AVALIAÇÃO DA ADIÇÃO DA ANTRAQUINONA NO COZIMENTO KRAFT DE PINUS TAEDA FIXANDO O NÚMERO KAPPA.

Introdução

• A polpação Kraft é o processo mais utilizado para obtenção de celulose desenvolvido em 1879;

• O rendimento desse processo é considerado baixo, 40-55%, por degradar além da lignina a celulose e hemicelulose.

• Por isso inúmeras modificações foram realizadas nesse processo com objetivo de aumentar seu rendimento, cozimentos modificados.

• Outra alternativa encontrada é a utilização de aditivos químicos durante a polpação para diminuir a degradação dos carboidratos e seletiva as reações com a lignina.

• A utilização de aditivos, como a antraquinona, possibilita melhorias no processo sem grandes investimentos adicionais com equipamentos.

• A antraquinona atua nas reações de deslignificação e ainda protege as cadeias de celulose contra as reações de despolimerização terminal.

• Dois benefícios podem ser considerados devido a ação da antraquinona:– estabilização de carboidratos;

– aceleração da deslignificação.

Introdução

Atuação da antraquinona no cozimento

Figura 1- Atuação da antraquinona como catalisador “Redox” (SILVA, 94)

• A antraquinona vem sendo utilizada desde 1977 quando Holton constatou sua capacidade em promover o incremento do rendimento e melhoria nas características da polpa obtida.

• Entretanto tornou-se muito popular nas últimas décadas.

• Vários benefícios proporcionados pela antraquinona já foram analisados como:– ganho de rendimento;– redução nas emissões de compostos reduzidos de enxofre (TRS);– redução do número kappa;– menor demanda de álcali.

Introdução

• Avaliar a influência da antraquinona na polpação Kraftde Pinus taeda sobre o tempo de cozimento, rendimentodepurado e viscosidade da polpa para um mesmonúmero Kappa.

Objetivo

Os cavacos utilizados nos cozimentos foram provenientes da madeira de Pinus taeda com dezesseis anos, da região sul do Brasil.

O licor branco foi preparado em laboratório contendo os seguintes componentes ativos: hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio(Na2S).

O aditivo utilizado foi uma dispersão de 50% de antraquinona.

Materiais e Métodos

• Cozimento

Materiais e Métodos

Cozimento: kappa 30

Cozimento: kappa 50

Cozimento: kappa 70

Matéria-prima Pinus taeda Pinus taeda Pinus taeda

Umidade do cavaco, % 59,2 59,2 59,2Álcali ativo do licor sobre a madeira, % 18 18 18Sulfidez do licor, % 27 27 27Álcali ativo licor branco, g/L como Na2O 109,81 109,81 109,81Alcali efetivo licor branco, g/L como Na2O 95,00 95,00 95,00Álcali total titulável licor branco, g/L como Na2O 115,36 115,36 115,36Temperatura de cozimento, °C 170 170 170Relação licor madeira 4:1 4:1 4:1Antraquinona (% m.s de cavaco) 0,05 0,05 0,05

Tabela 1: Condições de cozimentos

• Etapas de obtenção da polpa:– Classificação manual dos cavacos;– Cozimento em digestor batelada;– Lavagem;– Desagregação;– Depuração.

Materiais e Métodos

• Análises:– Rendimento Depurado:

• Realizadadas de acordo com a Norma ABNT NBR 13998:1997.

– Número Kappa: 30, 50 e 70 • Realizadas de acordo com a Norma ABNT NBR 302:

2005.– Viscosidade

• Realizadas de acordo com a norma NBR 7730:1998.

Materiais e Métodos

• Os cozimentos foram realizados sem aditivo (testemunha) e com 0,05% de antraquinona, variando o fator H até que atingissem o mesmo número Kappa.

Resultados

Tabela 2. Resultados obtidos de Fator H, Tempo de cozimento, rendimento e Viscosidade para número Kappa 30.

Resultados

• Cozimento: Kappa 30

Resultados

• Cozimento: Kappa 50

Tabela 3. Resultados obtidos de Fator H, Tempo de cozimento, rendimento e Viscosidade para número Kappa 50.

Resultados

• Cozimento: Kappa 70

Tabela 4. Resultados obtidos de Fator H, Tempo de cozimento, rendimento e Viscosidade para número Kappa 70.

• Os resultados apresentados mostram que a adição da antraquinona aumentou o rendimento depurado e reduziu o tempo de cozimento, sem que a viscosidade da polpa fosse alterada significativamente.

Resultados

• Tempo de Cozimento

Figura 2. Influência da antraquinona no tempo de cozimento para Kappa 30, 50 e 70.

Resultados

• Rendimento Depurado

Figura 3. Influência da antraquinona no Rendimento Depurado para Kappa 30, 50 e 70.

Resultados

• Viscosidade

Resultados

Figura 5. Influencia da antraquinona na viscosidade da polpa para Kappa 30, 50 e 70.

• A adição de 0,05% de antraquinona no cozimento Kraft dePinus taeda trouxe resultados positivos para todos osparâmetros analisados: tempo de cozimento, rendimentodepurado e viscosidade da polpa.

• A redução no tempo de cozimento foi significativo para osdiferentes níveis de número kappa analisados.

• Para kappa mais elevado o uso da antraquinona resultou emrendimentos maiores, porém a viscosidade não teve melhorasignificativa.

• Para kappa mais baixo a adição da antraquinona provocouum aumento do rendimento depurado menos relevante,quando comparado aos kappas mais elevados, entretanto aviscosidade da polpa apresentou um pequeno ganho.

Conclusão

• Os resultados obtidos experimentalmente mostram que o usode 0,05% de antraquinona como aditivo no cozimento Kraftproporcionou efeitos favoráveis na produção da polpa dePinus taeda, podendo justificar os custos adicionais geradospelo uso da antraquinona.

Conclusão