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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Laura Sabbatini Trebbi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2015
Supervisor
Committee
Silva Junior, Francides Gomes da (President)
Brito, Jose Otavio
Guedes, Fernanda Trisltz Perassolo
Title in Portuguese
Avaliação do processo Compact CookingTM com o uso de aditivos para a polpação kraft de eucalipto
Keywords in Portuguese
Celulose
Fibra curta
Processo modificado
Qualidade da polpa
Abstract in Portuguese
O Brasil ocupa a quarta colocação no ranking mundial de produção de celulose, sendo que quase 90% da matéria prima é madeira de fibra curta, especificamente do gênero Eucalyptus. O processo de produção de celulose mais utilizado pela grande maioria das indústrias do mundo todo é o químico e, entre os processos químicos modificados está o Compact CookingTM, que é reconhecido por gerar polpas de alta resistência físico-mecânica e boa branqueabilidade. Aditivos de cozimento são amplamente utilizados no processo de fabricação da celulose, pois permitem melhores rendimento e qualidade do produto obtido. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de quatro aditivos na polpação kraft de eucalipto através do processo Compact CookingTM, buscando melhorias no rendimento do processo e ganho na qualidade da polpa produzida. Os cozimentos foram conduzidos em digestor laboratorial da marca TSI com bomba dosadora acoplada. O tempo total de cozimento foi de 457 minutos, com temperatura máxima de 165º C, resultando em um perfil de cozimento com fator H de 2100. Os aditivos testados foram antraquinona, aditivo 2, aditivo 3 e xilenossulfonato de sódio. A antraquinona e os aditivos 2 e 3 foram aplicados em carga de 0,05% (base madeira) e o xilenossulfonato de sódio foi testado em três cargas: 2, 4 e 8 kg.ton-1 (base madeira). Os resultados obtidos mostraram que o uso do xilenossulfonato de sódio como aditivo na polpação kraft, levando em consideração as especificidades desta pesquisa, não gerou benefícios ao processo e, por isso, o mesmo não foi utilizado nos passos seguintes deste estudo. A antraquinona possibilitou a redução de um ponto percentual de álcali ativo aplicado e consequente ganho de rendimento de 1,6% em relação ao tratamento sem aditivo. Tanto para o aditivo 2 quanto para o aditivo 3 foi possível alcançar o mesmo grau de deslignificação (número kappa 17 ± 05) com redução de cinco pontos percentuais de álcali ativo aplicado em relação ao tratamento testemunha, gerando ganho de 2,3 e 2,4% em rendimento. A viscosidade das polpas com a antraquinona e com os aditivos 2 e 3 também aumentou de maneira significativa se comparada à polpa sem aditivo, sendo os melhores resultados alcançados nos tratamentos com os aditivos 2 e 3; tais aditivos também possibilitaram a maior queda nos valores de consumo específico de madeira e teor de sólidos gerados. Quando testadas em relação a propriedades físico-mecânicas, as polpas produzidas com a utilização dos aditivos 2 e 3 apresentaram as melhores performances, com benefícios na tração, estouro e resistência à passagem de ar. É possível concluir que, para a madeira e processo de polpação utilizados neste trabalho, os aditivos 2 e 3 se mostraram bastante superiores à antraquinona. Assim, fica a sugestão para que mais trabalhos e estudos sejam desenvolvidos com estes produtos, buscando o melhor conhecimento dos mesmos e a comprovação de tal desempenho para a produção de polpa celulósica.
Title in English
Evaluation of Compact CookingTM process with additives for kraft pulping of Eucalyptus
Keywords in English
Hardwood
Modified process
Pulp quality
Wood pulp
Abstract in English
Brazil occupies the fourth place in global pulp production ranking and almost 90% of the raw material used for the national production is hardwood, specifically Eucalyptus. The most used process for pulp production by industries worldwide is the chemical pulping and among the modified chemical processes, there is Compact CookingTM. This one is recognized for producing pulps with high resistance and good bleachability. Additives are widely used in the pulp production process, as they allow better yield and quality of the final product. This study aimed at evaluating the effectiveness of four additives in Eucalyptus kraft pulping, by using Compact CookingTM process, seeking for improvements in process yield and in the pulp quality. The pulp simulation was conducted in laboratory digester that had a pump coupled in it. The total cooking time was 457 minutes, with maximum temperature of 165º C, resulting in a cooking profile with H factor value equal to 2100. The additives used were anthraquinone, additive 2, additive 3 and sodium xylenesulphonate. The anthraquinone and additives 2 and 3 were applied in 0.05% wood base and sodium xylenesulphonate was tested in three loads: 2, 4 and 8 kg.ton-1 (wood base). The results showed that the use of sodium xylenesulphonate as an additive in kraft pulping, considering the specific case of this research, didn't generated benefits in the process and, because of this, it was eliminated from the next steps of this research project. Anthraquinone allowed the reduction of 1% in alkali applied and consequent 1.6% yield gain compared to treatment without additive. For both additives 2 and 3, it was possible to achieve the same delignification level (kappa number 17 ± 0.5) by reducing 5% of alkali applied in comparison to the control treatment and this allowed yield gain of 2.3 and 2.4%. The viscosity of the pulp produced by using anthraquinone and additives 2 and 3 increased significantly compared to the pulp without the chemicals, and better results were achieved for treatments with additives 2 and 3; with these additives the pulping process reached the lowest values on wood specific consumption and generated solids. When tested for the physical and mechanical properties, the pulps produced with additives 2 and 3 showed better performances, with benefits in tensile index, burst index and resistance to air flow. Therefore, it was possible to conclude that, for the wood and the pulping process used in this study, additives 2 and 3 showed better results than anthraquinone. The suggestion is that more studies must be developed with these two chemical products, with the objective of reaffirming such good performance in the pulp production.
 
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Release Date
2019-11-17
Publishing Date
2015-11-25
 
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