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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.1900.tde-20231122-093107
Documento
Autor
Nome completo
Luiz Ernesto George Barrichelo
E-mail
Unidade da USP
Imprenta
Piracicaba, 1971
Orientador
Título em português
O uso da madeira de Eucalyptus saligna Smith na obtenção de celulose pelo processo bissulfito - base magnésio
Palavras-chave em português
CELULOSE BISSULFITO-BASE MAGNÉSIO
MADEIRA DE EUCALIPTO
POLPAÇÃO
Resumo em português
O presente trabalho teve por objetivo o estudo da produção, em laboratório, de celulose bissulfito, tendo como base o magnésio e utilizando madeira de Eucaluptus saligna Smith com 5 anos de idade. O projeto experimental obedeceu ao esquema fatorial 2x2x2 para temperatura máxima de cozimento, tempo à temperatura máxima e concentração do licor de cozimento em têrmos de SO2 total. Foram determinadas a densidade básica, dimensões das fibras e composição química quantitativa, da maneira utilizada no trabalho. Na celulose resultante dos cozimentos foram determinados os rendimentos bruto e depurado, percentagem de rejeitos e número de Kappa. A refinação da celulose foi feita em Moinho Jokro-Muhle a 150 rpm e consistência de 6%. Para a realização dos ensaios físico-mecânicos a celulose foi transformada em folhas no formador Koethen-Rapid e as seguintes propriedades foram investigadas: resistência à tração, resistência ao arrebentamento e resistência ao rasgo. Para cada propriedade físico-mecânica foram estabelecidas equações de regressão em função de grau de refinação. As celuloses obtidas foram comparadas para cada uma das propriedades físico-mêcanicas em níveis de refinação de 30, 45 e 60 °SR. Da discussão dos resultados podem ser tiradas as conclusões seguintes: 1) O aumento da temperatura diminuiu o rendimento em celulose e sua resistência físico-mecânica. Apesar do pH relativamente alto que pode ser empregado quando o licor bissulfito tem como base o magnésio é recomendável o emprêgo de temperaturas mais baixas para a obtenção de rendimentos elevados e celulose mais resistente . Tendo sido constatado ser a temperatura - a principal variável do cozimento, recomenda-se um contrôle rigoroso da mesma. 2) O tempo ótimo de cozimento depende principalmente da temperatura máxima estando ambas as variáveis relacionadas entre si. Assim sendo, para se conseguir resultados semelhantes, quanto maior a temperatura menor deve ser o tempo à temperatura máxima. Êsse aspecto do processo deve ser observado para evitar a degradação excessiva da celulose do que decorre uma diminuição na sua resistência físico-mecânica . 3) O tempo de cozimento até a temperatura máxima de três horas mostrou ser suficiente para a penetração completa dos cavacos pelo licor de cozimento, tempo esse que pode ser abreviado se fôr utilizada pressão conseguida através de um gás inerte num tratamento de pré-impregnação. 4) A concentração de SO2 total, dentro dos níveis estudados, não mostrou influenciar significativamente os rendimentos em celulose . Por outro lado teve influência sobre os teores de rejeitos, número de Kappa e resistências físico-mecânicas. 5) As influências das variáveis estudadas se fizeram sentir de forma decrescente na ordem seguinte: temperatura máxima, tempo à temperatura máxima e concentração de SO2 total. 6) Os melhores resultados em termos de rendimento bruto, rendimento depurado, percentagem de rejeitos, resistências à tração, resistência ao arrebentamento e resistência ao rasgo foram conseguidas respectivamente através dos tratamentos 1 (T1 t1 C1), 5 (T1 t1 C2), 8 (T2 t2 C2), 5,5 e 7 (T1 t2 C2) onde T1 = 155°C, T2 = 165°C, t1 = 1h, t2 = 2h, C1 = 4%SO2 total e C2 = 6%SO2 total. Com base nos resultados deve-se optar pelo esquema de cozimento que melhores resultados tragam para o objetivo desejado (rendimento, resistência físico-mecânica ou ambos. 7) As celuloses apresentaram velocidades de refinações elevadas quando comparadas à celulase sulfato e tanto maior quanto menor o número de kappa. 8) Houve predominância de equações de natureza cúbica quando as propriedades físico-mecânicas da celulose foram relacionadas com o grau de refinação. 9) A madeira de Eucalyptus saligna Smith se presta convenientemente como matéria-prima para a produção de celulose pelo processo magnefita não devendo apresentar problemas nos cozimentos de cavacos e processamento das celuloses obtidas industrialmente.
Título em inglês
Not avaliable
Resumo em inglês
The objective of the present study was the production of magnesium bissulfite pulp from the wood of 5 year old Eucalyptus saligna Smith. The experimental project followed the factorial scheme 2x2x2 for maximum temperature of cooking, time at maximum temperature and total sulfur dioxide concentration of cooking liquor. The basic density, dimensions of fibers and chemical composition of wood, utilized in the work, were determined. Total yield, screened yield, percentage of screenings and Kappa number were determined from the pulp and wich had been obtained. The pulp was beat, at a consistency of 6% with a Jokro-Muhle laboratory refiner, at 150 r.p.m. The pulp was transformed in sheets in the Koethen-Rapid sheet former and the following physical-mechanical properties were investigated: tensile strength, bursting strength and tear resistance. The data were used to establish regression equations relating each physical-mechanical property of pulp to the degree of slowness. The properties of the pulp were compared at 30, 45 and 60°SR of slowness. The following conclusions were made from the analyses of results: 1) An increase in temperature decreases the pulp yield and its physical-mechanical strengths. When the bissulfite liquor has magnesium as its base, it is recommendable to use lower temperatures to obtain increased yields and more resistant pulp, in spite of the relatively high pH. After it was established that the temperature was the principal variable of cooking, it was recommended that the temperature be regously controlled. 2) The optimum time of cooking depends mainly on the maximum temperature. In such case, to obtain similar results, the higher the temperature the shorter the time necessary at maximum temperature. One must pay attention to avoid excessive degradation of the pulp. If the relationship of time and maximum temperature is not controlled properly a decrease in physical-mechanical strength will result. 3) The time of cooking up to the maximum temperature of three hours proved to be sufficient for the complete penetration of the chips by the cooking liquor. Processing time can be abbreviated if one utilizes pressure by an inert gas in the pre-impregnation treatments. 4) The concentration of total SO2, among the levels studied, did not influence significantly the pulp yields. On the other hand, SO2 concentration did influence the percentage of screenings, Kappa number and physical-mechanical strengths. 5) It was noted, in a decreasing order, the influences of the variables studied such as: maximum temperature of cooking, time at maximum temperature and concentration of total SO2. 6) The best results, in terms of total yield, screening yield, percentage of screenings, tensile strength, bursting strength and tear resistance were obtained, respectively, with the treatments: 1 (T1 t1 C1), 5 (T1 t1 C2) 8 (T2 t2 C2) 5,5 and 7 (T1 t2 C2) where T1 = 155°C, T2 = 165°C, t1 = 1h, t2 = 2h, C1 = 4% total SO2 and C2 = 6% total SO2. Based on these results it is necessary to choose the scheme that gives best results for the desired objective: yield, physical-mechanical resistance or both. 7) When refining the pulp at high velocity as compared to sulfate pulp and the higher the velocity the lower the Kappa number. 8) When the physical-mechanical properties of the pulp were compared to the degree of slowness regression equations of cubic type were predominant. 9) The wood of Eucalyptus saligna Smith is useful as raw material for pulp production by the magnefite processes with no problem, in cooking the chips or in processing the pulp for industry.
 
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Data de Publicação
2023-11-24
 
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