Scientia Forestalis, volume 46, n. 118
p.217-227, junho de 2018
DOI: dx.doi.org/10.18671/scifor.v46n118.08

The effects of temperature, alkali charge and additives in the oxygen delignification in high kappa number eucalyptus pulp kraft

Efeitos da temperatura, da carga alcalina e dos aditivos na deslignificação com oxigênio para polpa kraft de eucalipto com alto número kappa

Eraldo Antonio Bonfatti Júnior1
Francides Gomes da Silva Júnior2

1PhD Student in Forest Engineering. UFPR - Universidade Federal do Paraná. Av. Prefeito Lothario Meissner, 632- Jardim Botânico - 80210170 - Curitiba, PR, Brasil. E-mail: bonfattieraldo@gmail.com.
2Associate Professor, Department of Forest Sciences. USP – Universidade de São Paulo / ESALQ – Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Av. Padua Dias, 11 – Caixa Postal: 9 - 13418-900 - Piracicaba, SP, Brasil. E-mail: fjr@usp.br.

Received on 10/20/2016 - Accepted on 12/04/2017

Resumo

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da temperatura, da carga alcalina e dos aditivos antraquinona e etanol na deslignificação com oxigênio para polpa kraft de Eucalyptus grandis vs. Eucalyptus urophylla com alto número kappa e teor de rejeitos. Para a produção da polpa celulósica foi o cozimento kraft convencional com carga alcalina de 13%, sulfidez de 25% além do fator H de 580. Para a redução do teor de rejeitos, a polpa foi submetida a duas passagens por moinho desfibrador. A deslignificação com oxigênio ocorreu em média consistência (10%) e pressão de oxigênio de 5 kgf·cm-² além do delineamento combinando quatro cargas alcalinas (15, 30, 45 e 60 kg·t-1) e quatro temperaturas (80, 100, 120 e 140ºC). A avaliação do efeito dos aditivos foi feita com a aplicação de 0,05% de antraquinona e etanol separadamente do mesmo modo os tratamentos sem aditivo como testemunhas. O número kappa da polpa marrom produzida foi de 63,9 com 8,7% de rejeitos.  A comparação entre os fatores de carga alcalina e de temperatura mostram que o primeiro é mais influente no processo de deslignificação com oxigênio. Contudo, é aumentando-se a temperatura que foi possível reduzir o kappa com menor queda na seletividade. Além disso, a temperatura atua como agente ativador das reações do processo, visto que para qualquer carga aplicada, a concentração de álcali residual diminui com o aumento da temperatura. Não houve grandes quedas no rendimento com os aumentos de carga de álcali e temperatura. Simultaneamente, a transformação dos rejeitos em polpa garantiu manutenção do rendimento. A adição de antraquinona não mostrou ganhos no rendimento assim como na redução do número kappa, porém, tornou o processo mais seletivo. A adição de etanol mostrou resultados positivos em termos de redução de número kappa e de rejeitos como também o aumento do rendimento. O total de sólidos gerados não sofreu influência significativa da ação dos aditivos.
Palavras-chave: Antraquinona, Etanol, Seletividade, Eficiência, Celulose.

Abstract

The purpose of this paper was to evaluate the effect of temperature, alkali charge, anthraquinone and ethanol additives in oxygen delignification for kraft pulp of Eucalyptus grandis vs. Eucalyptus urophylla with high kappa number and rejects content. In pulp production, the conventional kraft cooking was used with 13% alkaline charge, 25% sulfidity, in addition to H factor of 580. To reduce the rejects content, the pulp was subjected to two passages through the disc refiner. The oxygen delignification occurred in medium consistency (10%) and oxygen pressure of 5 kgf·cm-², in addition to the delignification with the combination of four alkaline charges (15, 30, 45 and 60 kg·t-1) and four temperatures (80, 100, 120 and 140ºC). The additives effect evaluation was made with 0.05% of anthraquinone and ethanol separately, just like the treatments with no additives as a reference. The brown pulp kappa number produced was 63.9 with 8.7% of rejects content.  The comparison between the alkaline charge and temperature factors shows that the first is more influential in the oxygen delignification process. However, by increasing the temperature it was possible to reduce the kappa number with lower drop in selectivity. In addition, the temperature is the activating agent of the process reactions, given that for any alkaline charge applied, the residual alkali concentration decreases with the temperature increase. Also, there was no great drop in yield with the increased alkali charge and temperature. Simultaneously, the conversion of rejects into pulp ensured the yield maintenance. The anthraquinone addition showed no gains in the yield and in the kappa number results, but the process became more selective. The addition of ethanol showed positive results in terms of kappa number and rejects reduction, and also an increased yield. The total of solids generated had no significant influence of additives action.
Keywords: Anthraquinone, Ethanol, Selectivity, Efficiency, Cellulose.





Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais
Via Comendador Pedro Morganti, 3500 - Bairro Monte Alegre
CEP: 13415-000 - Piracicaba, SP - Brasil
Reprodução permitida desde que citada a fonte.