Estudo comparativo de produção de polpa solúvel a partir de bambu e eucalipto

Abstract

O aumento do consumo de papel tem causado escassez dos recursos florestais. Isso aliado com questões ambientais tem levado a pesquisa de matérias-primas alternativas para indústria de celulose e papel. Dentre as espécies estudadas, tem-se considerado o bambu como a matéria-prima mais promissora, especialmente em virtude da sua abundância, de seu crescimento rápido e da sua composição química adequada, que se assemelha à da madeira. Por outro lado, os altos custos do linter de algodão e da madeira aliado as restrições ambientais causaram aumento significativo no custo da produção de polpa solúvel a partir destas matérias-primas. Portanto, é necessário avaliar novas fontes de fibra para a fabricação desse tipo de polpa. Neste contexto, o bambu aparece como uma fonte alternativa para indústrias de celulose e papel. Portanto, esse trabalho avaliou cavacos comerciais de bambu como matéria-prima para produção de polpa solúvel. A pré-hidrólise foi usada como tratamento inicial do bambu para produção de polpa de dissolução. Foram realizadas cinco tratamentos com pH inicial igual a 1,5; 2,0; 2,5 e 6,9 em cavacos normais e outro em pH inicial igual a 2,5 em cavacos previamente tratados (70 oC, 60 min e pH=2,5) para remocão de cálcio A temperatura e relação licor/madeira usadas foram as mesmas para as cinco pré- hidrólises. Os cavacos de bambu pré-hidrolisados na condição selecionada (auto-hidrólise) passaram por uma etapa de polpação NaOH/AQ e a polpa obtida foi branqueada utilizando a sequência: O-CCE-D-(EP)-D-P. A sigla CCE designa uma etapa de extração caústica a frio. Foi possível produzir polpa solúvel de boa qualidade a partir dos cavacos de bambu, comparativa àquela produzida a partir de cavacos de eucalipto, mesmo considerando-se que a química dos cavacos de bambu não era inteiramente favorável (22,4% de lignina; 19,5% de xilana; 49,3% de celulose; 16,8% de extrativos totais e 1,5% de cinzas). A polpa produzida apresentou alvura de 92,4% e teores de α-celulose, de xilanas, de extrativos e de cinzas de 94,9%, 5,1%, 0,041% e 0,13%, respectivamente. A polpa solúvel com estas características é adequada para a fabricação de viscose com vistas à produção de fios de raiona e outros derivados de menor exigência quanto ao teor de alfa-celulose.

The increase of paper consumption has caused scarcity of forest resources. This coupled with environmental issues have led to research alternative raw materials for pulp and paper industry. Among the species studied, we have considered the bamboo as the most promising raw material, especially because of its abundance, its fast growth and of its adequate chemical composition that is similar to wood. On the other hand, the high cost of cotton linter and wood combined with environmental constraints caused a significant increase in the cost of pulp production from these soluble materials. Therefore, it is necessary to evaluate new sources of fiber for making this. In this context, bamboo appears as an alternative source for pulp and paper. Therefore, this work evaluated commercial bamboo chips as raw material for dissolving pulp production. The pre-hydrolysis was used as the first treatment of bamboo materials for the production of soluble pulp. It was carried out five treatments with initials pH equal to 1.5; 2.0; 2.5 and 6.9 (in H2O without acidification- auto-hydrolysis); and other pre- hydrolysis in initial pH equal to 2.5 with a pretreatment in bath under the following conditions: 70 oC and 60 min, pH= 2.5. The temperature and liquor/wood ratio were the same for five pre-hydrolysis. The prehydrolised bamboo chips at chosen condition (auto-hydrolysis: AH) went through a stage of NaOH/AQ pulping and the pulp obtained was bleached by sequence: O-CCE-D-(EP)-D-P. The CCE designates a cold caustic extraction stage. It was possible to produce good quality soluble pulp from the bamboo chips, comparative to that produced from eucalyptus chips, even considering that the chemistry of bamboo chips was not entirely favorable (22.4% lignin, 19.5% xylan, 49.3% cellulose, 16.8% of total extractives and 1.5% ash). The produced pulp showed the brightness of 92.4% and contents of α-cellulose, xylans, extractives and ashes of 94.9%, 5.1%, 0,041% and 0.13%, respectively. The soluble pulp with these characteristics is suitable for the fabrication of viscose aiming to the production of rayon wires and other derivatives of lower requirement on the content of alpha- cellulose.