Previsão das propriedades físicas do papel kraft por espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS)

Abstract

Recebido em 25/5/08; aceito em 26/1/09; publicado na web em 3/7/09 ESTIMATION OF PHYSICAL PROPERTIES OF KRAFT PAPER BY NEAR INFRARED SPECTROSCOPY AN PARTIAL LEAST SQUARES REGRESSION. The main objective of the present work is represented by the characterization of the physical properties of industrial kraft paper (i.e. transversal and longitudinal tear resistance, transversal traction resistance, bursting or crack resistance, longitudinal and transversal compression resistance (SCT (Compressive Strength Tester) and compression resistance (RCT-Ring Crush Test)) by near infrared spectroscopy associated to partial least squares regression. Several multivariate models were developed, many of them with high prevision capacity. In general, low prevision errors were observed and regression coefficients that are comparable with those provided by conventional standard methodologies.Keywords: kraft paper; multivariate calibration; near infrared spectroscopy. INTRODUÇÃONo Brasil, a madeira para celulose e papel provém de várias espé-cies arbóreas de eucalipto e pinus, destacando-se Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna, Eucalyptus urophyla, outras em menor escala. As de pinus correspondem a Pinus elliottii, Pinus taeda e Pinus caribea.O processo de obtenção de polpa de madeira antecede a produção de papel, sendo genericamente definido como polpação. O processo envolve a separação das fibras da madeira mediante a utilização de energia mecânica, térmica ou química ou a combinação das três. O processo químico tem como objetivo a dissolução da lignina, preservando a maior parte da celulose e hemicelulose.A polpa kraft (palavra alemã que significa forte) origina papéis de maior resistência e coloração escura.1 De acordo com o mesmo autor, as principais variáveis que afetam o processo de polpação kraft estão relacionadas com as características dos cavacos de madeira (espécie, qualidade, umidade, densidade), do licor de cozimento (concentração de álcali ativo), do controle da polpação (relação licor:madeira, temperatura, pressão, curva tempo/temperatura (fator H)), além de outros parâmetros como grau de deslignificação desejado (indicado pelo número kappa) e álcali residual. De maneira geral, as empresas buscam uma variação mínina no processo e na qualidade da polpa, controlando rigorosamente as variáveis de polpação. Desta maneira, consegue-se um produto uniforme, com qualidade compatível com as especificações finais, delimitadas pelos testes de resistência do papel.Antes da polpa ser encaminhada à máquina de papel passa por um processo chamado de refinação, em que as fibras são submetidas à ação mecânica, tendo como consequência penetração de água na parede celular, ruptura de algumas ligações de hidrogênio entre fibras e fibrilação da parede primária, o que contribui com o aumento da flexibilidade das fibras e melhora do entrelaçamento. 1,2Um aumento no processo de refinação provoca decréscimo da resistência ao rasgo, devido ao aumento do número de cortes nas fibras, e aumento da resistência ao arrebentamento e à tração, conse...

Ressignificação do papel Kraft descartado: possibilidade de novos produtos através da reciclagem

“…Já em 1885, na suécia, O novo processo de polpação foi utilizado comercialmente, onde "as propriedades de resistência superiores foram reconhecidas e os novos tipos de papéis foram chamados papéis kraft ou fortes." SAMISTRARO (et al 2009,p.1) afirma que a polpa proveniente do "kraft (palavra alemã que significa forte)", produz papéis possuindo uma resistência maior e de coloração escura. Hoje em dia o kraft é muito utilizado em embalagens, no artesanato, nos rolos de papel higiênico e etc.…”

NIR spectroscopy can evaluate the crystallinity and the tensile and burst strengths of nanocellulosic films

“…and estimated by NIR Spectroscopy. Samistraro and Muniz (2009) reported NIR based calibrations to estimate the properties of Kraft paper with R 2 in calibrations of 0,88 for burst and of 0,86 for transversal tensile using nine and six latent variables, respectively.…”

“…Regarding to cellulosic pulp, many studies have presented promising results for quantitative analysis of its properties through NIR (Fardim et al 2002, Pereira et al 2015, including the efficiency and Kappa number (Henriksen et al 2005, Alves et al 2007, Santos et al 2014. The investigation of the potential of NIR spectroscopy in order to estimate the mechanical properties of paper is relatively limited, although some studies have presented promising findings (Fardim et al 2005, Trafela et al 2007, Samistraro and Muniz, 2009). To our knowledge, there is no study reporting the use of NIR spectroscopy and multivariate statistics in order to estimate the technological characteristics of nanocellulosic films.…”

Application of GA-PLS and GA-KPLS calculations for the prediction of the retention indices of essential oils

“…Partial least squares PLS is a linear multivariate method for relating the process variables X with responses Y. PLS can analyze data with strongly collinear, noisy, and numerous variables 24 in both X and Y. PLS reduces the dimension of the predictor variables by extracting factors or latent variables that are correlated with Y while capturing a large amount of the variations in X. This means that PLS maximizes the covariance between matrices X and Y.…”