Determinação da perda de rendimento da deslenhificação por O₂

Abstract

A pré-deslenhificação com oxigénio tem sido implementada nas unidades de branqueamento, por apresentar benefícios ambientais, técnicos e económicos. Este processo permite diminuir a carga dos reagentes na sequência de branqueamento, como o dióxido de cloro, o que resulta numa diminuição dos AOX. No entanto, o uso de oxigénio como agente de deslenhificação é limitado devido à baixa seletividade. O objetivo deste estudo é quantificar as perdas de rendimento da pré deslenhificação por oxigénio de pastas kraft de Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens e Eucalyptus urograndis com diferentes índices kappa. Nesse sentido, as três espécies foram cozidas para obter um índice kappa na gama entre 12 e 20. Posteriormente, submeteram-se as pastas à deslenhificação com oxigénio num reator PARR, com condições semelhantes à indústria, decorreu a 98 °C, 6 bar, 70 minutos, 2 % de NaOH e 4 % de consistência. Para caracterizar a pasta crua e deslenhificada recorreu-se à determinação do índice kappa, determinação da viscosidade intrínseca que permite avaliar o grau de degradação da celulose, o teor de ácidos hexenurónicos e o teor de pentosanas. Os cozimentos kraft das madeiras revelaram a necessidade de uma maior carga alcalina ativa para a espécie E. urograndis para obter pastas com o mesmo índice kappa. O aumento da carga alcalina no cozimento kraft faz diminuir o valor de todas as características da pasta. Após a deslenhificação com oxigénio as pastas cruas com menor índice kappa demostraram uma redução de aproximadamente 5 unidades, as pastas com maior índice kappa reduziram entre 7 e 9 unidades. A viscosidade intrínseca e o teor de pentosanas diminuíram face aos resultados obtidos para a pasta crua. Em relação à seletividade do processo, esta demostrou ser mais seletiva para a espécie E. globulus e menos seletiva para o E. urograndis. O teor de ácidos hexenurónicos da pasta crua e da pasta deslenhificada foi semelhante, o que comprovou que estes não reagem numa etapa de oxigénio. Por fim, a representação gráfica da variação da perda de rendimento com a queda do índice kappa é traduzida por uma função linear. A perda de rendimento da pré-deslenhificação por oxigénio variou entre 1 e 3 %, tendo sido superior na espécie E. urograndis. No E. globulus e E. nitens os rendimentos foram semelhantes, no entanto o E. nitens foi o que demostrou ter menor perda de rendimento. A variação da perda de rendimento entre espécies pode ser explicada pela proporção da perda de lenhina e pentosanas.

Oxygen delignification has been implemented in bleaching units, as it has environmental, technical, and economic benefits. This process reduces the reagents charge in the following bleaching steps, such as chlorine dioxide, which results in a decrease in AOX. However, the use of oxygen as a delignification agent is limited due to low selectivity. The aim of this study is to quantify the yield loss of oxygen delignification of kraft pulp of Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens and Eucalyptus urograndis with different kappa numbers. In this sense, the three species were cooked to obtain a kappa number in the range between 12 and 20. Afterwards, the pulp was submitted to oxygen delignification in a PARR reactor, with conditions similar to the industry, it occurred at 98 °C, 6 bar, 70 minutes, 2 % NaOH and 4 % consistency. To characterize the raw and bleach pulp, the kappa number was determined, the intrinsic viscosity that permits to evaluate the degree of degradation of cellulose, the content of hexenuronic acids and the pentosans content. The kraft cooking of the woods revealed the need for a higher active alkaline load for E. urograndis to obtain pulps with the same kappa number. The increase in alkaline load in kraft cooking decreases the value of all the characteristics of the pulp. After oxygen delignification, the raw pulps with the lowest kappa number showed a reduction of approximately 5 units, the pulps with the highest kappa number reduced between 7 and 9 units. The intrinsic viscosity and the pentosans content decreased in relation to the results obtained for the raw pulp. Regarding the selectivity of the process, it proved to be more selective for the species E. globulus and less selective for E. urograndis. The hexenuronic acid content of raw pulp and bleached pulp was similar, which proved that they do not react in an oxygen stage. Finally, the graphical representation of the variation of yield loss with the drop of the kappa number is translated by a linear function. The loss of oxygen delignification yield was between 1 and 3 %, being higher in the species E. urograndis. The E. globulus and E. nitens yield were similar, however the E. nitens was the one that showed the lowest loss. The variation in yield loss between species can be explained by the proportion of lignin and pentosans loss.