Celulose kraft produzida a partir das madeiras de bracatinga (Mimosa scabrella) e eucalipto (Eucalyptus saligna) misturadas em diferentes proporções | Kraft pulping of bracatinga (Mimosa scabrella) and eucalyptus (Eucalyptus saligna ) wood chip blends

This study had as main objective to evaluate the use of bracatinga (Mimosa scabrella Benth) wood as fibrous source for papermaking. Kraft pulping of bracatinga and eucalyptus (Eucalyptus saligna Smith) wood chip blends were analyzed. Other objectives were: to evaluate characteristics of the trees; wood chemical composition (dichlormethane extractives, alcohol toluene extractives, lignin content and ash content) and anatomical dimensions and population of fibers and vessel elements in the pulps. Twenty kraft cooking were performed, comprising the comparison of 5 treatments with 4 replication for treatment (different wood chip blends based on oven dried wood weight: 100% bracatinga, 5% bracatinga, 10% bracatinga, 20%bracatinga e 100% eucalyptus). Kraft cooking conditions were similar to all treatments, except for 100% bracatinga wood chips, which required 23% active alkali instead of 20% corresponding to the other treatments (active alkali expressed as NaOH). Sulfidity was kept constant as 20%. Other kraft pulping conditions: liquor to wood ratio = 4/1; maximum temperature = 170ºC; time to 170ºC = 90 minutes; time at 170ºC = 60 minutes. Unbleached pulps were analyzed for pulp yield, kappa number, 5% caustic soda solubility, intrinsic viscosity and brightness. Target kappa number was 16 ± 1. After cooking, the unbleached pulps were deslignified by oxygen in alkaline condition followed by an ECF bleaching sequence (D1 Eo D2 SO2 ). Bleached pulps were beaten in a PFI mill and the strength and optical properties compared at unbeaten and 30º SR levels. Lignin content and extractives were similar in both woods( eucalyptus and bracatinga). However, eucalyptus wood had higher ash content and lower wood basic density. Bracatinga and eucalyptus fibers were similar in term of fiber length, but bracatinga fibers were wider and thicker-walled. Bracatinga wood chips led to better pulp yields. Oxygen delignifications provided good results in all treatments. Pulp bleaching started to show losses in brightness when bracatinga wood content in the blend was 20% and over. The same trend for reverted brightness. Higher the bracatinga wood content over 10%, worse the strength properties (tensile, tear, burst and stretch) and pulp opacity. However, the use of bracatinga wood up to 10% based on dry weight did not harm the pulp quality. High bracatinga fiber content in pulp gives pulps more suitable to tissue papers manufacturing and less recommended to printing and writing papers índice.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Este trabalho tem por objetivo principal avaliar o uso da madeira de bracatinga (Mimosa scabrella Benth), pura e misturada em diferentes proporções com madeira de eucalipto(Eucalyptus saligna Smith), para a obtenção de celulose para papel. Tem como objetivos secundários, avaliar as características dendrométricas das árvores, qualificar e quantificar os principais elementos químicos da madeira (extrativos em diclorometano, extrativos em álcool tolueno, lignina e cinzas) e análise anatômicas das fibras e dos vasos. Foram realizados 20 cozimentos kraft, sendo cinco tratamentos, envolvendo misturas em peso seco de cavacos de madeira entre bracatinga e eucalipto (100% bracatinga, 5% bracatinga, 10% bracatinga, 20%bracatinga e 100% eucalipto) com quatro repetições cada. As condições de cozimento foram iguais para os diversos tratamentos, alterando-se somente o álcali ativo da amostra de bracatinga pura, visando manter o número kappa de 16 ± 1. A alteração foi de 23% de álcali ativo na bracatinga e 20% nos demais tratamentos(álcali ativo expresso como NaOH). A sulfidez manteve-se constante em 20%. A forma de cozimento foi a seguinte: (relação licor/madeira=4:1; temperatura máxima=170 ºC; tempo até a temperatura máxima=90 min.; tempo a temperatura máxima=60 min.). A polpa marrom passou pelas seguintes análises: rendimento bruto, número kappa, S5, viscosidade intrínseca e alvura. Após os cozimentos, as polpas passaram por uma deslignificação com O2 e posteriormente um branqueamento ECF, com uma seqüência D1 Eo D2 SO2, para conseguir máxima alvura das polpas com menor ataque as fibras. As celuloses branqueadas foram refinadas em moinho PFI com o objetivo de atingir níveis de 30º SR, e concomitantemente com as amostras sem refinar foram feitos os testes físicos-mecânicos e óticos. O teor de lignina e extrativos foram semelhantes nas duas madeiras, enquanto o eucalipto apresentou maior teor de cinzas e menor densidade básica. Anatomicamente, as fibras das duas espécies mostraram pouca diferença no comprimento, porém a bracatinga possuía fibras mais largas com maiores diâmetros de lúmen e paredes mais espessas. A bracatinga apresentou maior rendimento em celulose nos cozimentos. A deslignificação com oxigênio apresentou bons resultados na alvura e no número kappa, com pouca agressão as fibras. No branqueamento, a alvura foi influenciada a partir do acréscimo de 20% de bracatinga. Igual comportamento ocorreu na reversão da alvura. Com relação ao desempenho das celuloses nos testes físicomecânicos e óticos, o acréscimo da proporção de bracatinga tende a promover uma perda da resistência à tração, ao rasgo, ao estouro, à elongação e piora a opacidade. Com esses resultados, pode-se concluir que a celulose de bracatinga é mais compatível com a fabricação de polpas para papéis sanitários e higiênicos, e menos recomendada para papéis de impressão e escrita, frente às suas características anatômicas e de desempenho nos testes de refinação. Entretanto, o seu uso em misturas até 10% com madeira de eucalipto, não afeta significativamente a qualidade da celulose resultante.