Cinética de deslignificação organossolve

• Ano de defesa: 1995
• Autor(a) principal: Araujo, Eduardo Santos de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: cinética; kinetics; organossolve; organsolv; polpação; pulping
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-07082025-103607/

Os estudos cinéticos e mecanísticos das reações de polpação/deslignificação de madeiras são indispensáveis para a otimização dos processos que visam à utilização de polpas celulósicas. Os processos de polpação/deslignificação atualmente em operação industrial (Kraft, Soda e Sulfito) já foram extensivamente estudados e apresentam três fases cineticamente distintas: 1. A deslignificação inicial, etapa muito rápida, onde ocorre maior dissolução de polioses; 2. A deslignificação principal, ligeiramente mais lenta, responsável pela remoção de até 75% da lignina originalmente presente na madeira; 3. A deslignificação residual, de menor velocidade, podendo levar à degradação da celulose. Nesses processos, as reações de deslignificação seguem uma cinética de primeira ordem em relação à concentração de lignina no substrato. O processo de deslignificação organossolve tem sido investigado como uma alternativa aos processos industriais convencionais de polpação e ainda não foi amplamente estudado sob a perspectiva cinética. Embora diversos solventes orgânicos tenham sido utilizados para promover a deslignificação da madeira, a mistura etanol-água é a mais extensivamente estudada. Diferentes álcoois podem ser empregados como agentes de polpação, mas a polpação com etanol-água é uma das mais promissoras, pois combina alta velocidade de deslignificação com condições operacionais favoráveis e facilidade na recuperação do solvente. Este trabalho apresenta o estudo das reações de polpação e deslignificação com etanol-água de duas madeiras comercialmente utilizadas para a produção de polpas celulósicas: Eucalyptus globulus e um híbrido de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla. A deslignificação dessas madeiras, em uma mistura etanol-água 1:1 (v/v), foi estudada em temperaturas entre 135 e 195°C, por diferentes tempos de reação. Nessas condições experimentais, foram obtidos rendimentos de polpa variando entre 91,7% a 53,6% para Eucalyptus globulus e 96,3% a 48,2% para o híbrido. As extensões de deslignificação correspondentes variaram de 4% a 85% e de 1,7% a 91,8%, respectivamente. Observou-se, nas condições empregadas, a presença de três fases cinéticas na deslignificação de Eucalyptus globulus e de apenas duas fases para o híbrido de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla. As constantes de velocidade obtidas, embora da mesma ordem de grandeza, foram ligeiramente maiores para Eucalyptus globulus na fase principal de deslignificação, e ligeiramente maiores para o híbrido na fase residual. A partir das constantes de velocidade determinadas, foram calculadas as energias de ativação para as reações de polpação/deslignificação na fase principal. Os valores obtidos para Eucalyptus globulus foram de 25,3 kcal/mol para a polpação e 25,9 kcal/mol para a deslignificação. Para o híbrido Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla, os valores foram de 25,1 kcal/mol e 27,4 kcal/mol, respectivamente. Os resultados obtidos indicam uma maior seletividade do processo etanol-água quando aplicado ao híbrido de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla. Embora esta madeira apresente maior teor de lignina, o processo de polpação resultou em polpas com menor conteúdo de lignina residual.