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Estudo da qualidade de polpas obtidas de serragem, mini-cavacos de madeira e rejeitos da fabricação de celulose kraft de eucalipto Autores: Cristiane Pedrazzi.

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1 Estudo da qualidade de polpas obtidas de serragem, mini-cavacos de madeira e rejeitos da fabricação de celulose kraft de eucalipto Autores: Cristiane Pedrazzi 1, Celso Edmundo Bochetti Foelkel 2, Patrícia de Oliveira 3, Sonia Maria Bitencourt Frizzo 4 O presente trabalho constou da análise de resíduos fibrosos como a serragem grosseira isenta de pó de madeira, minicavacos ou palitos e rejeitos pré-cozidos de indústria de celulose e papel, utilizando-se cavacos normais, como testemunha. Todos foram provenientes de madeira de Eucalyptus spp oriundas do abastecimento da indústria de celulose e papel, visando definir a qualidade, o rendimento bruto e depurado, e as resistências físico-mecânica das polpas dos diferentes materiais, a fim de que os mesmos possam ser utilizados industrialmente. Realizaram-se cozimentos experimentais para alcançar um número Kappa 18, e assim otimizar as condições de cozimento para cada material e a partir destes, cozimentos otimizados. Foi refinada a celulose depurada proveniente de polpas não branqueadas, dos cozimentos da serragem, dos palitos, dos rejeitos e também a polpa resultante dos cavacos normais a qual foi utilizada como amostra comparativa para as demais polpas refinadas. Foram realizados os ensaios físico-mecãnicos de gramatura, espessura, ascensão capilar KLEMM, volume específico e resistência ao ar, à tração, ao rasgo e ao estouro. Entre os materiais analisados, a serragem apresentou menor rendimento bruto (49,04%) e o menor rendimento depurado em celulose (48,29%); os palitos apresentaram valores semelhantes ao dos cavacos normais, tanto para rendimento bruto como para depurado, tendo o rendimento bruto o valor médio para os palitos 51,03% e o rendimento depurado 50,93%. Os maiores valores de rendimento foram encontrados para os rejeitos da indústria (“nós ou rejeitos”), onde o rendimento bruto foi em média de 67,11% e o depurado 66,81%. Para as análises de refino e resistência físico-mecânicas, o comportamento entre as diferentes polpas foram semelhantes, ou seja, não ocorreram modificações significativas entre os diferentes materiais analisados e desta forma tantoa serragem, os palitos como os rejeitos possuem boa resistência físico-mecãnica para serem utilizados na fabricação de papel. A abundância de florestas naturais contribuiu para o aparecimento e o desenvolvimento de diversas indústrias madeireiras no Brasil. Porém, devido à intensa exploração destas florestas, a matéria-prima fibrosa tem-se tornado cada vez mais um recurso escasso para a indústria. A crescente expansão do mercado de celulose e papel tem gerado inúmeras adequações e melhorias constantes em todos os segmentos diretamente ligados ao processo, visando o aumento no rendimento e na qualidade do produto final. Com o desenvolvimento da indústria de celulose e papel, associado à escassez de madeira no mercado, a procura por novas formas de aproveitamento da madeira foi uma das soluções encontradas pelas indústrias para ajudar na solução do problema. Resíduos fibrosos, como os de serrarias e do sistema industrial de fabricação de celulose, podem ser transformados em fontes de lucro, tanto para a utilização como combustível, como para a própria produção de celulose. A utilização, pelas indústrias de celulose e papel, de formas de cavacos não convencionais, obtidos principalmente de resíduos fibrosos, tende a crescer cada vez mais, devido à escassez de material fibroso no mercado, ao custo da madeira na fabricação da celulose e à possibilidade de se ter uma produção mais eco-eficiente. O objetivo deste estudo foi definir a qualidade da celulose kraft obtida de serragem, minicavacos ou palitos e rejeitos pré-cozidos de indústria de celulose e papel; o rendimento de conversão, e as resistências físico-mecânicas das polpas obtidas a partir deles. Foram escolhidos quatro tipos diferentes de materiais fibrosos, sendo que três deles, a serragem, os minicavacos e os rejeitos do digestor foram considerados resíduos ou materiais de segunda qualidade. O quarto material, cavacos normais, serviu de testemunha, era a própria matéria- prima cavacos industriais, em conformidade com os requisitos de qualidade desejados. Realizaram-se cozimentos experimentais para alcançar um número kappa pré-fixado como igual a 18,2  0,8. O consumo real de álcali efetivo pelas diferentes madeiras foi entre 84 e 88% da carga aplicada, exceto para os rejeitos (70%). O refino foi realizado em moinho PFI. As celuloses refinadas e avaliadas eram do tipo não branqueada e depurada e eram provenientes dos cozimentos otimizados da serragem grosseira, dos palitos, dos rejeitos de cozimento e também da polpa testemunha resultante dos cavacos normais. As celuloses não branqueadas foram avaliadas quanto aos seus rendimentos depurados, viscosidade intrínseca, solubilidade em soda a 5% (S5), alvura e ensaios físico-mecânicos (energia de refino, volume específico aparente, resistência ao rasgo,à tração e à ascensão capilar de água Klemm). Foi possível notar comportamentos diferentes para os diversos materiais, entretanto todos foram deslignificados até celuloses não branqueadas sem maiores problemas. As frações de madeira mais diminutas consumiram mais álcali para o cozimento, como era de se esperar pela sua maior superfície de reação ( serragem e palitos). Pode-se observar que a serragem apresentou menor rendimento depurado em celulose (48,29%) e os palitos apresentaram valores próximos aos dos cavacos normais. Os maiores valores de rendimento foram encontrados para os rejeitos da indústria (“nós ou rejeitos”), quando o rendimento depurado foi de 66,81%. As viscosidades foram aceitáveis para as polpas de serragem, palitos e comparáveis às de cavacos normais. A celulose que mais apresentou características desfavoráveis foi a de rejeitos do digestor, com menores viscosidades, solubilidade em soda a 5% e alvuras. Por outro lado, esses rejeitos são normalmente recozidos industrialmente, consumindo baixa carga de álcali e não são relatados problemas de prejuízos à qualidade do produto final devido sua conhecida e praticada reciclagem. De uma maneira geral, as celuloses mostraram curvas parecidas para desenvolver suas propriedades físicas e mecânicas em função do grau Schopper Riegler. Como era de se esperar, algumas diferenças entre as matérias-primas puderam ser notadas, principalmente levando em conta as diferenças tão marcantes quanto ao fracionamento mecânico da madeira na preparação da serragem e dos mini-cavacos ou palitos. Além disso, a polpa de rejeitos era produzida com material fibroso duplamente cozido pelo processo kraft. As propriedades dos rejeitos foram as que mostraram maiores diferenças em relação às demais: apresentaram menores resistências à tração e ao rasgo; maior volume específico aparente e ascenção capilar comparável às melhores. Exceto quanto à resistência ao rasgo, quando os cavacos normais resultaram em melhores celuloses; para as outras propriedades, as celuloses de serragem e de palitos foram equivalentes à celulose referência. Pode-se afirmar que as matérias-primas fibrosas como a serragem grosseira, os mini-cavacos ou palitos e os rejeitos do digestor são tecnicamente viáveis para a produção de polpas kraft, produzindo celuloses de aceitáveis rendimentos e propriedades físico-mecânicas. Desde que sejam adequadamente preparadas e se utilizem condições otimizadas de cozimento, esses materiais são excelentes fontes de fibras para a fabricação de celulose. Com isso, as indústrias passarão a desperdiçar menos, serão mais eco-eficientes e poderão contar com quantidades adicionais de recursos fibrosos de baixo custo, sem comprometer a qualidade do produto final e o manejo e manuseio adequados desses resíduos dependerá de arranjos locais para cada unidade industrial. A idéia é processá-los separadamente, para otimizar resultados e performances e misturar as polpas de resíduos posteriormente com a polpa de cavacos normais, sem prejuízos de qualidade aos produtos finais da indústria. Carvalho, H. G. Efeito da idade de corte da madeira e de variáveis de refino nas propriedades da celulose kraft branqueada de eucalipto. Tese de Mestrado. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa – MG, Out p. Foelkel, C.E.B. Densidade básica; sua verdadeira utilidade como índice de qualidade da madeira de eucalipto para produção de celulose. In: Congresso Florestal Brasileiro, Campos de Jordão, SP Anais, pág. International Organization For Standardization. Cellulose in dilute solutions: determination of limiting viscosity number. Part 1: method in cupriethylene – diamine (CED) solution. Genéve, p. (ISO 5351 – 1: 1981). ___.Paper and board: measurement of diffuse blue reflectance factor (ISO brightness). Genéve, p. (ISO 2470: 1977). ___.Paper and board: determination of tensile properties. Part 1: Constant rate of loading method. Genéve, p.(ISO 1924 – 1: 1992). ___.Paper: determination of tearing resistance (Elmendorf method). Genéve, p. (ISO 1974: 1990). ___.Pulps: determination of alkali solubility. Genéve p. (ISO 692: 1982). ___.Pulps: determination of kappa number. Genéve p. (ISO 302: 1981). ___.Pulps: determination of drainability. Part 1: Shopper Riegler method. Genéve, p. (ISO 5267 – 1: 1979). Klabin Riocell. Determinação da ascensão capilar Klemm. Guaíba, (19..) d. (DT ). Oliveira, R.C & Sabioni, L. Impacto de variáveis de refino e da adição de fibras virgens na recuperação da qualidade de papeis de eucalipto decorrentes da reciclagem. Viçosa, p. 80. Riocell. Cozimento Kraft. Guaíba (1997). 13p. ___.Determinação da densidade básica da madeira. Guaíba, (19..) b, 5p. ___.Papel: espessura e volume. Guaíba,1994 d, 6p. (DT 8020 – 07 –113-3). Technical Association of the Pulp and paper Industry. Analysis of soda and sulfate black liquor. Atlanta, p. (T625 om – 85). ___. Bursting strength of paper. Atlanta, p. (T403 cm – 91) ___.Air resistance of paper. Atlanta, p. (T460 om – 88). ___.Forming handsheets for physical test of pulp. Atlanta, p. (T205 om – 88). ___.Sampling and testing wood pulp shipments for moisture: T 210 cm – 93. Atlanta, UFSM. Estrutura e apresentação de monografias, dissertações e teses - MDT. Santa Maria: PRPGP/UFSM, 5 ed., Laboratório de Química da Madeira Departamento de Química-CCNE Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS – BR 2 Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Porto Alegre Rio Grande do Sul – Brasil 3 Grau Celsius Ltda – Porto Alegre Rio Grande do Sul – Brasil Tabela 1 Rendimento depurado, % Viscosidade, cm³/g Alvura, %IS0 S 5, % Consumo álcali efetivo, % base madeira Serragem 48, ,0 11,0 16,9 Palitos / Mini-cavacos 50, ,5 9,6 15,7 Rejeitos 66, ,9 9,6 7,3 Cavacos normais 51, ,6 10,3 15,1 Resumo Introdução Material e Métodos Resultados Conclusões Bibliografia


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