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Estudo de polpagao quimica da mistura de Gmelina arborea roxb e
Pinus caribea variedade Hondurensis
MFN 0385
N CHAMADA
TITULO Estudo de polpagao quimica da mistura de Gmelinaarborea roxb e Pinus caribea variedade Hondurensis
AUTORES CORREA AAFRAZAO FJL
EDICAO
IDIOMA portuguesASSUNTO 022 Cozimento da Celulose
TIPO Congresso
EVENTO Congresso Anual de Celulose e Papel 22
PROMOTOR ABTCP
CIDADE Sao Paulo
DATA 2024111989
IMPRENTA Sao Paulo 1989 ABTCP
PAG VOLUME p119149FONTS Congresso Anual de Celulose e Papel 22 1989 Sao
Paulo p119149AUTOR ENTIDADE
DESCRITOR pastas quimicas Pinus caribaea var hondurensisGmelina arborea Roxb madeira cavacos refinomoinho Jokro moinho Bauer moinho Holandesa
RE S UMO Neste trabalho e relatado a pesquisa sobre a qualidade da polpa quimicasulfato das misturas das madeiras de Pinus caribea var hondurenensis e Gmalina arborea
Roxb Descrevase o criterio que foi utilizado na composigao das misturas Apresentaseos metodos utilizados na fabricagao de polpas bem como aqueles empregados para avaliaras qualidades das pastas Citase os processos de branqueamento suas metodologias e asutilizadas para avaliar as qualidades das polpas branqueadas Descrevese os refinosdas polpas branqueadas e nao branqueadas e mencionase as mnormas empregadas naavaliagao das caracteristicas fisicomecanicas das polpas Mostrase os resultadosobtidos e discuteos confrontando com os conceitos existentes na literatura Fazse
conclusao relativa a cada topico dos ensaios e de um modo geral se conclue que nascondigoes em que foram realizados os ensaios nao e conveniente misturar cavaco oupolpa de Pinus caribea var hondurensis com Gmelina arbora Roxb porque entre outrasrazoes as polpas resultantes sao menos solidas do que da Gmelina arborea Roxb
DE POLPAQAO QUTMICA DA MISTURA DE Gmelina arborea ROXB
ANTONIO DE AZEVEDO CORREAFRANCISCO JUVENAL LIMA FRAZAO
Instituto Nacional de Pesquisas da Amazonia Manaus Am Brasil
RESUMO
Neste trabalho e relatado a pesquisa sobre a qualidade da poloaquimica sulfato das misturas das madeiras de Pinus caribaea var hondurenensis a Gmelina arborea Roxb Descrevase o crit io que foi utilizadona composigao das misturas Apresentase os metodos utilizados na fabricagao de polpas bem como aqueles empregados para avaliar as qualidadesdas pastas Cita se os processos de branqueamentos suas metodologias eas utilizadas para avaliar as qualidades das polpas branqueadas Descrevese os refinos das polpas branqueadas a nao branqueadas a mencionaseas normas empregadas na avaliagao das caracteristicas fisico mecinicasdas polpas Mostra se os resultados obtidos a discuteos confrontando comos conceitos existentes na literatura Fazse conclusao relativa a cadatopico dos ensaios a de um modo geral se conclue que nas condigoes em queforam realizados os ensaios nao a conveniente misturar cavaco ou polpade Pinus caribaea var hondurensis com Gmelina arborea Roxb porque entre outras razes as polpas resultantes sao menos solidas do que daGmelina arborea Roxb
INTRODUCAO
A mistura entre polpas de fibra curta a fibra Tonga a uma rotinana industria apeleira a tem como finalidade maior reforgar uma caracteristica espec fica demandada pelo use final do papel Entretanto no quediz respeito a cozimentos de mistura de cavacos de uma madeira folhosa
com uma resinosa os exemplos sao raros tanto em relagao i pesquisa e
muito mais i pritica industrial
Trabalho apresentado no 224 Congresso Anual de Celulose a Pape da ABTCPrealizado em Sao Paulo SP Brasil de 20 a 24 de novembro de 1989
Por esto razdo o objetivo principal dente trobalho a analisaros resultados dos cozimentos branqueamentos e dos carocteristicasfisicomecinicas dos polpas quTmicas alcalinds provenientes dos misturas de polpas a de cavacos dessas espkies classicas introduzidas a plantadas em extensao industrial no Amazonia brasileira
Metodologia do composigao das misturas
Para a composigao das misturas das polpas a dos cavacos partiuse de forma arbitriria adicionando se tanto sobre as polpas como sobreos cavacos de Gmelina arborea Roxb quantidades crescentes de polpas oucavacos de Pinus caRbaea var hondurensis iniciandose com 10 em intervalos crescena ZeTT em 10 ate o limite de 50 base madeira seca
As misturas dos cavacos foram feitas no proprio corpo do digestor enquanto que as misturas dos polpas foram efetuadas em um misturadorde laboratorio seguido de desaguamento em centrifuga
Ensaios laboratorial do fabricagao de pasta quimica alcalina das especiese suas misturas
As duos especies foram transformadas em cavacos em um picador delaboratorio Appleton potencia 15 HP velocidade do disco 500 rpm comduas facas 78 colocadas em um angulo de 459 em relagao ao alimentador
Apos a picagem os cavacos foram peneirados usandose um peneirador marca Sweco de malhas com diametro correspondente a 2857mm1904 mme 476 mm respectivamente em quatro fragoes assim descritas a primeiracomposta de cavacos grandes a lascas de madeiras que nao ultrapassaram amalha de maior diametro A segunda a terceira representadas por porgoesde cavacos nos malhas das peneiras de 1904 mm a 476mm e a quarta constituida de palitos a serragens As lascas a os cavacos grander foram repicados a reclassificados de tal forma que a madeira picada pronta para alimentor o cozinhador apresentava os seguintes limites maximos a dimensoes
Comprimento diregao da gra ou longitudinal 30 mmespessura diregao radial 5 mmlargura diregao tangencial 50 mm
Preparados os cavacos realizouse o processo de fabricagao de
polpa quimica alcalina classica com o licor branco seguindo as especificagoes que geralmente sao usadas nas industrias participando os reagetes quimicos nos seguintes percentuais expressos em Na
NaOH 60 1
Na2S 25 1
Na2CO3 15 1
0 equipamento utilizado nos ensaios de fabricagao foi um cozinhador marca Auximeca rotativo 15 rpm aquecido eletricamente com 5U
litros de capacidade0 circuito de depuragoo a lavagem foi composto por um desintegra
dor Allibe 1700 rpm a 17 litros de capacidade um depurador Valley Laboratory Flat Screen com peneira de fendas 013 mm a uma centrifuga de desaguamento marca Rousselet tipo SA30 AWZ com velocidade de 1800 e
3600 rpmDos polpas lavadas a depuradas determinaramse os rendimentos
numeros Kappa a rejeitos Do licor negro calcularamse o alcali residuale o teor de so totais
As condigoes a os resultados dos cozimentos sao mostrados no
Quadro IPara avaliagao a comparagao das qualidades das pastas nao bran
queadas resultante do mistura dos cavacos a das polpas realizaram se asanalises quimicas das mesmas de acordo com as seguintes normas pa
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dronizadas
a Solubilidade em agua quente TAPPI Technical Association of the Pulpand Paper Industry T 207 OS54
b Solubilidade em hidr6xido de s6dio a 1 TAPPI T OS 56
c Teor em Pentosanas ABCP Associagao Tecnica Brasileira de Celulose ePapel C 7171
d Teor em Lignina ABCP M 1071
e Teor em cinzas TAPPI T 211 OS58
Os resultados estao relatados nos Quadros nos II a III0 Quadro n4 I mostra que as condigoes de tratamento aplicadas
aos cavacos de Gmelina das quais resultam polpa quimica de boa qualidade nao sao aplicaveis aos cavacos de Pinus cuja pasta resultante apresentou um baixo Tndice de deslignificagao Este resultado a normal porque como menciona Rydholm 1976 o conteuudo de lignina nas madeiras resinosas 6 superior ao das madeiras folhosas exigindo portanto condig6esmais severas de tratamento para se obter uma Poloa quimica semelhante a
da Gmelina
0 rendimento da polpa de Gmelina foi superior ao da polpa de
Pinus em virtude de ser a densidade da Gmelina superior a do Pinus
Rydholm 1976 generaliza este fen5meno na comparagao entre polpas quimicas alcalinas oriundas de folhosas a resinosas quando afirma que nos cozimentos Kraft o consumo de madeira folhosa a menor do que de madeira resinosa devido a sua maior densidade
0 consumo de alcali foi maior Para os cavacos de Pinus A explicagao vem de Rydholm 1976 quando assevera que o consumo de alcali na
polpagao quimica alcalina das madeiras folhosas 6 menor do que na mesma
polpagao das madeiras resinosas em fungao das madeiras folhosas deteremmail hemiceluloses a menos lignina do que as madeiras resinosas
0 teor de solidos totais apresentado pela Gmelina foi levementesuperior ao do Pinus a seguiu a regra citada por Rydholm 1976 de que
a lignina nos cozimentosKraft das madeiras folhosas experimentam uma condensagao maior do que no mesmo procedimento nas madeiras resinosas
Quanto ao teor de rejeitos que foi superior para o Pinus o mesmo esta relacionado ao grau de deslignificagao do Pinus ter sido menor doque da Gmelina Isto se atribui segundo Rydholm 1976 em razao da localizagao da lignina nas folhosas se verificar na lamela media o que facilTto a penetragao do licor de cozimento o que nao se observa para as coniferas
Com relagao ao rendimento a Gmelina foi a especie que apresentou o maior teor Isto a bem conhecido a Rydholm 1976 em sua obra classica ja citava que as polpas Kraft das madeiras folhosas t rendimentosuperior as polpas correspondentes das madeiras resinosas
As narragoes de experiencia sobre cozimento industrial de mistura de madeira folhosa com madeira resinosa na literatura sao raras Entretanto existem alguns exemplos bem elucidativos sobre este assunto Assime que Wilson Johnston 1985 relatam o sucesso de um procedimento desenvolvido para o cozimento a branqueamento de uma mistura de 50 de uma folhosa a 50 de uma resinosa 0 processo de cozimento utilizado conformeos pesquisadores foi a Stora com um ciclo de cozimento em dois estagios a os resultados encontrados permitiram as seguintes conclus5es o cozimento requereu uma carga maior de sodio com redugao da temperatura eo rendimento por digestor foi maior do que quando se usava 100 de madeira resinosa devido a folhosa proporcionar um aumento na densidade domaterial lenhoso
Um outro exemplo de sucesso da utilizagao industrial da mistura
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de folhosa com conifera vem da Australia e e mencionado por Brown et al1983 onde descrevem a experiencia da implantagao do processo a contracorrente Soda AQ As principais observagoes feitas foram as seguintes orendimento da mistura efetuada com os cavacos no digestor foi menor doque quando se utilizava as madeiras separadamente isto para um mesmo numero Kappa o que sob condigoes normais nao recomendavam o use deste proGesso a utilizagao do Pinus na mistura visava substituir a fibra longaimportada e o papel fabricado em uma unica base era usado para impressaoe escrita sem que houvesse quebra na maquina a nas suas qualidades ganhos no rendimento foram obtidos pelo aumento do numero Kappa mas dentrodo limite de viabilidade de branqueamento
No que diz respeito a pesquisa de laboratorio existe na literatura dois exemplos classicos sobre este assunto o primeiro e o trabalhode Hunt Hatton 1976 no qual propunham o aumento da produgao de polpaquimica alcalina nas fabricas do Canada que utilizavam madeiras resinosas pela introdugao de madeiras folhosas baseandose nos fatos do rendimento nao depurado a um n umero de permanganato de 20 de uma mistura de
madeira resinosa com 20 de madeira folhosa ter lido superior ao da madeira resinosa quando tratada isoladamente a dos numeros de permanganatosda mistura de madeira resinosa a folhosa terem sido menores do que o correspondente ao da madeira resinosa o que os levou a concluir que um tempo de cozimento mais curto podia ser usado para as misturas de madeiras
quando comparado com o tempo exigido para a madeira resinosa isolada o
segundo a um ensaio efetuado por Maddern et al 1984 sobre polpas alcalinas de madeira folhosa a mistura de madeira folhosa a resinosa onde
concluiram que o cozimento de mistura de madeiras proporcionava algumasdesvantagens notadamente um decrescimo no rendimento da polpa Grua e
uma maior exigencia na carga de alcali quando comparado com os cozimentos isolados tanto da madeira folhosa como do Pinus Estas desvantagenscresciam a medida que se diminuia o teor de Pinus a diminuia quando o
teor de Pinus aumentava Tal comportamento foi verificado tambem para ataxa de rejeitos
Como se pode observar as conclusoes sao conflitantes entre os
trabalhos de Hunt Hatton 1976 a Maddern 1984 Entretanto mesmo
existindo contradigao entre os autores a revisao de literatura permiteretirar alguns concertos principalmente de Rydholm 1976 sobre os resultados de cozimentos isolados de madeiras folhosas a resinosas a queservem para explicar os resultados obtidos na pesquisa os rendimentos
das madeiras folhosas sao superiores aos das madeiras resinosas por terema maioria das especies folhosas densidades superiores as das madeiras resinosas associados ao menor teor de lignina a ao fato da lignina das folhosas sofrerem menor condensagao do que das resinosas o consumo de alcali nas madeiras folhosas e de certo modo inferior ao das especies resinosas o que a surpreendente em virtude das folhosas conterem mais hemiceluloses a menor lignina visto que o consumo nas folhosas se da predominantemente na dissolugao dos carboidratos estando a maior percentagemde lignina das folhosas na lamela media isto faz com que o ponto de liberagao das fibras possa ser alcangado com numero de cloro mais baixo 5 a7 em contraste com o de 10 no caso das madeiras resinosas
Plotando estes conceitos sobre os resultados da pesquisa observase que em relagao ao rendimento e o teor de solidos totais os concetos a eles relativos estao perfeitamente harmonizados com os resultadosporque conforme ja foi demonstrado o rendimento isolado da polpa de
Gmelina foi superior ao do Pinus em virtude da madeira de Gmelina ser
mais densa menos lignificada a sua lignina ter uma menor tendencia de secondensar do que a do Pinus Por estas razoes o comportamento verificadopara as misturas seguiu esta logica e a medida que se acrescentava Cavacos de Pinus o rendimento is diminuindo aproximandose do rendimento doPinus Com relagao ao teor de solidos totais o mesmo aumentava a medida
que aumentava a proporgio de cavacos de Pinus Fato corroborado pela analise quimica da polpa que mostrou no teor de lignina uma tendencia Inversa em relagao ao rendimento a direta no que diz respeito ao teor de solidos totais 0 melhor rendimento correspondeu a mistura de 90 de Gmelinaa 10 de Pinus
Relativamente a deslignificagao o conceito de Rydholm 1976 foiobservado haja vista conforme ja foi analisado o grau de deslignificagao do Pinus nas condigoes de cozimento da Gmelina foi extremamente baixo Assim sendo um aumento na quantidade de cavacos de Pinus na misturacausava uma diminuigao no indice de deslignificagao Esta forte influencia do teor de Pinus na mistura foi observada fa a partir da composigaoGmelina 90 a Pinus 10 com numero Kappa 185 foi elevado para 224 paraa mistura Gmelina 80 a Pinus 20 o que de certa forma inviabiliza a mistura em nivel maior Segundo Hunt Hatton 1976 isto a causado pelasdiferentes taxas de deslignificagao das especies sendo que a de Pinus eemail lenta do que a de Gmelina Portanto a mistura tanto dos cavacos
quanta das polpas ver estudo de branqueamento para se ter um nivel dedeslignificagao razoivel deveria situarse entre 90 de Gmelina a 10de Pinus
0 comportamento do indice de deslignificagao a avaliado pela analise quimica das polpas vista que as teores de lignina foram crescentestanto para as polpas oriundas das misturas de cavacos coma nas misturasde polpas
No que concerne aos teores de alcali residual o conceito mencionado para servir de diretriz da analise foi observado uma vez que o consumo de alcali da Gmelina foi menor do que o do Pinus o que pode ser explicado pelo fato de que a medida que se aumentava a proporgao de cavacosde Pinus na mistura havia um aumento de lignina na composigao a uma diminuigao do teor de hemicelulose o que elevava o consumo Isto a confirmsdo pela analise quimica das polpas Quadro nos II a III em decorrenciade um ligeiro decrescimo nos teores de hemiceluloses mesmo considerandoa alta resistencia das hemiceluloses da Gmelina ao alcali ativo devido amaior presenga de xilanas coma realga Rydholm 1976 ao comparar a agaodo alcali na deslignificagao entre madeiras folhosas a resinosas
Os teores de rejeitos tiveram em relagao as misturas valores inversos aos rendimentos a diretos aos numeros Kappa
No que diz respeito a comparagao entre as analises quimicas daspolpas observouse que elas foram semelhantes com resultados ligeiramento inferiores para as polpas provenientes da mistura de cavacos A explicagao para esta constatagao foi provavelmente que na pasta da misturade polpas nao se tenha verificado uma homogeneizagao mais profunda coma
nas polpas provenientes da mistura dos cavacos
Branqueamentos das polpas quimicas provindas da GmelinaMisturas de cavacos a mistura de polpas
As polpas quimicas alcalinas originarias da Gmelina mistura decavacos a mistura de polpas foram branqueadas pelos processor CEDEDCEHDED a DCEDED para verificar a demanda de agentes quimicosa performance dos resultados e a solidez das pastas
As condigoes operacionais utilizadas nos estagios dos branqueamentos estao citadas no Quadro IV
0 cilculo do Clara ativo total aplicado nos branqueamentos foi
efetuado de acordo com a equagao Clara ativo total 0319 x n4 Kappaestabelecida par Zvinakevicius et al 1979 Na sequencia da dosagem decloro ativo par estagio seguese as equagoes estabelecidas pelos pesquisadores mencionados na seguinte ordem 19 estagio 102 0108n4 Kappa 24 estagio 0225 x n4 Kappa apos estagio precedente34 estagio 075 x Clara total E cloro gasto nos estagios anteriores 44 estagio 025 x Clara total E cloro nos dois primeiros etigios contendo cloro
125
QUADRO IV Condig5es dos branqueamentos das polpas quimicas deGmelina a misturas Gmelina a Pinus
Fases C E1 H D1 E2 D2 S02
Temperatura 9C
Tempo min
Consistencia
Ambiente 60 40 70 60
30 90 120 210 90
35 12 12 12 12
70 Ambiente
210
12 5
A introdugao de hidr de s6dio NaOH nos estigios de extragao alcalina prodeceuse segundo a metodologia formulada pelos pesquisadores referidos assim especificados primeira extragao NaOH 1360031x n9 Kappa da polpa nao branqueada segunda extragao alcalina NaOH
05Os resultados foram caracterizados atraves das seguintes ana
lises
a Viscosidade ABCP C972
b Alvura ABCP P1682
c Estabilidade da alvura segundo Doat 1970
d Solubilidade da polpa em hidr6xido de s6dio a 18 a 215 a 209C
T 235m 60
0 balango dos reagentes utilizados a performance dos resultados bem como a solubilidade das polpas sao mostrados nosQuadro V XII
0 consumo de reagentes seguiu o paradigma dos numeros Kappa umavez que a demanda tantode Cloro ativo como de Soda na extragao alcalinafoi calculada em fungao deste indice de deslignificagao Desta forma o
consumo de reagentes foi crescente a medida que se aumentava a proporgaoda polpa ou cavacos de Pinus nas misturas
0 consumo de reagentes das polpas provenientes das misturas de
polpas foi menor do que das polpas oriundas das misturas de cavacos Istopode ser atribuido ao fato destas polpas apresentarem numeros Kappa menores
Em termos de gastos de reagentes quimicos as diferengas entre
as duas polpas sao substanciais o que de certa forma penaliza as polpas oriundas da mistura de cavacos fazendo com que na pratica industrialao se ter que tomar uma decisao de branquear uma das polpas se optariapelas polpas oriundas da mistura de polpas
No que diz respeito a percentagem de mistura concernente a gastode reagentes a melhor composigao foi de 90 de Gmelina a 10 de Pinustanto para as polpas oriundas das misturas de polpas como das polpas provenientes da mistura de cavacos
Os resultados das viscosidades tanto das polpas nao branqueadascomo branqueadas oriundas das misturas de polpas a de cavacos foram anamalos nao seguindo a sequ6ncia do crescimento dos numeros Kappa ocasionado pela adigao de polpa ou cavacos de Pinus sobre a polpa ou cavacos deGmelina A causa seria porque mesmo sendo a viscosidade o teste destinado a medir a extensao dos danos causados pelos agentes quimicos dos cozimentos a branqueamentos a molecula de celulose como acentua Rydholm1976 nao estaria relacionada com o n9 Kappa mas sim principalmente
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com a dissolugiQ de seus cristolites Esta hipootese a reforgada pelo argumento de Clark 1978 Rue ao discutir o assunto sobre a relagao da viscosidade com o grau de polimerizaao afirma que existe grande ossibilidade dos cristalites de polpas alcalinasquando dissolvidosno serem com
pletamente separados dentro da molecula individual da celuloseDe um modo geral observouse que ao se adicionar cavacos ou pol
pa de Pinus em cavacos ou polpa de Gmelina houve uma melhora no grau depolimerizagao porque as quedas das viscosidades das polpas cruas relacionadas com as poipas branqueadas Para ambas misturas foram menores do quea da Gmelina isoladamente
Com relaao as sequencias de branqueamentos utilizadas na faixacompreendida entre 10 a 30 de cavacosou polpas de Pinus adcionados a cavacos ou polpa de Gmelina a celulose esteve menos exposta a agio dos quimicos branqueantes As alvuras das polpas branqueadas das misturas tantodos cavacos como das pastas foram sempre inferiores as alvuras das polpasde Gmelina
Para as condigoes dos branqueamentos a mistura que apresentoumelhores alvuras para todos os processos de branqueamentos utilizados foia correspondente a 80 de Gmelina a 20 de Pinus tanto para as polpasprovindas de cavacos como as originarias da mistura de pasta As estabildades seguiram o comportamento observados para as alvuras
Os testes de solubilidades em alcali a baixa temperatura foramsegundo Rydholm 1976 desenvolvidos para caracterizar as qualidades daspolpas para rayon acetato a polpas Para papel quando destinadas a um tratamento posterior com alcali Os testes segundo o mesmo autor informaltambem sobre a presenga de hemiceluloses e a degradagao da celulose Assim sendo dentro dente enfoque foram efetuados sobre as polpas os testes de solubilidade a 18 a 215 de NaOH
Os resultados das solubilidades a frio das polpas branqueadastanto as oriundas da mistura de cavacos como as provenientes da misturade polpas nos diferentes processos de branqueamentos revelaram no queconcerne serem materias primas viscose solubilidade que se situaram entre a polpa Kraft branqueada industrial e a polpa Kraft branqueada purificada citada por Contreras Sanhueza 1983 a abaixo da pasta Kraft branqueada purificada mencionada por Marengo et al 1980 conforme Quadron4 XIII Por outro lado os resultados mostraram que as solubilidades i
frio foram intrinsecas a cada polpa a evidenciaram que tanto para polpasbranqueadas provindas das misturas de cavacos a de polpas nao existiramdiferentas substanciais causadas pela adigao de polpa ou cavacos de
Pinus Uma certa diferenga foi no entanto observada a nivel de 50 de raistura A razao aparente seria que neste nivel ja existia uma influenciamaior de Pinus sobre a Gmelina
QUADRO XIII Caracteristicas das polpas Kraft branqueadas industrial epurificada
Fontes 1 Contreras JGR Sanhueia RM 19832 Marengo JV et al 1980
Polpa Kraft branPolpa Kraft branPolpa Kraft branCaracteristicas queada industriaTqueada purificada ourificada
1
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S 21E 1368 413
R 18 8507 9449 9824
Fontes 1 Contreras JGR Sanhueia RM 19832 Marengo JV et al 1980
As resistencias das polpas branqueadas oriundas tanto das misturas de cavacos comp de polpas foram superiores a polpa Kraft branqueadaindustrial mencionada por Contreras Sanhueza 1983 a inferiores a polpa Kraft branqueada purificada mostrada pelos memos pesquisadores a menordo que a polpa Kraft branqueada mencionada por Marengo et al 1980
Refino a caracteristicas fisicomecanicas das polpas nao branqueadas e
branqueadas
As polpas nao branqueadas a branqueadas depois dos processos delavagem final foram esgotadas atraves de uma centrifuga de desaguamentomarca Rousselet tipo SA 30 AWZ com velocidades fixas de 1800 a 3600rpm ate uma consistencia aproximada de 30
0 refino das polpas nao branqueadas procedeuse em tres refinadores Bauer Jokro a Holandesa enquanto que as pastas branqueadassofreram agao de refino somente no refinador Bauer
As condigoes de refino para cada refinador foram as seguintes
a Bauer 16 g de pasta seca a uma consistencia de 02 submetida a
uma potencia de 372 kwh com circulagao forgada a abertura entre discos de 034 mm Foram realizadas passagens sucessivas o maximo tresate atingir o grau de refino desejado
b Holandesa 200 g de pasta seca a uma consistencia de 1 As polpasforam desintegradas por 30 minutos tendo em seguida iniciada a agaode refino obtendose quatro pontos com intervalos entre eles de 35 mnutos
c Jokro 16 g de pasta seca levada a uma consistencia de 6 com cincoou mais pontos incluindo o ponto zero cobrindo uma escala em 9SRsem corregao que foi de 149 SR a 549 SR
Os desempenhos das polpas a agao do refino foram avaliadas atraves de suas drenagens utilizandose o metodo SCAN C1965 Os resultados
sao mostrados nos Quadros n9s XIV XV XVI a XVII
QUADRO XIV Evolugao do refino das polpas quimicas nao branqueadas deGmelina a mistura Gmelina a Pinus Pastas das misturas decavacos
REFINADOR MOINHO BAUER
Passagens
ESPECIFICAQAO 1a
9SR SEM CORRECAo
2
Gmelina 100 29 51
Gmelina 90 Pinus 10 31 53
Gmelina 80 Pinus 20 33 54
Gmelina 70 Pinus 30 33 52
Gmelina 60 Pinus 40 31 50
Gmelina 50 Pinus 50 31 49
REFINADOR MOINHO JOKRO
Tempo de Refino Min
ESPECIFICAQAO 1 0 15 30 45 60 75
4SR SEM CORREQAO
Gmelina 100 15 29 49
52
Gmelina 90 Pinus 10 15 28 53
40 52
Gmelina 80 Pinus 20 17 25 31 46
Gmelina 70 Pinus 30 16 18 22 33 42 54
Gmelina 60 Pinus 40 15 17 22 28 37 53
Gmelina 50 Pinus 50 14 17 22 30 38 50
REFINADOR MOINHO HOLANDESA
Tempo de Refino Min
ESPECIFICAQXO 35 70 105 140 175
QSR SEM CORRECAO
Gmelina 100 17 30 41 52
Gmelina 90 Pinus 10 17 22 31 40 52
Gmelina 80 Pinus 20 17 22 30 41 50
Gmelina 70 Pinus 30 16 25 34 48
Gmelina 60 Pinus 40 19 25 39 48
Gmelina 50 Pinus 50 17 25 37 51
QUADRO XV Evolgio do refino das polpas quimicas nio branqueadas deGmelina a mistura Gmelina a Pinus Pastas das misturas de
polpas
REFINADOR MOINHO BAUER
Passagens
ESPECIFICAQAO la 2
4SR SEM CORREQAO
Gmelina 100 29 51
Gmelina 90 Pinus 10 31 52
Gmelina 80 Pinus 20 31 48
Gmelina 70 Pinus 30 28 47
Gmelina 60 Pinus 40 31 52
Gmelina 50 Pinus 50 31 51
137
JOKRO
Tempo de Refino Min
ESPECIFICACAO0 15 30 45 60 75
QSR SEM CORREQAO
Gmelina 100 15 29 49
90 Pinus 10
Gmelina 90 Pinus 10 16 22 29 42 54
70
Gmelina 80 Pinus 20 15 20 27 37 45 59
Gmelina 70 Pinus 30 15 18 25 34 42 53
Gmelina 60 Pinus 40 14 18 23 31 41 50
Gmelina 50 Pinus 50 14 18 23 29 38 46
REFINADOR MOINHO HOLANDESA
Tempo de Refino Min
ESPECIFICACAO35 70 105 140 175
9SR SEM CORREQAO
Gmelina 100 17 30 41 52
Gmelina 90 Pinus 10 20 28 39 48
Gmelina 80 Pinus 20 19 25 36 46
Gmelina 70 Pinus 30 19 25 36 44 56
Gmelina 60 Pinus 40 19 28 41 53
Gmelina 50 Pinus 5U 21 30 42 54
QUADRO XVI EvoluQao do refino das polpas quimicas branqueadas de Gmelinae mistura Gmelina a Pinus Pastas das misturas de cavacos
REFINADOR MOINHO BAUER
Branqueamento CEDED
Passagens
ESPECIFICACAO la 2ar
9SR SEM CORREQAO
Gmelina 100 31 48
Gmelina 90 Pinus 10 31 49
Gmelina 80 Pinus 20 31 50
Gmelina 70 Pinus 30 32 51
Gmelina 60 Pinus 40 30 47
Gmelina 50 Pinus 50 31 50
Branqueamento CE HDED
Gmelina 100 29 48
Gmelina 90 Pinus 10 31 52
Gmelina 80 Pinus 20 30 53
Gmelina 70 Pinus 30 30 47
Gmelina 60 Pinus 40 30 51
Gmelina 50 Pinus 50 32 51
Branqueamento DCEDED
Gmelina 100 32 54
Gmelina 90 Pinus 10 32 53
Gmelina 80 Pinus 20 33 51
Gmelina 70 Pinus 30 29 54
Gmelina 60 Pinus 40 30 51
Gmelina 50 Pinus 50 32 53
QUADRO XVII Evolu95o do refino das polpas quimicas branqueadas deGmelina a mistura Gmelina a Pinus Pastas das misturas depolpas
REFINADOR MOINHO BAUER
Branqueamento CEDED
Passagens
ESPECIFICAQAO la 2
4SR SEM CORREAO
Gmelina 100 31 48
Gmelina 90 Pinus 10 27 49
Gmelina 80 Pinus 20 32 55
Gmelina 70 Pinus 30 31 53
Gmelina 60 Pinus 40 32 53
Gmelina 50 Pinus 50 30 46
Branqueamento DCEDED
Gmelina 100
Branqueamento CEHDED
54
Gmelina 100
Pinus 10
29 48
Gmelina 90 Pinus 10 31 50
Gmelina 80 Pinus 20 30 50
Gmelina 70 Pinus 30 32 55
Gmelina 60 Pinus 40 27 49
Gmelina 50 Pinus 50 32 47
Branqueamento DCEDED
Gmelina 100 32 54
Gmelina 90 Pinus 10 33 51
Gmelina 30 Pinus 20 33 54
Gmelina 70 Pinus 30 30 51
Gmelina 60 Pinus 40 33 52
Gmelina 50 Pinus 50 33 54
Apos os refinos das pastas foram preparadas folhas de ensaiosde 60 2 gm em formadores com dois aquecedores marcas Frank e
Regmed Em seguida procederamse aos ensaios fisicomecinicos observando se as seguintes normas
a Acondicionamento de papel a papelao para ensaio P 470 ABCP
b Gramatura peso por metro quadrado de papel a papelao P 670 ABCP
c Resistencia a tragao de papel a papelao P 770 ABCP
d Resistencia ao estouro M011en de papel a papelao P 371 ABCP
e Resistencia i dobras duplas T 423 SU 68 TAPPI
f Resistencia ao rasgo do papel P 969 ABCP
g Porosidade de papel a papelao P 11171 ABCP
h Determinagao da maciez do papel P 2972 ABCPi Determinagao da lisura do papel P 2572 ABCP
XXIOs resultados desses ensaios sao mostrados nos Quadros nos XVIII
Como instrumento de analise das resistencias fisico mecinicasefetuaramse as classificagoes das polpas brutas em um classificador
Clark modelo M46 utilizandose parcialmente o metodo T233 SU64Os resultados sao mostrados nos Quadros nos XXIT a XVIII
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I
QUADRO XXII Resultado das classificagoes das polpas provenientes de
misturas de cavacos retida nos compartimentos
TELAS GmelinaPinus
Mesh 1000 9010 8020 7030 6040 5050
14 031 303 807 1171 1509 1183
28 2789 3369 3732 3884 3804 3656
50 46 4201 4011 3991 37 3635
100 766 739 497 348 319 448
100 1777 1388 1053 605 571 478
QUADRO XXIII Resultado das classificagoes das polpas provenientes de
misturas de polpas retida nos compartimentos
TELAS GmelinaPinus
Mesh 100 0 9010 8020 7030 6040 5050
14 031 282 573 994 1460 2240
28 2789 2902 3129 3238 3217 3393
50 4637 4550 4431 4656 4305 3655
100 766 795 579 610 732 545
100 1777 1471 1288 502 286 166
0 refino no conceito de Rydholm 19762 tem por objetivos fornar as fibras mais flexiveis fazer as fibrilagoes nas superficies das
fibras aumentando as areas de contato entre elas a assim proporcionandosuas ligagoes atraves de forgas de coesao mecinicas a enlaces de moleculas por meio de pontes de hidrogenio proporcionar a fragmentaCio das fibras mais longas o que Segundo o autor acima citado para alguns a umavantagem porque daria uniformidade a resistencia a folha do papelenquanto para outros a enfraqueceria possibilita o inchamento das fibras T6dos ester fenomenos sao expressos por meio do grau de refino que segundoClark 1978 mesmo sendo ilusorio e largamente usado como uma medida vlida do grau de moagem
Os resultados plotados sobre estes conceitos a associados as analises quimicas das polpas ajudam na tentativa de interpretagao dos 9SlFobtidos nos ensaios Assim a que o refino do moinho Jokro revelou quea adigao de Pinus sobre a Gmelina seja as polpas provenientes da misturade cavacos ou de pastas proporciona uma demanda maior de tempo para refinilas No caso das polpas das misturas de cavacos isto se iniciou com
80 de Gmelina a 20 de Pinus Para as polpas oriundas das misturas de
pastas isto se verificou a partir de 90 de Gmelina a 10 de Pinus Estes resultados sao explicados pelo aumento do teor de lignina nas polpasassim como pelo tempo gasto para fragmentar as fibras de Pinus em adigaocrescente na mistura
As polpas refinadas no moinho BAUER a NOLANDESA nao mostraram a influencia das fibras de Pinus sobre as da Gmelina Desta forma estes resultados foram meramente indicativos A mesma afirmagao se aplicaaos 4SR das polpas branqueadas a refinadas no moinho BAUER que por suassemelhangas nao permitem fazer qualquer inferencia sobre eles
Os resultados dos ensaios das resistencias fTsicomecanicas emvirtude do numero limitado de repetigao nao nos permitiu tirar conclusoes definitivas da influencia da polpa de Pinus sobre a polpa de GmelinaEntretanto algumas inferencias foram realidas baseandose em Rydholm1976 de que a resistencia da polpa a papel depende das caracteristicasfisicas a qumicas da materia prima das mudangas desses caracteres verificados nos processos de cozimentos a branqueamentos bem comp nos subsequentes processos de refino Entretanto desses caracteres segundo o mesmo autor o comprimento da fibra a espessura de suas paredes a fragmentagao a fragilidade das fibras as micro fibrilas o grau de polimerizagao da celulose especialmente a hemicelulose o conteudo residual da linina hidrofobica e a hemicelulose hidrofilica sao os mais essenciais Nesto contexto existiu uma tendencia de decrescimo das caracteristicas metanicas das polpas cruas tragao rasgo estouro dobras duplas a alongamento a medida que se aumentava o teor de Pinus tanto na forma de cavacos nos cozimentos quanta na mistura de polpa Isto pode ser atribuido auma maior fragilidade da fibra do Pinus versus fibra da Gmelina bem comoo maior teor de hemicelulose hidrofTlica da polpa de Gmelina que is sendoprejudicada com a adigao crescente da lignina hidrofoobica verificada emmaior quantidade na polpa proveniente da mistura de cavacos Nas polpasbranqueadas em decorrencia da eliminagao da lignina foi notada a interferencia do comprimento da fibra porque o Tndice de rasgo em todos os
processos de branaueamento foi crescente a medida que se adicionava Pinusna mistura Como a sabido a resisteencia ao rasgo a altamente a positivamente correlacionada com o comprimento de fibra No entanto devido a menor resistencia da fibra do Pinus e a diminuigao do teor de hemicelulosesdecorrentes dos processos de branqueamento as demais caracteristicas mecanicas tiveram nas polpas branqueadas o mesmo comportamento das polpasnao branqueadas isto e uma tendencia para o decrescimo a medida que seadicionava o Pinus tanto na forma de cavacos como de polpas
Quanto as propriedades fisicas porosidade lisura a maciez o
que se observou nas polpas cruas dos dois tipos de misturas foi que a medida que se adicionava Pinus havia um decreescimo na porosidade a um aumento na lisura a maciez Isto porque conforme Dinwoodie 1966 nas pastasrefinadas a flexibilidade das fibras e o karametro mais sensivel sendocorrelacionada negativamente Por esta razao ao se it adicionando fibrasde Pinus com teor de lignina maior as fibras da mistura apresentavam cada vez umais fibras menos flexiveis possibilitando um aumento na porosidade a uma diminuigao na lisura a maciez
Nas pastas branqueadas os resultados da porosidade lisura a maciez das diferentes misturas foram equivalentes aos de Gmelina provavelmente em razao dos diferentes processos de branqueamentos terem tornadoas fibras do Pinus tao flexiveis quanto as fibras da Gmelina
RESULTADOS E CONCLUSOES
Os resultados da pesquisa permitiram inferir as seguintes consideragoes a conclusoes
As condigoes de cozimento aplicadas a Gmelina princialmente a quantidade de reagentesquimicos da qual resultou polpa quimica de boa qual1dade nao a aplicivel ao Pinus porque sua polpa apresentou baixo indice de deslignificagao
0 rendimento da polpa de Gmelina foi superior ao do Pinus
0 teor de solidos totais do licor negro da Gmelina foi levemente superior ao do Pinus
0 teor de rejeitos da polpa do Pinus foi superior ao da Gmelina
0 rendimento em polpa da Gmelina foi superior ao do Pinus para o mesmonivel de alcali ativo
0 rendimento da mistura diminuia a medida que se is adicionando cavacosde Pinus aproximando se do rendimento isolado do Pinus
0 teor de solidos totais aumentava quando se aumentava a proporgao de
cavacos de Pinus na mistura
A analise quimica das misturas de polpas mostrou em relagao a ligninauma tendencia inversa em relagao ao rendimento a direta ao teor de solidos totais
0 melhor rendimento da mistura correspondeu a proporgao 90 de Gmelina
e 10 de Pinus
0 namero Kappa foi crescente tanto para as polpas oriundas da mistura decavacos quanto nas misturas das polpas quando se adicionava cavacos oupolpas de Pinus
0 consumo de alcali aumentava com a adigao de cavacos de Pinus
A elevagao do numero Kappa devido a adigao de Pinus inviabilizava a obtengio de polpa quimica da mistura de cavacos a partir de 80 de Gmelinae 20 de Pinus
Os teores de rejeitos tiveram na mistura valores inversos aos rendimetos e diretos aos nGmeros Kappa
Os resultados das analises quimicas das polpas oriundas das misturas decavacos a de pastas foram semelhantes com valores ligeiramente inferiores para as polpas provenientes das misturas de cavacos
0 consumo de reagentes nos processor de branqueamentos foi crescente a
medida que se aum a proporgao de polpa ou cavacos de Pinus nas misturas
0 consumo de reagentes das polpas provenientes das misturas das pastasfoi menor do que das polpas oriundas das misturas de cavacos
A mistura que apresentou menor gasto de reagentes foi a de 90 de
Gmelina a 10 de Pinus tanto das polpas provindas da mistura de cavacoscomo das originarias da mistura de polpasOs resultados das viscosidades das polpas nao branqueadas a branqueadasdas misturas nao seguiram a sequencia de crescimento do numero Kappaocasionado pela adigao de cavacos ou polpa de Pinus
A adigao de cavacos ou polpa de Pinus em cavacos ou polpa de Gmelina
proporcionou um melhor grau de polimerizagaoAs polpas das misturas compreendidas entre 10 a 30 de cavacos ou polpas de Pinus adicionados em cavacos ou polpas de Gmelina sofreram menosa agao dos reagentes quimicos do branqueamentoAs alvuras das polpas das misturas foram inferiores as alvuras da polpade Gmelina
A proporgao 80 de Gmelina a 20 de Pinus apresentou as melhores alvurasem todos os processos de branqueamentos
As estabilidades seguiram o comportamento das alvuras
Os resultados das solubilidades soda a frio das polpas branqueadas dasmisturas situaramse entre as pol branqueada industrial e a polpabranqueada purificada citadas na literaturaAs solubilidades soda a frio das polpas branqueadas das misturas demonsraram que nao existiram diferengas substanciais entre etas causadas Cela adigao de Pinus No entanto uma certa diferenga foi observada a mvel de 50 da mistura
As resistencias das polpas branqueadas das misturas foram superiores asresistencias da polpa branqueada industrial a branqueada purificada mencionada na literatura
A refinagao do moinho Jokro mostrou que a adigao de Pinus sobre a
Gmelina aumentava o tempo de refino
As polpas das misturas refinadas no Bauer a na Holandesa nao mostrram a influencia do Pinus sobre a Gmelina
As resistencias mecanicas tendiam a decrescer a medida que se adicio
nava Pinus seja na forma de cavacos ou polpa a GmelinaFoi notado a influencia do comprimento das fibras sobre o indite de rasgo nas polpas branqueadas
Com excegao do indite de rasgo as demais caracteristicas mecanicas tiveram nas polpas branqueadas o mesmo comportamento das polpas nao branqueadas
A medida que se adicionava Pious havia um decrescimo na porosidade a umaumento na lisura a maciez nas polpas nao branqueadas
Os resultados de porosidade lisura a maciez das polpas branqueadas dasmisturas se assemelharam aos da Gmelina
Levando em consideragao as condigoes de cozimentos das madeiras a suasrespectivas misturas bem comp os branqueamentos de suas polpas em termos de caracteristicas fisicomecanicas das polpas por paradoxal que
parega nao seria conveniente a mistura de Pious com Gmelina seja na
forma de cavacos ou de polpas pelo fato do Pinus proporcionar o enfraquecimento da maioria das caracteristicas fisicomecanicas
SUMMARY
Chemical sulphate pulps were studied for amix two wood species Pious caribaea var hondurensis and Gmelina arborea Roxb Criterionfor re a Nveprions of the two species are isdcussed as well as themanufacturing methods and the test methods for evaluating the pulp qualities Bleaching processes and methods are discussed along with the methodsfor evaluating bleach pulps Refining of bleached and unbleached pulps isdescribed together with the standards for evaluating physical and chemical characteristics of the pulps Results are shown and discussed in comparison with concepts in the technical literature Conclusions are drawnfor each type of experiment For the overall study it was concluded thatit is not suitable to mix chips or pulp of Pinus caribaea var
hondurensis with Gmelina arborea Roxb since among otlerreasons the
resultant pulps areweakerrthan those derived from Gmelina arborea Roxbalone
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