Um novo conceito de branqueamento de polpa kraft de eucalipto com ozônio em média consistência

Abstract

NEW CONCEPT OF MEDIUM CONSISTENCY OZONE BLEACHING FOR EUCALYPT KRAFT PULP. The effect of hot acid hydrolysis (A-stage) pretreatment on the ozone (Z/E) performance at medium consistency was evaluated. An experimental plan was set up involving full optimization of A and Z/E stages for an oxygen delignified eucalypt kraft pulp. A-stage caused significant kappa and HexA drop, and the optimum condition for this stage being pH 3.0, 90 °C, 120 minutes at 10% consistency. For A-stage pretreated pulp, the conditions for maximum Z/E-stage efficiency and selectivity were pH 2.5, 40 °C, 5.0 kg O 3 adt -1 pulp for the (Z/)-treatment and pH 10.5 for the alkaline extraction (E). The values of kappa drop per kilogram of ozone applied were 1.04 and 1.18 for A-stage pretreated and reference pulps, respectively. Since the A-stage pretreatment did not decrease the (Z/E)-stage efficiency to a large extent, such stages are complementary rather than competitive. The potential of the A-stage pretreatment to save bleaching chemicals is quite large given that pulp kappa number (brightness) after Z/E and AZ/E treatments were 5.5 (brightness 67.3% ISO) and 1.1 (brightness 72.6% ISO), respectively. The impact of the A-stage pretreatment on overall bleaching performance, comparing the sequences Z/EDP and AZ/EDP will be a matter of other publication on the subject.Keywords: eucalypt; bleaching; hot acid hydrolysis; ozone; hexenuronic acid. INTRODUÇÃOPor muitos anos, a lignina foi considerada o único componente da madeira responsável pelo consumo de reagentes químicos durante o branqueamento de polpa celulósica. No início dos anos noventa, a presença dos ácidos 4-desoxihex-4-enurônicos na polpa, chamados de hexenurônicos (HexA), foi confirmada pela técnica de Ressonância Magnética Nuclear e o seu efeito sobre o número kappa e consumo de reagentes químicos no branqueamento puderam ser estudados. 1,2 O grande problema causado pela presença dos HexA na polpa é que eles reagem com compostos eletrofílicos, como o ozônio e dióxido de cloro, usados durante o branqueamento. 3,4 Os HexA são formados após o cozimento alcalino devido à b-eliminação de metanol da estrutura dos ácidos 4-O-metil-a-Dglucourônicos, os quais estão ligados covalentemente às xilanas presentes na madeira (Figura 1). 2,5 Com o intuito de remover os HexA antes de se iniciar uma sequência de branqueamento, o estágio de hidrólise ácida a quente (estágio A) foi desenvolvido, resultando em significativa economia de reagentes químicos, 1,6,7 além de se tratar de uma técnica de baixo custo. O estágio A se baseia no tratamento da polpa com solução de ácido mineral (ácido sulfúrico, clorídrico ou nítrico) em pH 2,5-4 e temperaturas em torno de 85-105 °C. 8 Nestas condições, a estrutura dos HexA se degrada, dando origem a estruturas derivadas do furano (Figura 2), que são, então, solúveis em água. 1,2 Porém, mesmo nas mais severas condições, não é possível removê-los completamente. Uma parcela de aproximadamente 20% ainda permanece na polpa. 9 Condições extremas causariam perda de viscosida...

Effect of Introducing Ozone Prior to Elemental Chlorine Free Bleaching of Wheat Straw Pulp on Pulp, Paper and Effluent Properties

“…Until now, the majority of the research studies on ozone bleaching were performed on softwood or hardwood kraft pulps. [5][6][7][8][9] Very scanty literature is available on the ozone bleaching of non-wood pulps. [10][11][12] Earlier, the main parameters affecting the ozone bleaching of wheat straw pulp were determined using the Plackett-Burman design, 13 and the ozone bleaching conditions for wheat straw soda pulp were further optimized using response surface methodology.…”