Simulação de cozimento kraft em micro-ondas : avaliação de folhosas

Abstract

A procura de métodos de avaliação de aptidão ao cozimento kraft implicando o uso de menos reagentes, mais expeditos e com menor quantidade de amostra tem sido realizada, e o tratamento por micro-ondas apresenta potencialidades nesta área. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um método de cozimento kraft alternativo utilizando para tal o tratamento por micro-ondas. As condições do cozimento, nomeadamente a temperatura, tempo de cozimento e a alcalinidade ativa foram ajustadas visando obter pasta de Eucalyptus globulus crua com índice kappa (IK) próximo de 16. A madeira foi caracterizada quimicamente e o seu cozimento pelo método kraft foi realizado utilizando um digestor rotativo convencional, na forma de aparas, e pelo reator de micro-ondas MARS 5 da CEM Corporation, utilizando a granulometria de 250 a 425μm, utilizando um suporte giratório de 12 vasos onde se avaliou inicialmente o rendimento total e índice kappa obtidos de cada digestor. Após o ajuste das condições, as pastas obtidas foram também caracterizadas quimicamente e comparadas. A temperatura de cozimento foi obtida a partir da realização de ensaios preliminares do reator de micro-ondas, tendo-se fixado em 150ºC, e as características do licor obtidas através do cozimento em digestor rotativo convencional para IK 16 que foi de alcali ativo estimado de 185gNa2O/kgmadeira para um índice sulfureto de 28% e atividade de 90%. A simulação de cozimento em micro-ondas com tempos de cozimento de 25 minutos, incluindo rampa de aquecimento, permitiu obter pastas mais deslenhificadas do que as obtidas pelo método convencional. Com este método o alcali ativo necessário para atingir o IK de 16 situa-se entre 170 e 120gNa2O/kgmadeira. As pastas de micro-ondas caracterizadas apresentaram maiores teores de celulose e menores teores de hemiceluloses. Conclui-se assim que o método de cozimento utilizando micro-ondas é uma alternativa mais expedita para a obtenção de pastas. O estudo de outras alcalinidades e espécies, assim como a remoção de incozidos e repetibilidade do equipamento são desafios para estudar no futuro.

Kraft pulping aptitude evaluation methods involving the use of less reagents, more expeditious and with less quantity of sample is an important issue nowadays, and the microwave treatment has potential in this area. The aim of this work was the development of an alternative and quick kraft pulping method using microwave treatment. The pulping conditions, namely temperature, pulping time and active alkalinity, were adjusted to obtain unbleached kraft pulp of Eucalyptus globulus with kappa number (KN) close to 16. The wood was chemically characterized and its cooking by the kraft method was carried out using a conventional rotary digester in the form of chips and by the CEM Corporation’s 12 vessels MARS 5 microwave reactor, using 250 to 425μm sawdust. The total yield and KN of each digester were evaluated. After adjusting the microwave conditions the unbleached pulps were also characterized chemically and compared. The cooking temperature was obtained from preliminary tests of the microwave reactor being set at 150ºC, and the characteristics of the liquor obtained through the cooking in conventional rotary digester for KN 16, being prepared a liquor with an active alkali of 185gNa2O/kgwood for sulphidity of 28% and 90% activity. The simulation of microwave cooking with cooking times of 25 minutes, including the ramp to temperature, allowed to obtain more delignified pulps than those obtained by the conventional method with a duration of 197 minutes .Microwave pulps with KN around of 16 can be obtained using active alkalinity between 120 and 170gNa2O/kgwood. An increase of cellulose content and decrease of xylans were detected in microwave kraft pulps comparing with rotary digester pulps. It is concluded that the pulping method using microwaves is an expeditious alternative for obtaining unbleached pulps. The use of other active alkali charges and wood species, the removal of rejects process and repeatability of the equipment are some challenges to future studies.