Efeito hiperbárico na deslenhificação da pasta com oxigénio

Abstract

O branqueamento faz parte do processo de fabrico de pasta para papel. Contudo, este é um processo complexo que exige um elevado consumo de reagentes, contribuindo significativamente para os elevados custos da produção de pastas. A implementação de um estágio de oxigénio no processo de branqueamento diminui não só os custos processuais mas também o nível de segurança ambiental. No entanto, a eficiência deste processo de deslenhificação é relativamente baixa, afetando as propriedades físicas da pasta. De modo a melhorar a aptidão da deslenhificação de pasta kraft, este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito do pré-tratamento hiperbárico de pasta crua na velocidade de deslenhificação num estágio de oxigénio e nos restantes estágios de branqueamento ECF numa sequência DEDD, bem como na qualidade final das pastas brancas. Para atingir esses objetivos foi realizado um estudo comparativo do branqueamento entre uma pasta kraft de Eucalyptus globulus como padrão sem qualquer tipo de pré-tratamento e pastas pré-tratadas a pressões elevadas. Inicialmente, a nível laboratorial, foi efetuada uma avaliação prévia do efeito do pré-tratamento de pastas para estudar a deslenhificação destas com oxigénio a 400 MPa com diferentes tempos de pressurização. As amostras foram caracterizadas e verificou-se que o prétratamento teve um efeito positivo sobretudo quando pressurizadas a 400MPa durante 15 minutos, permitindo diminuir o índice kappa da pasta crua em cerca de 8% face à pasta padrão. Ao verificar este efeito, as pastas pré-tratadas foram avaliadas ao nível piloto, seguindo o estudo sequencial: deslenhificação com oxigénio; sequência DEDD e finalmente a análise das propriedades físico-mecânicas. Os resultados obtidos demonstraram que a deslenhificação é mais eficaz para pastas prétratadas a 550MPa durante 1,5 minutos. Após a sequência OD0E1D1D2, a brancura obtida foi 89,5% ISO. Em relação às propriedades físicomecânicas, as pastas foram refinadas a 2000 rotações PFI e verificou-se que a pasta tratada por hiper-pressão a 550MPa durante 10 minutos apresenta melhorias significativas em algumas propriedades, nomeadamente na rugosidade, rasgamento e nas ligações entre as fibras. No entanto, a pasta pré-tratada a 400MPa durante 15minutos possui melhores propriedades físico-mecânicas, sendo mais resistente à tração e ao rebentamento.

Wood pulp bleaching is part of the paper pulp making process. It is, however, a complex process which requires high quantities of reagents, strongly contributing for higher prices on the pulp production. The implementation of an oxygen phase in the bleaching process decreases not only process costs but also the environmental security level. However, the efficiency of the delignification process is relatively low, which affects pulp’s physical properties. In order to improve delignification capability of the kraft pulp, this work has the purpose of evaluating the effect of a hyperbaric pretreatment of the raw pulp in the delignification velocity on an oxygen stage and on the remaining stages of ECF bleaching, with a DEDD sequence, as well as the final quality of bleached pulps. To achieve these goals, a comparative bleaching study between an Eucalyptus globulus kraft pulp as pattern without any pre-treatment and Eucalyptus. globulus pre-treated at high pressures. Inicially, at laboratorial level, a previous evaluation of pre-treatment effect on Eucalyptus globulus pulps was made to study their delignification with oxygen at 400 MPa with different times of pressurization. The samples were characterized and found that pre-treatment had a positive effect especially when pressurized at 400 MPa for 15 minutes allowing reduce the kappa index of unbleached pulp by about 8% compared to pattern pulp. By checking this effect, pretreated pulps were evaluated at pilot level, following the sequential study: delignification with oxygen, DEDD sequence and, finally, analysis of physical and mechanical properties. The results demonstrated that delignification is more effective for pretreated pulps at 550 MPa and 1,5 minutes. After OD0E1D1D2, the brightness obtained was 89.5% ISO. In relation to the physical and mechanical properties, the pulps were refinated at 2000 rpm PFI equipment and found that pulp treated by high-pressure at 550MPa during 10 minutes present significative improvements on some properties, normally, roughness, tear strength and in the linkages between fibers. However, pretreated pulp at 400MPa during 15 minutes denote better physical and mechanical properties being more resistant to traction and to disruption.