Importância relativa da densidade básica e da constituição química de madeira de Eucalyptus spp. no rendimento, branqueabilidade e qualidade da polpa kraft

Abstract

Dez madeiras do gênero Eucalyptus, com idades, espaçamentos e procedências diversas foram transformadas em polpa celulósica kraft marrom de kappa 17-18 e branqueadas até alvura de 90% ISO, utilizando a seqüência ECF de branqueamento O-D-PO-D. As características físicas e químicas das madeiras e das polpas marrons e branqueadas foram medidas e avaliadas. As dimensões das fibras foram medidas opticamente, utilizando as fibras branqueadas. As polpas foram refinadas em moinho PFI e transformadas em folhas. Os parâmetros de qualidade das polpas (propriedades ópticas, higroscópicas e mecânicas) foram avaliados e comparados entre si. Os resultados do estudo foram analisados e interpretados estatisticamente, por meio de análise de regressão e análise de correlação. Não se observou correlação significativa entre a densidade básica e o teor de carboidratos das madeiras. No processo de polpação, a densidade básica da madeira teve influência na carga de álcali, no consumo de madeira e na viscosidade da polpa deslignificada com oxigênio. O rendimento gravimétrico, a viscosidade da polpa marrom, o teor de sólidos secos no licor preto e a taxa de deslignificação com oxigênio foram afetados pelo teor de carboidratos totais da madeira. As variáveis densidade básica e teor de carboidratos totais da madeira influenciaram o peso de fibra por comprimento (coarseness), enquanto a densidade básica foi afetada pela largura da fibra e pelo diâmetro do lúmen. As resistências à tração e à passagem de ar das polpas refinadas a 30 oSR foram afetadas pelas variáveis densidade básica e teor de carboidratos totais da madeira. As propriedades higroscópicas (capilaridade Klemm e índice de retenção de água) foram influenciadas somente pela densidade básica da madeira. Na análise de regressão para as variáveis associadas com propriedades mecânicas das polpas branqueadas refinadas, tendo como variáveis independentes a densidade básica e teor de hemiceluloses de polpa marrom, observou-se influência significativa na resistência ao rasgo e no índice de retenção de água. Os resultados demonstraram a necessidade de considerar alguns importantes parâmetros no processo de seleção de clones para o fim específico de fabricar celulose branqueada de eucalipto, dentre os quais a densidade básica e o teor de carboidratos totais da madeira, o rendimento em celulose e os teores de celulose e de hemiceluloses da polpa marrom.

Ten Eucalyptus wood from different species, ages, spacings and origins were transformed in to kraft pulp with kappa number 17-18 and bleached to 90% ISO brightness with the O-D-PO-D bleach sequence. The physical and chemical characteristics of the wood, brown pulps and bleached pulp samples were measured and evaluated. Wood fiber dimensions were optically measured using bleached fibers. The pulps were PFI refined and handsheets were made. The quality of the pulps (optical, hygroscopic and mechanical properties) was measured and compared. The results of the study were analyzed and statistically interpreted by means of regression and correlation analysis. No significant correlation was found between wood density and the total carbohydrate content. These two independent variables had small effect over organic and inorganic wood composition. In the pulping process, wood density had higher influence in the alkali charge requirement, wood consumption and in the oxygen- delignified pulp viscosity. Pulp yield, brown pulp viscosity, black liquor dry solid content and oxygen-delignification rate were more strongly affected by the wood carbohydrate content. The independent variables also affected bleached pulp coarseness while wood basic density affected the fiber width and lumen diameter. Air and stress resistance of bleached and refined pulps to 30 SRo (Schopper-Riegler) were affected by the independent variables while hygroscopic properties (water retention) were affected only by the wood density. Regression analysis of independent variables consisting of wood basic density and brown pulp hemicelulose content with mechanical properties of refined pulps did no indicate any significant influence. The results showed the need for consideration of some important parameters of the wood selection process for bleached kraft eucalypt pulp production, namely, wood basic density as well as total carbohydrate content, process yield, cellulose and hemicelluloses content.