Author(s): Novo, Catarina Cardoso
Date: 2009
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/3117
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia química; Indústria do papel; Pasta de papel kraft; Branqueamento; Cozedura
A Paulownia representa uma potencial nova fonte de matérias-primas nas várias áreas madeireiras. Uma vez que é uma árvore de crescimento rápido, a Paulownia cresce mais rapidamente do que a espécie comummente usada na indústria de pasta e papel nacional, o E. globulus, podendo ser interessante particularmente como matéria-prima na indústria de pasta e papel. Os objectivos deste trabalho foram a avaliação das condições de cozimento kraft e de branqueamento ECF e o estudo das propriedades físico-mecânicas da pasta de Paulownia, avaliando assim a sua aptidão para a produção de pasta e de papel. Neste trabalho foram usadas aparas de madeira da plantação experimental da zona de Monção do híbrido Paulownia elongata/ Paulownia fortunei com 3,5 anos. Foi estudada a resposta ao cozimento kraft usando uma gama de alcali activo entre 17% e 20%, com índice sulfureto de 28% a 30%, com um hidromódulo de 4 L/kg, a 160ºC. Os resultados deste estudo mostram que o cozimento kraft da Paulownia deve ser realizado com um alcali activo superior a 17% e, preferivelmente, usando um alcali activo de 18% a 19%, com o factor H entre 650 e 670. Nestas condições o rendimento foi de 44,5% a 46,0%, com índice kappa entre 19,6 e 24,2 e as viscosidades intrínsecas foram de 1100 a 1140 cm3/g. A pasta com um índice kappa de 24,2 foi submetida a branqueamento ECF, com a sequência ODEpDD, conseguindo-se, com o estágio de oxigénio, reduzir em 45% o índice kappa.. No final da sequência atingiu-se os 89% de brancura ISO, gastando 45kg de cloro activo/tonelada de pasta e com OXE de 86,2 mol de ClO2 como cloro activo/ tonelada de pasta/ unidade kappa. As propriedades físico-mecânicas foram avaliadas para as pastas sem refinação e com refinação. A pasta não refinada apresentou drenabilidade e refinabilidade superior ao E. globulus assim como superiores propriedades mecânicas e ópticas. A pasta refinada apresentou um desenvolvimento das propriedades em estudo, mas não tão acentuado como o E. globulus. No entanto, as propriedades ópticas e a lisura da Paulownia são superiores às do E. globulus, devido à morfologia das fibras, apresentando por isso potencial para a indústria da pasta e papel. ABSTRACT: Paulownia is a new source of raw material for the wood industry. It’s a fast growing tree and its growth is even faster than the E. globulus, the most common species used in the national pulp and paper industry. Therefore, this might be especially interesting for the papermaking. The aims of this work were as follows: (i) to evaluate the Paulownia kraft pulping and ECF bleaching responses and (ii) to assess the papermaking properties of Paulownia kraft pulp. Wood chips of the plantation Paulownia elongata/Paulownia fortunei from Monção region of 3,5 years old were involved in this work. The kraft cooking response (active alkali from 17% to 20%, sulphidity from 28% to 30% with liquor-to-wood ratio of 4 L/kg, 160ºC) has been studied. The results of this work showed that the most appropriate pulping conditions are those done with active alkali above 17%, preferentially 18% or even 19%, with an H factor from 650 to 670. Under these conditions, the pulp yield was from 44,5% to 46,0%, and the kappa number from 19,6 to 24,2. The intrinsic viscosity varied from 1100 to 1140 cm3/g. The pulp obtained with a kappa number of 24,2 was bleached by ODEpDD sequence allowing to obtain a reduction of 45% of the kappa number in the oxygen stage and the final ISO brightness of 89%. The consumption of chlorine dioxide (as active chlorine) was 45 kg per ton of pulp and the OXE was 86,2 (mol of ClO2 as active Cl2 per ton of pulp and per one kappa unit). The physical and mechanical properties were studied for unbeaten and beaten pulps. The unbeaten pulp showed higher drainage and beatability than E. globulus as well as better mechanical and optical properties. The beaten pulp showed the development of mechanical properties, although not so pronounced as the E. globulus pulp. However, the optical properties and roughness of Paulownia were better than the E. globulus pulp ones due to the particular morphology of Paulownia fibres. These characteristics provided a promising potential to the Paulownia wood as a source for the pulp and paper industry.
