Controlo da alfa-celulose da pasta solúvel no processo de branqueamento

Abstract

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo das condições de operação de um processo de branqueamento TCF, de produção de pasta solúvel, com vista a obter teores de alfa-celulose que permitam a diversificação das suas aplicações. A produção de pasta solúvel tem vindo a aumentar bastante nas últimas décadas, sendo atualmente um segmento fundamental na indústria química, uma vez que é percursor de diversos produtos químicos. A aplicação das diversas pastas solúveis, produzidas por diferentes processos, é determinada pelos parâmetros de qualidade das mesmas, nomeadamente pelo teor de celulose presente na pasta. A Caima – Indústria de Celulose, S.A. propôs a implementação da sequência EOP-O-A-P para branqueamento da pasta solúvel, a qual é traduzida nos estágios de extração alcalina com adição de oxigénio e peróxido de hidrogénio (EOP), deslenhificação com oxigénio (O), lavagem ácida (A) e branqueamento com peróxido de hidrogénio (P). Com vista a aumentar o teor de alfa-celulose da pasta após todo o processo de branqueamento, foi efetuado um estudo de otimização das condições de operação usadas na primeira etapa do branqueamento (EOP). Neste estágio, há eliminação de diversos compostos, como lenhina e outros produtos de degradação dos componentes da madeira, o que permite a purificação da celulose. O principal objetivo do trabalho consistiu na obtenção de teores de alfa-celulose iguais ou superiores a 93%, possibilitando a sua aplicação em diversos derivados de celulose. Desta forma, foram realizadas diversas extrações alcalinas num reator laboratorial, variando as diferentes condições de operação, como tempo de residência (60 e 120 minutos), carga alcalina (40, 60, 80, 100, 200 e 400 kg de hidróxido de sódio por cada tonelada de pasta) e temperatura (90, 105 e 120ºC). Após a análise das pastas obtidas foram escolhidas as condições mais adequadas para o estágio em estudo, tendo em conta diversos parâmetros de qualidade, mas essencialmente o teor de alfa-celulose. De seguida, foi realizada a sequência completa de branqueamento proposta, em reator, usando as condições otimizadas na primeira etapa, que permitiram obter um teor de alfa-celulose de 92,9%.

The main purpose of this paper was the study of TCF bleaching process of dissolving pulp production, in order to obtain a higher alpha-cellulose content that allows a diversification of applications. The production of dissolving pulp have been increasing in the last decades, currently being fundamental in various sections of chemical industry. It is the precursor of several chemical products, with applications in many areas determined by pulp’s quality parameters, namely by the cellulose content. The implementation of bleaching sequence EOP-O-A-P (alkaline extraction with addition of oxygen and hydrogen peroxide (EOP), oxygen delignification (O), acid wash (A) and bleaching with hydrogen peroxid (P)) was proposed by Caima – Indústria de Celulose. In order to increase the pulp’s alpha-cellulose content, the operating conditions of akaline extraction stage (EOP) were assessed and optimized. Alkaline extraction is the first step of bleaching process adopted in Caima - Indústria de Celulose, S.A., where various compounds are eliminated, such as lignin and chromophores. The main purpose of this optimization was to obtain at least 93% of alpha-cellulose, in order to diversify the possible applications. At this stage were performed several alkaline extractions, in a reactor, with different operating conditions, such as residence time (60 and 120 minutes), alkaline load (40, 60, 80, 100, 200 and 400 kg of sodium hydroxide per ton of pup) and temperature (90, 105 and 120ºC). After the analysis of the obtained pulps, the most suitable conditions for the study were chosen. For this choice were considered several parameters of quality, but essentially the content of alpha-cellulose. Then, the entire bleaching sequence was performed in a pilot reactor using the studied optimized conditions. At the end was possible to obtain a 92,9% alpha-cellulose content.