Este estudo foi conduzido para avaliar as propriedades madeira e características do papel produzido de Pinus elliottii com três idades (10,13 e 17 anos) provenientes de plantios localizados em Itararé e Itapeva, Estado de são Paulo. De cada idade foram coletadas 5 árvores, tomadas ao acaso, tendo sido determinada a densidade básica, porcentagem de lenho outonal e características morfológicas dos traqueóides em diversas posições do tronco. A densidade básica e a porcentagem de lenho outonal de cresceram na direção base-topo. O comprimento dos traqueóides cresceram na direção base-topo e medula-casca. O diâmetro médio dos traqueóides e o diâmetro médio do lúmen cresceram com a idade da árvore, sendo que este último aumentou na direção base-topo. Nenhuma diferença significante foi observada entre idades e entre posições no tronco na espessura da parede celular. Das polpas obtidas através do processo Kraft, fabricou-se papel que apresentou boa resistência para as propriedades de comprimento de auto-ruptura, estouro e rasgo. O comprime~ to de auto-ruptura aumentou com o grau de moagem, mas não foi afetado pela idade da árvore. O estouro cresceu tanto com a idade da árvore como com o grau de moagem. A resistência ao rasgo aumentou com a idade, no entanto apresentou correlação negativa com o grau de moagem. Como fase complementar foi ainda analisada a adaptabilidade das equações de correlação entre as propriedades da madeira e do papel, desenvolvidas por outros autores. Foi observado um bom ajuste para o cálculo da densidade da folha , mas a adaptabilidade da equação para estimar a resistência do papel a estouro, baseando-se nas propriedades da madeira,foi baixa. Recomenda-se que novos estudos sejam conduzidos visando melhor correlacionar as características da madeira e as propriedades do papel.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-07Bitstream added on 2014-06-13T19:31:41Z : No. of bitstreams: 1 pereirajunior_vb_me_botfca.pdf: 1708883 bytes, checksum: 337b315ab2a173bb500e4278f6fa58a3 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de geração de energia a partir dos resíduos em uma fábrica de painéis de fibra de madeira, e através dos mesmos promover a cogeração e a geração própria de energia elétrica, melhorando assim a competitividade de seus produtos através da redução de custos e ao mesmo tempo, contribuindo para a expansão da base de geração de energia elétrica no país. Para a realização do trabalho foram obtidos dados de produção de chapas da unidade fabril da Empresa Duratex de Botucatu no período de 1998 a maio de 2001, bem como o consumo de energia elétrica neste período. Foram coletados, também, dados para a quantificação de resíduos decorrentes do processo de fabricação de chapas, sua análise química e verificação do poder calorífico. Os dados referentes aos resíduos permitiram estimar a quantidade de vapor que se obtém através da queima dos mesmos como combustível em caldeiras. Os dados obtidos junto ao processo de fabricação, referentes ao consumo de vapor, no período em questão (1998 a maio de 2001), possibilitaram determinar também a necessidade de energia térmica no processo de fabricação de chapas de fibra. Frente às necessidades de energia térmica e elétrica determinadas, foram estudadas alternativas de cogeração de energia com a utilização de gás natural (para queima em turbinas a gás) e biomassa, aliadas à queima dos resíduos. Foi possível avaliar os investimentos propostos sob o aspecto econômico pela análise do valor presente e pela taxa interna de retorno. A cogeração através da utilização de gás natural, aliado à queima de resíduos para a produção vapor saturado, para aquecimento, mostrou-se a alternativa mais indicada. A complementação da matriz energética com biomassa oriunda de florestas de eucalipto, em substituição... . / This work was conduced in order to evaluate the waste generation potentials on an eucalyptus hardboard mill, and to use it to produce thermal and electrical energy simulated as a cogeneration system, to improve the competitivity of its products, through the cost reduction and, at the same time, to contribute for the expansion of the electric power generation. Production data (from jan 1998 to may 2001) and energy consumption at the same period were collected at Duratex Plant, located in Botucatu, São Paulo State. Solid waste generation data was colleted and its heat generation power was also obtained. With these values, it was possible to calculate the quantity of steam produced after to burn this biomass on boilers. With the steam consumption data (from January 1998 to may 2001) collected at Duratex plant, it was possible to know the amount of thermal energy used to produce hardboard. After the thermal and electrical needs estimation, it became possible to simulate a cogeneration system using natural gas or biomass, both them with solid waste used like fuel. The Present Value and the Internal Returning Rate methods were used to evaluate the investments for each alternative. The cogeneration using natural gas and solid waste from the process (saw dust, sanding dust, rejected boards and barks used to produce saturated steam) showed to be the most indicated of both alternatives. The complementation of the necessary amount of biomass with eucalyptus chips from renewed forests, instead to use oil or gas is not a strategic option, because it is necessary to use a big quantity of forest, so it means to burn the same raw material used for boards production. It was possible to conclude that the electrical energy price in the market is very cheap to justify the investments in both cogeneration technologies... (Complete abstract, click electronic address below).

Resumo: A produção de polpa celulósica é de grande importância nas indústrias de celulose e papel e na economia brasileira, uma vez que o Brasil se destaca mundialmente por sua elevada produção e exportação de papel. Dentre as várias operações unitárias que constituem o processo de obtenção de celulose, a mais crítica é com certeza a que envolve as reações químicas no reator, pois é principalmente nessa etapa que se define a qualidade da polpa produzida, assim como pode tornar mais fácil as etapas posteriores, ou seja, o branqueamento e a recuperação química dos produtos residuais. A recuperação química é constituída pelos processos de evaporação do licor negro, pela queima de sólidos na caldeira de recuperação e a etapa de caustificação. No Brasil, o método mais utilizado para a produção de celulose é o processo Kraft, o qual apresenta como vantagens a alta qualidade da polpa produzida e o fato de ser possível a recuperação de produtos químicos residuais. Como desvantagem desse processo tem-se o baixo rendimento e o considerável impacto ambiental causado pela utilização do sulfeto de sódio no licor de cozimento, o qual leva à formação de gases a base de enxofre, sendo estes grandes poluentes. Nesse sentido foi desenvolvido um esquema experimental constando de um digestor com câmeras individuais e um analisador de gases. Utilizou-se como aditivo a antraquinona, em substituição parcial ao sulfeto de sódio, no cozimento da madeira de Eucalyptus grandis, com diversos teores de sulfeto de sódio (0%, 14%, 21% e 28%) para verificar o efeito desta adição no grau de deslignificação, e nos rendimentos bruto e depurado do processo. O Fator H mantido constante em todos os cozimentos foi definido para se atingir valores aproximados de número kappa igual a 30. Para o grau de deslignificação observou-se que para o mesmo teor de sulfeto de sódio houve uma redução no número kappa e que conforme se aumentava o teor de sulfeto de sódio essa tendência se tornava menor. Quanto ao rendimento bruto observou-se que ocorreram ganhos com a adição de antraquinona em todos os níveis de sulfeto de sódio. Para o rendimento depurado houve a mesma tendência, ou seja, houve ganhos. O menor teor de sulfeto de sódio aplicado no licor de cozimento mostrou ser uma possibilidade interessante para diminuir o impacto ambiental do processo Kraft, pois se conseguiu uma redução significativa na formação dos gases, SO2 e H2S, que são os principais responsáveis pelo odor característico das indústrias de papel e celulose. Foi verificado ainda que para valores de Fator H constante, a carga de antraquinona aplicada e a respectiva redução no teor de sulfeto de sódio influenciaram os parâmetros avaliados do processo Kraft, podendo dessa forma obter polpas celulósicas no padrão desejado causando um menor impacto ambiental com a redução dos gases derivados do enxofre.

Orientador: Cláudio Angeli Sansígolo / Banca: Elias Taylor Durgante Severo / Banca: Gustavo Ventorim / Resumo: A celulose de fibra curta branqueada produzida no Brasil é toda proveniente de madeira de florestas de Eucalyptus spp. A qualidade dos cavacos usados na produção de celulose é considerada um fator importante para operabilidade da indústria e para a qualidade da polpa. Os cavacos desejáveis são aqueles que apresentam poucas variações nas características físicas e químicas, isentos de contaminantes, alta densidade a granel, impregnação homogênea, baixa degradação de polissacarídeos e alto rendimento na transformação em polpa celulósica. Na indústria a classificação do tamanho dos cavacos passou a ser adotada depois que estudos demonstraram que os cavacos muito grandes e/ou muito pequenos poderiam interferir no processo de deslignificação e na qualidade da polpa celulósica, mas os cavacos utilizados pela indústria ainda apresentam variações no tamanho depois da classificação industrial. O objetivo do estudo foi identificar nos cavacos classificados industrialmente, dimensões que favoreçam ou desfavorecem o processo de deslignificação e a resistência da polpa. Para tanto, foi coletada uma amostra de cavacos em uma indústria de celulose, a amostra foi separada em sete frações, e mensurada às dimensões (comprimento, largura e espessura), determinado à densidade básica, densidade a granel, e composição química dos cavacos. As frações também foram deslignificadas e determinado o rendimento bruto, rendimento depurado, rejeitos base celulose, rejeitos base madeira e o número Kappa da polpa marrom. As fibras dos cavacos grande e pequenos foram classificadas pelo comprimento, e determinado algumas características físico-mecânicas da celulose. As dimensões dos cavacos variaram entre as frações, houve aumento do teor de holocelulose nas duas frações com as menores dimensões dos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bleached hardwood pulp produced in Brazil is entirely from wood of Eucalyptus spp forests. The quality of the chips used in pulp production is considered an important factor in the industry operability and the pulp quality. Desirable chips have few variations of physical and chemical characteristics are free of contaminants, and present high bulk density, homogeneous uptake, low degradation of polysaccharides and high milling yield in kraft pulp. In manufacturing, the chip size classification has been adopted after studies have shown that very large and / or very little chips could interfere in the delignification process and pulp quality; however, the chips used by the industry still vary in size after industrial grading. The aim of this study was to identify, among the industrially classified chips, dimensions that favor or not the delignification process and pulp strength. Thus, a chip sample was collected in a pulp mill, then the chips were separated into seven fractions and their dimensions (length, width and thickness) were measured, and the chip basic density, bulk density, chemical composition were determined. The chips were also delignified, and the total yield, screening yield, pulp-based wastes, wood- based wastes, and Kappa number of unbleached pulp were determined. The fibers of large and small chips were classified by length, and some physical and mechanical properties of cellulose were determined. The chip dimensions varied among fractions, and there was an increase of holocellulose content in the two fractions that had the smallest chips. The total yield, screening yield, and pulp-based waste content did not differ significantly, but, when the chip size dimension decreased, the waste content and kappa number were likely to reduce and the specific wood use was likely to increase. The fiber length... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: José Cláudio Caraschi / Banca: Ricardo Marques Barreiros / Banca: Fábio Minoru Yamaji / Resumo: Este trabalho teve como objetivo caracterizar o bambu Guadua tagoara com 1 e 3 anos de idade e o Pinus elliottii de 12 anos quanto às propriedades químicas, físicas e anatômicas; realizar a polpação Kraft e comparar as polpas celulósicas de mesmo número kappa e grau de refino quanto às propriedades físico-mecânicas do papel produzido. Foi utilizado o bambu de 3 anos para polpação Kraft, variando a temperatura e álcali ativo. Para fins de comparação, utilizou-se a polpa de pinus, escolhendo o número kappa próximo de 27 e 23 ºSR de refino para comparar as características das polpas. Para o bambu de 1 e 3 anos de idade, os teores de lignina e cinzas não apresentaram variações expressivas, entretanto, os valores de extrativos totais, holocelulose e densidade básica apresentaram diferenças. Para os extrativos, a variação é de 15,81% a 23,25%, de 1 ano para 3 anos, respectivamente e de 66,55% e 59,46% para os teores de holocelulose. O teor de lignina permaneceu inalterado com a maturidade do bambu. A densidade básica variou de 0,250 g/cm3 para 0,460 g/cm3 com a maturidade do bambu, indicando a idade de 3 anos como mais adequada para polpação. Entre as espécies de madeira e bambu, verificou-se um maior teor de cinzas e extrativos e menores teores de holocelulose e lignina no bambu. As fibras de bambu se apresentaram menores e mais estreitas do que as de pinus. A polpação do bambu obteve rendimentos entre 40,95% a 51,75% e polpas com baixo número kappa, devido ao menor teor de lignina no bambu. Para o mesmo número kappa, o rendimento do bambu foi maior do que o do pinus. A polpa celulósica de pinus apresentou melhores propriedades físico-mecânicas em todos os ensaios realizados em comparação com a polpa de bambu / Abstract: The purposes of this study were to characterize the chemical, physical and anatomical properties of 1- to 3-year-old Guadua tagoara bamboo and 12-year-old Pinus elliottii; perform Kraft pulping and compare cellulosic pulp at same kappa number and refining intensity, regarding physical and mechanical properties of manufactured paper. In order to do that, 3-year-old bamboo samples were used for Kraft pulping, varying temperature and active alkali. Slash pine pulp was used, with kappa number at around 27 and 23 ºSR to compare different pulp features. For 1- to 3-year-old bamboo, ash and lignin contents did not show any significant variation; however, total extractive content, holocellulose and specific gravity differed. Extractive content of 1- to 3-year-old specimens, ranged from 15.81% to 23.25%, respectively; holocellulose contents were 66.55% and 59.46%. Lignin contents did not change and specific gravity ranged from 0.250 g/cm3 to 0.460 g/cm3 for mature bamboo, which shows 3-year-old specimens are best suited for pulping. Bamboo specimens showed higher ash and extractive contents and lower lignin and holocellulose contents when compared with wood specimens. Bamboo fibers were shorter and finer than slash pine fibers. Bamboo pulp yield was between 40.95% and 51.75% with low kappa number due to lower lignin content in bamboo. Bamboo showed higher pulp yield when compared with slash pinus for same kappa number. Slash pine cellulosic pulp showed better physical-mechanical properties in all tests carried out when compared with bamboo pulp / Mestre

Orientador: Luiz Gonzaga de Souza / Resumo: O presente trabalho tem por objetivo avaliar o potencial de geração de energia a partir dos resíduos em uma fábrica de painéis de fibra de madeira, e através dos mesmos promover a cogeração e a geração própria de energia elétrica, melhorando assim a competitividade de seus produtos através da redução de custos e ao mesmo tempo, contribuindo para a expansão da base de geração de energia elétrica no país. Para a realização do trabalho foram obtidos dados de produção de chapas da unidade fabril da Empresa Duratex de Botucatu no período de 1998 a maio de 2001, bem como o consumo de energia elétrica neste período. Foram coletados, também, dados para a quantificação de resíduos decorrentes do processo de fabricação de chapas, sua análise química e verificação do poder calorífico. Os dados referentes aos resíduos permitiram estimar a quantidade de vapor que se obtém através da queima dos mesmos como combustível em caldeiras. Os dados obtidos junto ao processo de fabricação, referentes ao consumo de vapor, no período em questão (1998 a maio de 2001), possibilitaram determinar também a necessidade de energia térmica no processo de fabricação de chapas de fibra. Frente às necessidades de energia térmica e elétrica determinadas, foram estudadas alternativas de cogeração de energia com a utilização de gás natural (para queima em turbinas a gás) e biomassa, aliadas à queima dos resíduos. Foi possível avaliar os investimentos propostos sob o aspecto econômico pela análise do valor presente e pela taxa interna de retorno. A cogeração através da utilização de gás natural, aliado à queima de resíduos para a produção vapor saturado, para aquecimento, mostrou-se a alternativa mais indicada. A complementação da matriz energética com biomassa oriunda de florestas de eucalipto, em substituição... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work was conduced in order to evaluate the waste generation potentials on an eucalyptus hardboard mill, and to use it to produce thermal and electrical energy simulated as a cogeneration system, to improve the competitivity of its products, through the cost reduction and, at the same time, to contribute for the expansion of the electric power generation. Production data (from jan 1998 to may 2001) and energy consumption at the same period were collected at Duratex Plant, located in Botucatu, São Paulo State. Solid waste generation data was colleted and its heat generation power was also obtained. With these values, it was possible to calculate the quantity of steam produced after to burn this biomass on boilers. With the steam consumption data (from January 1998 to may 2001) collected at Duratex plant, it was possible to know the amount of thermal energy used to produce hardboard. After the thermal and electrical needs estimation, it became possible to simulate a cogeneration system using natural gas or biomass, both them with solid waste used like fuel. The Present Value and the Internal Returning Rate methods were used to evaluate the investments for each alternative. The cogeneration using natural gas and solid waste from the process (saw dust, sanding dust, rejected boards and barks used to produce saturated steam) showed to be the most indicated of both alternatives. The complementation of the necessary amount of biomass with eucalyptus chips from renewed forests, instead to use oil or gas is not a strategic option, because it is necessary to use a big quantity of forest, so it means to burn the same raw material used for boards production. It was possible to conclude that the electrical energy price in the market is very cheap to justify the investments in both cogeneration technologies... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-15Bitstream added on 2014-06-13T19:00:14Z : No. of bitstreams: 1 grande_jp_me_botfca.pdf: 868693 bytes, checksum: 1b60e7dad21aa293ae0a9ac74ced70cc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A celulose de fibra curta branqueada produzida no Brasil é toda proveniente de madeira de florestas de Eucalyptus spp. A qualidade dos cavacos usados na produção de celulose é considerada um fator importante para operabilidade da indústria e para a qualidade da polpa. Os cavacos desejáveis são aqueles que apresentam poucas variações nas características físicas e químicas, isentos de contaminantes, alta densidade a granel, impregnação homogênea, baixa degradação de polissacarídeos e alto rendimento na transformação em polpa celulósica. Na indústria a classificação do tamanho dos cavacos passou a ser adotada depois que estudos demonstraram que os cavacos muito grandes e/ou muito pequenos poderiam interferir no processo de deslignificação e na qualidade da polpa celulósica, mas os cavacos utilizados pela indústria ainda apresentam variações no tamanho depois da classificação industrial. O objetivo do estudo foi identificar nos cavacos classificados industrialmente, dimensões que favoreçam ou desfavorecem o processo de deslignificação e a resistência da polpa. Para tanto, foi coletada uma amostra de cavacos em uma indústria de celulose, a amostra foi separada em sete frações, e mensurada às dimensões (comprimento, largura e espessura), determinado à densidade básica, densidade a granel, e composição química dos cavacos. As frações também foram deslignificadas e determinado o rendimento bruto, rendimento depurado, rejeitos base celulose, rejeitos base madeira e o número Kappa da polpa marrom. As fibras dos cavacos grande e pequenos foram classificadas pelo comprimento, e determinado algumas características físico-mecânicas da celulose. As dimensões dos cavacos variaram entre as frações, houve aumento do teor de holocelulose nas duas frações com as menores dimensões dos... / Bleached hardwood pulp produced in Brazil is entirely from wood of Eucalyptus spp forests. The quality of the chips used in pulp production is considered an important factor in the industry operability and the pulp quality. Desirable chips have few variations of physical and chemical characteristics are free of contaminants, and present high bulk density, homogeneous uptake, low degradation of polysaccharides and high milling yield in kraft pulp. In manufacturing, the chip size classification has been adopted after studies have shown that very large and / or very little chips could interfere in the delignification process and pulp quality; however, the chips used by the industry still vary in size after industrial grading. The aim of this study was to identify, among the industrially classified chips, dimensions that favor or not the delignification process and pulp strength. Thus, a chip sample was collected in a pulp mill, then the chips were separated into seven fractions and their dimensions (length, width and thickness) were measured, and the chip basic density, bulk density, chemical composition were determined. The chips were also delignified, and the total yield, screening yield, pulp-based wastes, wood- based wastes, and Kappa number of unbleached pulp were determined. The fibers of large and small chips were classified by length, and some physical and mechanical properties of cellulose were determined. The chip dimensions varied among fractions, and there was an increase of holocellulose content in the two fractions that had the smallest chips. The total yield, screening yield, and pulp-based waste content did not differ significantly, but, when the chip size dimension decreased, the waste content and kappa number were likely to reduce and the specific wood use was likely to increase. The fiber length... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-07-18T12:40:02Z No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 1133030 bytes, checksum: fc194935e221ab96b8cb35560cd00359 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T12:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 textocompleto.pdf: 1133030 bytes, checksum: fc194935e221ab96b8cb35560cd00359 (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O branqueamento é o estágio da produção de polpa celulósica kraft que gera maior carga hídrica poluente e muitas fábricas têm buscado minimizar ou até mesmo eliminar a quantidade de efluente gerado. O fechamento de circuitos d ́água vislumbra-se como uma opção atrativa para a redução do consumo de água e da geração de efluentes. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a viabilidade técnica de utilizar efluentes tratados como água de lavagem nos estágios do branqueamento. A sequência D ht (EP)DP de branqueamento foi simulada em laboratório utilizando quatro tipos de água de lavagem: a) água deionizada, b) água branca (AB) da máquina de secagem, c) efluente de baixa carga orgânica (EBC) proveniente da planta química e do pátio de madeira da fábrica, tratado por decantação; e d) efluente de alta carga orgânica (EAC) tratado biologicamente por um processo de lodos ativados. Para alcançar alvura da polpa de 90% ISO, o consumo de ClO 2 da sequência completa de branqueamento foi de 8,1, 8,0, 16,3 e 13,8 kgClO 2 tas -1 ao utilizar água deionizada, AB, EBC e EAC, respectivamente. A viscosidade, n° kappa e o teor de ácido hexenurônico da polpa branqueada com os efluentes diminuíram em relação à polpa branqueada com água deionizada. Os testes físicos e ópticos dos papéis confeccionados não demonstraram alterações estatísticas significativas com a mudança do tipo de água utilizada para lavagem. Os filtrados dos estágios D ht e EP apresentaram valores de condutividade elétrica, cor, turbidez, DQO, SDT e teor de Ca, Fe, K, Na e Cu maiores para os branqueamentos realizados com os efluentes em relação às referências (água deionizada e AB). Não obstante, sua qualidade não compromete a eficiência da Estação de Tratamento de Efluentes (ETE). Conclui-se que foi possível utilizar efluente na lavagem dos estágios de branqueamento, uma vez que as qualidades dos filtrados gerados, da polpa branqueada e dos papéis confeccionados foram satisfatórias, havendo, contudo, um incremento no consumo de reagentes ao longo da sequência e, consequentemente, um aumento do custo de produção de polpa celulósica / The bleaching plant is the kraft pulp mill sector that generates the highest volume of effluents and many mills have sought to minimize or even eliminate this pollution source. The recycling of water can be seen as an attractive option to reduce water consumption and effluent generation. The objective of the present research was to evaluate the technical feasibility of using treated effluent as wash water in the bleaching stages. The bleaching sequence D ht (EP)DP was simulated in laboratory using four types of wash water: a) deionized water, b) whitewater (WW) from drying machine, c) low effluent organic load (LEL) from the chemical plant and wood yard of the mill and treated by sedimentation; and d) high organic load effluent (HEL) treated biologically by an activated sludge process. To achieve pulp brightness of 90% ISO, the consumptions of ClO 2 in the bleaching sequence were 8.1, 8.0, 13.8 and 16.3 kgClO 2 odt -1 when using deionized water, WW, LEL and HEL, respectively. The viscosity, kappa number and hexenuronic acid of the bleached pulp, when effluents were applied as wash water, decreased in comparison to the bleached pulp when deionized water was used. Physical and optical tests of the papers did not show any statistically significant difference whatever wash water used. The filtrates of D ht and EP stages presented values of electrical conductivity, color, turbidity, COD and Ca, Fe, K, Na and Cu content higher when effluent was used in relation to the references (deionized water and WW). Nevertheless, the filtrates quality would not jeopardize the Wastewater Treatment Plant (WTP) efficiency. It was possible to use effluent as wash water in the bleaching stages, since the filtrates and the paper produced with the bleached pulp complied with the quality standards. However, there was an increase in the consumption of chemicals in the bleaching sequence when effluents were used, and, consequently, an increase on the pulp production costs

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-13T10:56:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 389280 bytes, checksum: 784eb597be998ef657648639e0e14a0a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-13T10:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 389280 bytes, checksum: 784eb597be998ef657648639e0e14a0a (MD5) Previous issue date: 2004-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da madeira, utilizando diferentes clones de eucalipto, na branqueabilidade e estabilidade de alvura de polpas produzidas pelo processo kraft. Foram avaliadas amostras de polpas provenientes de 26 clones de eucalipto de número kappa 16,0 a 17,5. As amostras foram submetidas à deslignificação com oxigênio (pré-O 2), deslignificação com dióxido de cloro seguido de extração alcalina simples (DE) e branqueamento ECF ( isento de cloro elementar) completo, com as seqüências ODEDD e ODEDP, sendo o desempenho desses processos avaliados pela eficiência, pela seletividade, pelo ganho de alvura e pela estabilidade de alvura (no caso da seqüência completa). O impacto da densidade básica da madeira (398,0 a 558,0 kg/m3), do consumo de álcali efetivo do cozimento (14,1 a 18,0%, como NaOH) e do rendimento depurado de polpa (51,2 a 54,5%) no desempenho dos processos de branqueamento foi também utilizado na interpretação dos resultados. Foi verificado que o tipo de madeira tem influência significativa no desempenho da pré-O 2, tratamento DE e do branqueamento completo da polpa. A eficiência, a seletividade e o ganho de alvura da pré-O 2, para as 26 amostras, variaram de 28,6 a 40,8%, 0,1 a 0,7 Ud. kappa/Ud. visc., e 15,5 a 31,3% ISO, respectivamente. Para o tratamento DE, as variações foram de 56,3 a 74,1, 0,8 a 3,6 e 33,4 a 41,3, respectivamente. No branqueamento completo pela seqüência ODEDD, a branqueabilidade, seletividade e estabilidade de alvura das polpas variaram de 0,33 a 0,38 Ud. kappa removidas/kg de cloro ativo, 0,3 a 1,3 Ud. kappa/Ud. visc., e 1,9 a 3,2 % ISO, respectivamente. Já no branqueamento pela seqüência ODEDP, a branqueabilidade, seletividade e estabilidade de alvura das polpas variaram de 0,30 a 0,39, 0,3 a 1,0 e 1,1 a 1,4, respectivamente. O ganho de alvura e a eficiência de deslignificação das polpas no tratamento DE foram afetados negativa e significativamente, a 5% de significância, pela demanda de álcali efetivo do cozimento. A seletividade da pré-O 2 e do tratamento DE foi afetada, positiva e significativamente, a 5% significância, pela densidade básica da madeira. A eficiência de deslignificação no tratamento DE se correlacionou, positiva e significativamente, com o rendimento depurado de polpa. A demanda de álcali efetivo e a densidade básica da madeira se correlacionaram, positiva e significativamente, com as seletividades dos branqueamentos completos com as seqüências ODEDD e ODEDP. O rendimento depurado se correlacionou, negativa e significativamente, com a seletividade do branqueamento pela seqüência ODEDD, a 5% de significância. Polpas branqueadas pela seqüência ODEDP apresentaram maior estabilidade de alvura que as branqueadas pela seqüência ODEDD. A estabilidade de alvura das polpas é influenciada pelos seus conteúdos de grupos carboxilas e carbonilas e, também, pelo residual oxidável (número de permanganato). / The objective of this study was to evaluate the influence of the wood, from different brightness stability eucalyptus kraft clones, pulps. kraft an bleachability and pulps from 26 different eucalyptus wood clones were evaluated. The samples of 16.0 – 17.5 kappa number were delignification with oxygen (Pre-O 2) and chlorine dioxide (DE treatment) and fully bleaching with the ODEDD and ODEDP sequences. There processes were compared based an efficiency, selectivity, brightness gain an brightness stability (fully bleached pulps only). Also evaluated was the impact of wood density (398.0 – 558.0 kg/m3), effective alkali consumption (14.1 – 18.0% as NaOH) and pulp yield (51.2 – 54.5%) on the performance of such processes. It was concluded that wood type significantly affects the performance of Pre-O 2, DE treatment and full pulp bleaching with ODEDD and ODEDP sequences. The values of efficiency, selectivity and brightness gain for the Pre-O 2 of the 26 samples varied in the range of 28.6 – 40.8%, 0.1 – 0.7 Ud. Kappa/Ud. viscosity and 15.5 – 31.3% ISO, respectively. For DE treatment the varieties was in the range of 56.3 – 74.1%, 0.8 – 3.6 Ud. kappa/Ud. viscosity and 33.4 – 41.3% ISO, respectively. In the full bleaching with the sequence ODEDD, the values of bleachability, selectivity and brightness reversion varied in the range of 0.33 – 0.38 Ud. kappa/kg Cl 2 active, 0.3 – 1.3 Ud. kappa/Ud. viscosity and 1.9 – 3.2% ISO, respectively. For the sequence ODEDP these values varied in the range of 0.3 – 0.39, 0.3 – 1.0 and 1.1 – 1.4, respectively. The delignification efficiency and brightness gain in the DE treatment were significantly, affected by pulping effective alkali. The selectivity of pré-O 2 and DE treatment were significantly and positively affected by wood basic density. The delignification efficiency of DE treatment was significantly and positively affected by pulping yield. The selectivity of the full bleaching with the sequences ODEDD and ODEDP was significantly and positively by wood density and pulping effective alkali. The selectivity of ODEDP bleaching correlated significantly and negatively with pulping yield. The was significantly effect of wood type an pulp brightness stability, but no significant correlation was seen between this parameter and wood density, pulping effective alkali and pulping yield. Pulps bleached with the ODEDP sequence showed be the brightness stability them those bleached with the ODEDD sequence. Pulp brightness stability is significantly affected by them contents of carboxyl, carbonyl and oxidizable rendnates (measured by KMnO 4 number). / Não foi localizado o cpf do autor.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-16T17:33:10Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 766425 bytes, checksum: 899c2ec3bd45320bc04524de45aa5bf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-16T17:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 766425 bytes, checksum: 899c2ec3bd45320bc04524de45aa5bf1 (MD5) Previous issue date: 2005-12-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesse estudo foram investigadas as causas e a prevenção da reversão de alvura de polpas kraft de eucalipto. Os resultados estão apresentados em quatro capítulos independentes, a saber: 1) influência da madeira; 2) influência do processo de branqueamento; 3) influência de compostos organoclorados; e 4) influência do branqueamento com ozônio e prováveis mecanismos da reversão. No capítulo 1, foi padronizado o procedimento de medição da reversão e investigada a influência do tipo de madeira na reversão de alvura de polpas branqueadas, provenientes de cozimentos de cavacos de 100 diferentes clones de eucalipto e pré-deslignificadas com oxigênio. Treze amostras mostrando grande variação na demanda de álcali efetivo, rendimento e desempenho no estádio de oxigênio foram selecionadas e branqueadas para estudos de reversão térmica de alvura, utilizando o método Tappi UM 200, que consiste do envelhecimento acelerado das folhas de celulose em estufa à 105 ± 3 o C, por 4 h, após acondicionamento das folhas em sala climatizada, 23 ± 1 o C e 50 ± 2%, por 12 h. Concluiu-se que o teste de reversão deve ser efetuado em folhas de celulose de pH 6-7, contendo umidade de 9 a 10 %, com pelo menos dez repetições. Essas condições foram padronizadas e utilizadas em todos os quatro capítulos desta tese. A reversão de alvura variou de 2,1 a 3,6 e de 0,8 a 1,7 % ISO, dependendo do tipo de madeira, para polpas branqueadas pelas seqüências ODEDD e ODEDP, respectivamente. O conteúdo de grupos redutores da polpa decresceu de 35 para 40% no estádio final de peroxidação, em relação ao estádio final de dioxidação. Os teores de grupos carbonila e carboxila, bem como o número kappa da polpa branqueada correlacionaram-se positivamente com a reversão de alvura. A densidade básica da madeira, o consumo de álcali efetivo e o rendimento do cozimento, a eficiência e seletividade da deslignificação com oxigênio, e o consumo total de oxidantes nas seqüências DEDD e DEDP não se correlacionaram com a reversão de alvura. No capitulo 2, foi avaliada a influência do processo de branqueamento na reversão de alvura de polpas de eucalipto branqueadas (90 a 90,5 % ISO) OD(PO)DD, pelas OD(PO)DP, seqüências OD HT(PO)DD, O(DC)(PO)DD, OD HT(PO)DP, O(DC)(PO)DP, OA/D(PO)DD e OA/D(PO)DP. Concluiu-se que um estádio final de peroxidação aumenta a estabilidade e a alvura da polpa. Alguns grupos oxidados presentes na polpa branqueada foram considerados a principal causa da reversão. Polpa branqueada com a seqüência (DC)(PO)DD apresentou baixa estabilidade apesar do seu baixo conteúdo de ácidos hexenourônicos e de lignina. Os estádios iniciais de ácido/dióxido de cloro a quente aumentaram a estabilidade da alvura, mas somente em seqüências sem o estádio final de peroxidação. O perfil da reversão, através dos estádios de branqueamento, mostrou tendência em aumentar a estabilidade da polpa após estádios alcalinos e de decrescer após estádios ácidos. Nos capítulos 1 e 2 foi demonstrada que as polpas branqueadas com seqüências finalizando com um estádio final de dioxidação apresentaram menor estabilidade de alvura em relação à quelas terminadas com estádio final de peroxidação. Trabalhos preliminares com várias polpas de folhosas indicaram boa correlação entre a reversão de alvura e o conteúdo de organoclorados da polpa. No capitulo 3 foi investigado o efeito do conteúdo de organoclorados da polpa branqueada na sua estabilidade de alvura. Foram produzidas polpas de eucalipto contendo diferentes teores de organoclorados utilizando-se 12 seqüências de branqueamento distintas. Concluiu-se que a reversão de alvura aumentou com a elevação do teor de organoclorados na polpa, mas esta tendência não é universal. Polpas branqueadas com seqüências contendo um segundo estádio alcalino de extração ou estádio final de peroxidação foram menos propensas à reversão, independentemente dos seus conteúdos de organoclorados. Polpas branqueadas por seqüências iniciadas com um estádio de dióxido de cloro em alta temperatura (D HT) foram mais estáveis que as iniciadas com estádio de dióxido de cloro convencional (D 0), em seqüências terminando com estádio final de dioxidação, porém o efeito da temperatura do primeiro estádio desapareceu em seqüências terminadas com estádio final de peroxidação, independentemente do teor de organoclorados da polpa. Relatos vindos da indústria dão conta de que polpas branqueadas com ozônio apresentaram baixa reversão de alvura. No capítulo 4 foi investigado o efeito do ozônio na reversão e, a partir dos resultados de análises finas da polpa por pirólise-CG/EM, foi postulado o provável mecanismo envolvido no processo polpas kraft de eucalipto. Foi verificado que a polpa branqueada pela seqüência OZ/ED(PO) teve a maior estabilidade de alvura dentre todas as avaliadas nos quatro capítulos desta tese, apresentando um número de cor posterior (NCP) de 0,06, que foi, aproximadamente, quatro vezes menor que o da polpa branqueada pela seqüência-referência OD HTD(PO) (0,22). A seqüência OZ/ED(PO) resultou em uma polpa branqueada contendo valores mais baixos de AHex ́s, lignina e número kappa e valores mais altos de grupos carbonilas e carboxilas em relação à seqüência - referência. O perfil de estabilidade de alvura da polpa branqueada pela seqüência OZ/ED(PO) revelou tendência decrescente através de todos os estádios, contrariamente ao observado para a seqüência-referência, que apresentou tendência de aumento da reversão nos estádios ácidos e diminuição nos estádios alcalinos. Quanto à distribuição das dosagens d e dióxido de cloro e ozônio na seqüência OZ/EDP, concluiu-se que deve ser utilizado um mínimo de peróxido de hidrogênio (de 1 a 2 kg/tas) e o máximo possível e necessário de dióxido de cloro; porém, o estádio de peróxido foi absolutamente imprescindível para extrair materiais oxidados por um processo nucleofílico. A análise por pirólise-CG/EM do algodão e das polpas branqueadas mostrou diferentes proporções das áreas dos espectros dos compostos aromáticos presentes nas fibras. Dispostas em ordem de proporções de aromáticos nas fibras estão as amostras de algodão < OD HTEDD < OZ/ED35 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15. Porém, dispostas em ordem de reversão de alvura medida pelo NCP estão as amostras OZ/ED25P5 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15 < < < OZ/ED35. Os números em subscrito indicam as dosagens de dióxido de cloro ou peróxido de hidrogênio, em kg/t de polpa seca, empregadas nos vários estádios de branqueamento. Polpas branqueadas com alta carga de dióxido (ex.: 35 kg/t polpa – OZ/ED35) apresentaram baixo teor residual de compostos aromáticos, porém baixa estabilidade de alvura, quando não-tratadas com um estádio final de peróxido alcalino. Sobre o mecanismo da reversão, postulou-se que a alta estabilidade de alvura de polpas branqueadas por seqüências contendo ozônio ocorreu pelo fato de estas demandarem excessiva dosagem de oxidantes para alcançar o resultado final de alvura do 90-91% ISO, eliminado todas as fontes iniciadoras do processo. A alta estabilidade de alvura é obtida a um alto custo, sendo que o ozônio per se não promove a estabilização de alvura. A alta carga de oxidantes utilizada, associada ao estádio final de peroxidação, que sempre existe nas seqüências com ozônio, resultou em alta estabilidade de alvura. O estádio final de peroxidação preveniu a reversão de alvura não por causa do peróxido e sim pela alcalinidade desse estádio. A alcalinidade decresceu a reversão de alvura por deixar a polpa branqueada com caráter fortemente alcalino (íons sódio). Esse caráter alcalino foi comprovado ser necessário para manter a estabilidade de alvura em testes e estabilidade de alvura versus pH ́s da polpa realizados nesse estudo. A condição alcalina minimiza as reações de hidrólise ácida de carboidratos oxidados, contendo certos grupos redutores, que iniciam o processo de reversão de alvura e geraram produtos coloridos de baixo peso molecular que são, usualmente, solúveis em água. / The causes and prevention of brightness reversion of eucalyptus kraft pulps were investigated in this work. The results are presented in four independent chapters, as follows: 1) influence of wood; 2) influence of the bleaching process; 3) influence of organochlorides; and 4) influence of ozone bleaching and likely mechanisms of reversion. In Chapter 1, the procedure of reversion measurement was standardized and the influence of wood type on brightness reversion of bleached pulps originated from the cooking of chips of 100 different eucalyptus clones, pre-delignified with oxygen, was investigated. Thirteen samples showing a great range in effective alkali demand, yield, and oxygen stage performance were selected and bleached for studies on thermal brightness reversion, using the method Tappi UM 200, which consists in accelerated aging of cellulose leaves in the oven at 105 ± 3 o C, for 4 h, after placing the leaves in an acclimatized room, 23± 1C and 50 ± 2%, for 12 h. It was concluded that the reversion test must be performed in cellulose leaves at pH 6-7, containing 9 to 10% humidity, with at least ten repetitions. These conditions were standardized and used in all the four chapters of this thesis. Brightness reversion ranged from 2.1 to 3.6 and from 0.8 to 1.7%ISO, depending on type of wood, for pulps bleached by sequences ODEDD and ODEDP, respectively. The content of the pulp reducing group decreased from 35 to 40% with a final peroxidation stage, in relation to the final dioxidation stage. The contents of the carbonyl ad carboxyl groups, as well as the kappa number of the bleached pulp correlated positively with brightness reversion. Basic wood density, effective alkali requirement and cooking yield, efficiency and selectivity of delignification with oxygen, and total oxidant consumption in the sequences DEDD and DEDP did not correlate with brightness reversion. In Chapter 2, the influence of the bleaching process on brightness reversion of bleached eucalyptus pulp (90 to 90.5% ISO) was analyzed by the sequences O(DC)(PO)DD, O(DC)(PO)DP, OD(PO)DD, OD(PO)DP, OD HT(PO)DD, A/D(PO)DD and OA/D(PO)DP. It was concluded that a final OD HT(PO)DP, O peroxidation stage increases pulp stability and brightness. Some oxidized groups present in the bleached pulp were considered the main cause of reversion. Bleached pulp with the sequence (DC)(PO)DD presented low stability despite its low contents of hexenuronic acid and lignin. The initial stages of hot chlorine acid/dioxide increased brightness stability but only in sequences without a final peroxidation stage. Reversion profile, through the bleaching stages, showed tendency to increase pulp stability after alkaline stages and to decrease it after acid stages. In Chapters 1 and 2 it is demonstrated that the pulps bleached with sequences ending with a final dioxidation stage presented lower brightness stability, compared to those ended with a final peroxidation stage. Preliminary works using various leaf pulps indicated a good correlation between brightness reversion and organochloride content of the pulp. In Chapter 3, the effect of the organochloride content of the bleached pulp on its brightness stability was investigated. Eucalypt pulps containing different organochloride contents were produced using 12 distinct bleaching sequences. It was concluded that brightness reversion increased with the increase of organochloride content in the pulp, but this tendency is not universal. Pulps bleached with sequences containing a second alkaline extraction stage or final peroxidation stages were less inclined to reversion, regardless of their organochloride contents. Pulps bleached by sequences initiated with a chlorine dioxide stage at high temperature (D HT) were more stable than those initiated xxv with conventional chlorine dioxide stage (D 0), in sequences ending with a final dioxidation stage, but the effect of the first stage temperature disappeared in sequences ended with final peroxidation stage, regardless of the organochlorine content of the pulp. Reports from the industry attest that ozone -bleached pulps presented low brightness reversion. In Chapter 4, the effect of ozone on reversion was assessed, and based on the pyrolysis-CG/EM pulp analysis results, the likely mechanism involved in the eucalyptus kraft pulp process was postulated. It was verified that the pulp bleached by sequence OZ/ED (PO) had the highest brightness stability among all those evaluated in the four chapters of this thesis, with a post-color number (PCN) of 0.06, which was approximately four times lower than that of the pulp bleached by the reference sequence OD HTD(PO) (0.22).Sequence OZ/ED(PO) resulted in bleached pulp containing lower values of Ahex’s, lignin and kappa number and higher values of carbonyl and carboxyl groups, in relation to the reference-sequence. Brightness stability profile of the pulp bleached by sequence OZ/ED(PO) showed a decreasing tendency throughout the stages, contrary to what was observed for the reference-sequence, which tended to increase reversion in the acid stages and decrease it in the alkaline stages. Regarding distribution of the chlorine dioxide and ozone dosages in the sequence OZ/EDP, it was concluded that a minimum amount of hydrogen peroxide (from 1 to 2 kg/tas) and maximum possible and necessary amount of chlorine dioxide must be used; however, the peroxide stage was absolutely indispensable to extract materials oxidized by a nucleophylic process. Analysis by pyrolysis-CG/EM of cotton and bleached pulps showed different proportions of the spectra areas of the aromatic compounds present in the fibers. The cotton samples <OD HTEDD < OZ/ED35 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15 are displayed in order of aromatic compound proportions in the fibers. However, the samples OZ/ED25P5 < OZ/ED15P10 < OZ/ED5P15 < < < OZ/ED35 are displayed in order of brightness reversion measured by NCP. The lower-case numbers indicate the chlorine dioxide or hydrogen peroxide dosages, in kg/t of dry pulp, used in the various bleaching stages. Pulps bleached with a high dioxide load (e.g.: 35 kg/t pulp – OZ/ED35) presented a low residual content of aromatic compounds, but low brightness stability, when not treated with a final alkaline peroxide stage. Regarding the reversion mechanism, it was postulated that high brightness stability of pulps xxvi bleached by ozone-containing sequences occurred due to the fact that these required excessive oxidant dosage in order to reach the final 90-91% ISO brightness result, eliminating all the sources triggering the process. High brightness stability is obtained at a high cost, with ozone per se not promoting brightness stabilization. The high load of oxidants used, associated with final peroxidation stage, which always exists in the ozone sequences, resulted in high brightness stability. The final peroxidation stage prevented brightness reversion not because of peroxide, but rather because of this stage’s alkalinity. Alkalinity reduced brightness reversion by rendering the bleached pulp a strong alkaline character (sodium ions). This alkaline character was proved necessary to maintain brightness stability in tests and brightness stability versus pulp pH carried out in this study. The alkaline condition minimizes the acid hydrolysis reactions of oxidized carbohydrates, containing certain reducing groups that trigger the brightness reversion process, generating colorful products of low molecular weight that are usually soluble in water.