Estudo cinético da deslignificação acetona-água do Eucalyptus urograndis - Perez, Denilson da Silva (1996)
Os processos organossolve de polpação têm sido considerados como alternativas promissoras para a produção de polpas químicas. Estes processos são menos poluentes que os processos tradicionais e permitem a recuperação de ligninas e polissacarídeos a partir dos materiais lignocelulósicos para posterior utilização. A cinética de deslignificação acetona-água de Eucalyptus urograndis (um híbrido de Eucalyptus urophylla com Eucalyptus grandis) foi estudada no intervalo de temperatura de 145°C - 195°C. As cinéticas de polpação, deslignificação e remoção de polissacarídeos foram determinadas a partir dos rendimentos de polpa e conteúdos de lignina residual. A melhor razão acetona-água encontrada para produzir polpas com menores teores de lignina foi 1:1 v:v. O comportamento cinético da deslignificação foi analisado através de dois procedimentos. No primeiro, as constantes de velocidade foram obtidas a partir de um tratamento gráfico entre o logaritmo natural do conteúdo de lignina residual versus tempo. A fase de deslignificação principal foi observada para todas as temperaturas estudadas e a fase residual apenas para as temperaturas situadas no intervalo de 165°C - 195°C. As constantes de velocidade obtidas no primeiro tratamento foram utilizadas como valores iniciais para um tratamento não linear, que consiste na soma de três exponenciais relacionadas com as fases inicial, principal e residual do processo de deslignificação. A partir deste tratamento, a fase inicial pode ser observada para as temperaturas de 145°C, 155°C e 165°C. As fases principal e residual foram observadas como descrito no primeiro procedimento. A cinética de remoção de polissacarídeos foi estudada como uma soma de duas exponenciais, relacionadas com uma etapa de hidrólise lenta e uma etapa de hidrólise rápida. A 195°C foi observada a ocorrência de degradação de celulose. As energias de ativação para a deslignificação obtidas neste trabalho foram comparadas com dados da literatura para degradação de ligninas e compostos modelo de ligninas. Através desta comparação, pode-se concluir que parte das ligações α-O-4 são rompidas durante a fase inicial do processo, e as demais ligações α-O-4 e as ligações β-O-4 são rompidas na fase principal. O valor obtido para a energia de ativação correspondente à fase residual não é compatível porque a extensão da reação nesta fase não fornece dados cinéticos confiáveis. A seletividade da deslignificação acetona-água foi discutida através da razão lignina / polissacarídeos removidos. Pode-se concluir que o processo ocorre com alta seletividade no início, decrescendo durante o processo de polpação. A seletividade acumulada ao final do processo foi de 1,5. A seletividade instantânea mostrou dois máximos, relacionados com velocidades elevadas de remoção de lignina e baixas velocidades de remoção de polissacarídeos. Acetona-água pode ser considerada uma mistura solvente promissora para a deslignificação de materiais lignocelulósicos devido ao seu elevado grau de deslignificação e reduzida degradação de polissacarídeos, além do baixo custo da mistura solvente.