Delignification and cellulose degradation kinetics models for high lignin content softwood Kraft pulp during flow-through oxygen delignification

Jafari, Vahid; Nieminen, Kaarlo; Sixta, Herbert; Heiningen, Adriaan van

doi:10.1007/s10570-015-0593-3

Cited by 19 publications

(22 citation statements)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Os parâmetros do modelo citados na literatura apresentam ordens de grandeza e valores bastante distintos, sugerindo uma forte dependência de todas as matérias prima envolvidas e das condições operacionais. O modelo cinético escolhido para realizar a simulação foi o modelo de Jafari (2015), que é descrito da seguinte forma [2]:…”

Section: Escolha Do Modelo Cinéticounclassified

Modelagem e Simulação de um Reator de Deslignificação com Oxigênio

Maeiski¹,

Neitzel²,

Lara³

2018

Anais Do III Simpósio Paranaense De Modelagem, Simulação E Controle De Processos - SIMPROC 2018

View full text Add to dashboard Cite

A otimização dos processos industriais por meio da simulação é uma alternativa interessante, pois possibilita um controle maior das condições operacionais do processo. Assim o objetivo desse trabalho é modelar e simular um reator de deslignificação com oxigênio, visando sua otimização. Foi avaliada a influência da fluidodinâmica do reator na simulação, o que possibilitou determinar que o escoamento ao longo do reator é não ideal, e que existem regiões no reator com a presença de canal preferencial e de zonas estagnantes o que afeta diretamente a eficiência da deslignificação com oxigênio. As simulações foram realizadas em 2D e 3D. Na simulação 2D verificou-se a existência de três zonas principais dentro do reator, que mostraram uma recirculação maior nas partes mais inferiores, próximas ao distribuidor, já no comprimento do reator tem-se uma corrente ascendente sem mistura significativa, e zonas de recirculação no topo. Na simulação 3D pode-se analisar uma melhoria na recirculação ao longo do reator, isso é devido aos orifícios que foram adicionados para a distribuição da polpa, também houve melhoria no coeficiente de viscosidade não sendo observado caminho preferencial próximo a parede do reator como na simulação 2D. Palavras-chave: otimização de processos; modelagem; influência da fluidodinâmica.

show abstract

Section: Escolha Do Modelo Cinéticounclassified

Modelagem e Simulação de um Reator de Deslignificação com Oxigênio

Maeiski¹,

Neitzel²,

Lara³

2018

Anais Do III Simpósio Paranaense De Modelagem, Simulação E Controle De Processos - SIMPROC 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Vários pesquisadores propuseram modelos baseados na Equação 1 que representa a taxa de variação da quantidade de lignina no tempo ou baseados na Equação 6 que representa a taxa de variação do Número Kappa com o tempo 21,26,[28][29][30] Há vários modelos existentes na literatura. O que difere um modelo de outro são as condições experimentais, número Kappa inicial, tipo de reator utilizado no experimento, tipo e origem da madeira, variáveis de operação e consistência da polpa que juntos refletem nos parâmetros do modelo.…”

Section: − = •unclassified

Analysis of Kinetic Models for the Rate of Delignification with Oxygen in the Industrial Process of Pre-Bleaching Cellulose Pulp

Miguel¹,

Junior²

2018

Rev. Virtual Quim.

View full text Add to dashboard Cite

Lignin is a macromolecule formed from three precursors p-hydroxy-cinnamic-alcohols. This substance is present in the cellulosic pulp and decreases its whiteness. Therefore, it must be removed by delignifying agents in the bleaching process of the cellulosic pulp. Since the use of oxygen as a delignifying agent of cellulosic pulp, researchers have proposed mathematical models to describe the phenomenon of delignification. The literature on mathematical modeling of the oxygen delignification process is vast and complex, involving kinetic concepts, mass transfer and calculations related to reactors. In this work, a history of the oxygen delignification process and a survey of the types of models of this process are presented. The levels of complexity of each model and their applicability are analyzed and discussed, being they classified according to criteria established in this work.

show abstract

“…Despite the complex aryl-ether bonds and carbon-carbon linkages in lignin aromatic units [1], the reactive oxygen in its aqueous solution attracts the aromatic units [2] and induces the formation of phenolic radicals [3], thereby efficiently triggering the breakage of aryl-ether bonds and decomposing lignin into smaller fragments [4,5]. However, the effectiveness of an oxygen delignification stage is usually limited to 50% in the pulp and papermaking industry [6,7], otherwise, a severe decomposition of carbohydrates occurs with undesired viscosity deterioration along with the physical strength loss of pulp [8,9]. Various pretreatment and reinforcement methods have been studied in combination with oxygen delignification to improve its overall performance [10][11][12].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The Dual Effect of Ionic Liquid Pretreatment on the Eucalyptus Kraft Pulp during Oxygen Delignification Process

Liu

Peng

et al. 2021

Polymers

View full text Add to dashboard Cite

Oxygen delignification presents high efficiency but causes damage to cellulose, therefore leading to an undesired loss in pulp strength. The effect of ionic liquid pretreatment of [BMIM][HSO4] and [TEA][HSO4] on oxygen delignification of the eucalyptus kraft pulp was investigated at 10% IL loading and 10% pulp consistency, after which composition analysis, pulp and fiber characterizations, and the mechanism of lignin degradation were carried out. A possible dual effect of enhancing delignification and protecting fibers from oxidation damage occurred simultaneously. The proposed [TEA][HSO4] pretreatment facilitated lignin removal in oxygen delignification and provided fibers with improved DP, fiber length and width, and curl index, resulting in the enhanced physical strength of pulp. Particularly, its folding endurance improved by 110%. An unusual brightness reduction was identified, followed by detailed characterization on the pulps and extracted lignin with FTIR, UV, XPS, and HSQC. It was proposed that [TEA][HSO4] catalyzed the cleavage of β-O-4 bonds in lignin during the oxygen delignification, with the formation of Hibbert’s ketones and quinonoid compounds. The decomposed lignin dissolved and migrated to the fiber surface, where they facilitated the access of the oxidation agent and protected the fiber framework from oxidation damage. Therefore, it was concluded that ionic liquid pretreatment has a dual effect on oxygen delignification.

show abstract

Delignification and cellulose degradation kinetics models for high lignin content softwood Kraft pulp during flow-through oxygen delignification

Cited by 19 publications

References 14 publications

Modelagem e Simulação de um Reator de Deslignificação com Oxigênio

Modelagem e Simulação de um Reator de Deslignificação com Oxigênio

Analysis of Kinetic Models for the Rate of Delignification with Oxygen in the Industrial Process of Pre-Bleaching Cellulose Pulp

The Dual Effect of Ionic Liquid Pretreatment on the Eucalyptus Kraft Pulp during Oxygen Delignification Process

Contact Info

Product

Resources

About