Efeitos da aplicação de xilanase na polpa Kraft-O de eucalipto

Abstract

A etapa de branqueamento é responsável pelo elevado volume de efluentes de fábricas de polpa kraft branqueada. Atualmente, o uso de enzimas tem sido um atrativo econômico por reduzir o consumo de reagentes químicos, embora tenha levado ao incremento na carga orgânica dos efluentes. Esse trabalho objetivou caracterizar os filtrados e sua biotratabilidade, e avaliar características físico-químicas da polpa gerada no pré-branqueamento enzimático utilizando-se uma enzima xilanase comercial. Estudou-se o efeito do pré-branqueamento enzimático em quatro condições operacionais: dosagens de 25 e 200 g t-1 em pH 7 e 9, e a referência sem enzima. As propriedades das polpas (número kappa, alvura, ácidos hexenurônicos, teor de xilanas e perda de rendimento) e dos efluentes (DQO, DBO, cor e condutividade elétrica) foram determinadas. Realizou-se a sequência completa de branqueamento avaliando-se algumas propriedades das polpas e dos filtrados. Por fim, refinaram-se as polpas branqueadas, analisando-se as propriedades físico-mecânicas das folhas. Menor número kappa, maior alvura e menor quantidade de ácidos hexenurônicos foram obtidos para a dosagem enzimática de 200 g t-1 em pH 7, embora a perda de rendimento tenha sido maior nessa condição. Constatou-se aumento significativo da carga orgânica do filtrado com a adoção do pré-branqueamento enzimático. A biotratabilidade foi elevada para todos efluentes, apresentando remoção de DQO superior a 85%. Entretanto, tanto a DQO inicial quanto a final dos tratamentos enzimáticos foram superiores às das referências. Ao final da sequência completa de branqueamento obteve-se maior alvura e menor número kappa para as amostras submetidas ao pré-branqueamento enzimático. A dosagem de 200 g t-1 em pH 7 apresentou maior aumento na viscosidade. As polpas submetidas ao pré-branqueamento enzimático apresentaram alterações pouco pronunciadas nas propriedades físico-mecânicas do papel.

The bleaching sector is responsible for the high effluent volume generated in kraft pulp bleach plants. The use of enzymes is a promising approach for clean bleaching processes. Currently, enzymatic pre-bleaching stages are used mainly for economical reasons, since they reduce the bleaching chemicals consumption, particularly chlorine dioxide. However, an increase in the organic matter content of effluents has been observed when enzyme stages are used. The purpose of this work was to characterize the enzymes pre-bleaching filtrates and their bio-treatability, as well as the pulp after the enzymatic pre-bleaching stage. Enzymatic pre-bleaching of eucalyptus pulp was carried out in four different conditions using xylanase: enzyme dosage of 25 and 200 g adt-1 and pH 7 and 9 for each dosage. It was also carried out a reference test, without enzyme. Following each pre-bleaching stage, the properties of the pulp (kappa number, brightness, hexenuronic acid, xilan removal and pulp yield lost) and of the resulting effluents (COD, BOD, color and conductivity) were determined. A complete bleaching sequence was conducted and some filtrate and pulp properties were evaluated. Finally, the pulp was refined in a PFI mill and the mechanical and physical properties of the resulting paper were determined. The best pulp quality was achieved at pH 7, when smaller kappa number, higher pulp brightness and smaller amounts of hexenuronic acid were observed. However, at this condition a bigger yield loss and a higher effluent COD load were detected. The bio-treatment of all effluents presented high COD removal (> 85%), although the initial and final COD concentrations were always higher for the enzymatic bleaching sequences. After the complete bleaching sequence the pulps treated with enzymes presented higher brightness and lower kappa number; these changes were modest, though. The enzymatic dosage of 200 g adt-1 at pH 7 presented the highest viscosity increase. The enzymatic treatments presented small changes in the mechanical and physical properties of the produced paper handsheets.