as espécies, realizadas da seguinte forma: Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Pinus taeda nas proporções de 10 a 50% de Pinus taeda, Eucalyptus globulus e Pinus taeda nas proporções de 10 a 50% de Pinus taeda e Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e Eucalyptus globulus nas proporções de 10 a 50% de Eucalyptus globulus. Para as misturas entre os Eucalyptus e o Pinus taeda, o número kappa das polpas celulósicas aumentou gradativamente, conforme a proporção de Pinus taeda aumentava na mistura, sendo que os números kappa variaram entre 17,9 e 22,1. Para atingir os números kappa desejados no trabalho, foi necessário ajustar a carga alcalina (álcali efetivo entre 19,3 e 21,3 % expresso como NaOH) e o fator H (entre 970 a 1420). Os resultados das análises indicaram uma tendência de queda dos rendimentos bruto e depurado e da viscosidade da polpa celulósica, dos teores de ácidos hexenurônicos, da solubilidade em NaOH 5%, do número de fibras por grama, da drenabilidade e do índice de tração e estouro, com o aumento da participação de Pinus taeda nas misturas. Em contrapartida, foram observadas tendências de aumento dos teores de lignina total na polpa, do comprimento e da largura das fibras, do coarseness, do índice de rasgo e do consumo específico de madeira à medida que a participação de Pinus taeda aumenta nas misturas. Nas misturas entre o Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e o Eucalyptus globulus, os números kappa variaram entre 17,9 e 18,6 e foram observadas tendências de queda dos rendimentos bruto e depurado, da viscosidade da polpa celulósica, do teor de lignina total e do coarseness, com a adição de Eucalyptus globulus ao Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. Para os parâmetros solubilidade em NaOH 5%, número de fibras por grama, drenabilidade, índices de tração, alongamento e estouro foram verificadas tendências de aumento com o aumento da proporção de Eucalyptus globulus nas misturas. Com base nos resultados obtidos, a adição de até 10% de fibra de Pinus taeda aos Eucalyptus pode melhorar a qualidade da polpa para os parâmetros índice de rasgo e drenabilidade. Essas características permitem maiores velocidades de operação das máquinas secadoras de polpa celulósica e máquinas de papel e consequentemente conduzem a uma maior produção. Plantas produtoras que desejam a produção de um tipo de celulose diferenciada, com elevada resistência ao rasgo, incremento da produção, ou ainda a produção de papéis especiais, de baixa gramatura, devem considerar a adição de pequenas proporções de Pinus aos Eucalyptus.

The objective of this study was to evaluate the possibility of cooking mixtures between the species Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, Eucalyptus globulus and Pinus taeda for the production of kraft pulp with specific characteristics. The three species were analyzed for their wood density, chemical composition, Lo-solids® pulping, the chemical characteristics of the pulp, characteristics of its fibers and physical tests. The same parameters were evaluated in the mixtures between the species that were made up as: Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla and Pinus taeda in the proportion of 10 to 50% of Pinus taeda, Eucalyptus globulus and Pinus taeda in the proportion of 10 to 50% of Pinus taeda and Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla and Eucalyptus globulus in the proportion of 10 to 50% of Eucalyptus globulus. For the mixtures between the Eucalyptus and the Pinus taeda, the pulp kappa numbers increased as the proportion of Pinus taeda increased in the pulps, varying from 17.9 to 22.1. In order to reach the target kappa number it was necessary to adjust the alkali charge applied (from 19.3 to 21.3 %NaOH as effective alkali) and the H factor (between 970 and 1420). The results indicated a downward trend in total yield and screened yield values, in pulp viscosity, in the hexenuronic acid content, in solubility in NaOH 5%, in the number of fibers per gram of pulp, in the drainability and strength and burst indices, with the increasing proportion of Pinus taeda in the pulps. As the proportion of Pinus taeda increased in the pulps an increase was noticed for the parameters total lignin content in the pulp, length and width of the fibers, coarseness and tear indices. In the mixtures between Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla and Eucalyptus globulus the kappa number varied from 17.9 to 18.6. Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla performed better in pulping as it needed a lower alkali charge and had a higher pulp yield and pulp viscosity. Hence, in the Eucalyptus mixtures a downward trend was noticed in the values for pulp yield and pulp viscosity with an increasing proportion of Eucalyptus globulus. Falls in total lignin content in the pulp and in the coarseness were also observed as the proportion of Eucalyptus globulus increased. For the parameters solubility in NaOH 5%, number of fibers per gram of pulp, drainability, strength and burst indices an increase was noticed as the proportion of Eucalyptus globulus increased in the pulps. In conclusion, the addition of up to 10% of Pinus taeda to Eucalyptus can increase pulp quality for the tear index and drainability parameters, making pulp and paper mills faster at drying pulp, or speeding up the paper machines, resulting in higher productivity. These mixtures also allow the production of tailor-made pulp and special papers.