Reações de branqueamento de polpas celulósicas: utilização de dóxido de carbono no estado supercrítico

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Francisco, Roberta Pacheco
• 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: bleaching; branqueamento; carbon dioxide; dióxido de carbono; polpa celulósica; pulp; supercritical; supercrítico
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-24072025-101745/

A utilização de dióxido de carbono em condições supercríticas durante processos de deslignificação foi descrita na literatura para o tratamento de diferentes espécies de madeira. A eficiência apresentada em reações de polpação motivou a aplicação de dióxido de carbono no estado supercrítico, também em reações de branqueamento de polpas químicas. Este trabalho descreve os resultados obtidos a partir da utilização de dióxido de carbono no estado supercrítico e peróxido de hidrogênio, como um novo estágio para o branqueamento de polpa Kraft-O2 de madeira de eucalipto (P(SC-CO2)). O uso de dióxido de carbono reduz o consumo de compostos clorados nas seqüências de branqueamento, minimiza a produção de efluentes e a contaminação ambiental. O principal objetivo deste trabalho foi estudar a eficiência do estágio P(SC-CO2) determinada pela comparação com o estudo do estágio padrão P. As seqüências-teste de branqueamento foram D(EP)DP(SC-CO2) e DEP(SC-CO2)DP, as quais foram comparadas com a seqüência padrão D(EP)DP. O estudo visa, principalmente, produção de polpas branqueadas, considerando a preservação da cadeia carbônica de celulose e a redução dos efluentes produzidos. A eficiência dos experimentos de branqueamento foi monitorada pela quantificação de lignina residua viscosidade e alvura das polpas obtidas, seguindo procedimentos experimentais padronizados. Os experimentos foram realizados empregando-se diferentes condições experimentais para a otimização do estágio P(SC-CO2). Durante o processo de otimização, foram utilizados tempos de reação entre 30 e 60 minutos, temperaturas entre 56 e 80ºC, consistência da polpa variando de 10 a 22% e teor de peróxido de hidrogênio entre 0,0 e 5,00% e pressão de 70bar. Os estudos de otimização do estágio P(SC-CO2) demonstraram que o aumento dos valores correspondentes aos fatores tempo e temperatura de reação afetaram negativamente a viscosidade e positivamente a deslignificação. Baixos valores de consistência, quando utilizados a maiores temperaturas, também proporcionaram redução da viscosidade da polpa. O aumento da concentração de peróxido de hidrogênio não resultou em melhora da eficiência da deslignificação, considerando a redução de número kappa em relação à massa de peróxido de oxigênio consumida pela polpa. Estes estudos demonstraram que as melhores condições a serem empregadas no estágio de branqueamento P(SC-CO2) foram 0,5% de solução de peróxido de hidrogênio, 15% de consistência, 70°C e 30 minutos de reação e 70bar de pressão. Considerando o estudo da etapa de branqueamento, os melhores resultados foram verificados para a seqüência padrão D(EP)DP, que apresentou maior extensão de deslignificação, maiores valores para alvura e para viscosidade. A seqüência D(EP)DP(SC-CO2) apresentou perda de alvura no estágio final, fato que pode ser devido ao pH ácido do meio reacional, promovendo a oxidação dos carooidratos da polpa. Foram observados resultados promissores para a seqüência DEP(SC-CO2) P, que apresentou aumento de alvura, elevada redução do teor de ácidos hexenurônicos e expressiva extensão de deslignificação após o estágio com fluido supercrítico, alcançando alvura de 90,6%ISO no estágio final.