Determinação de constituintes químicos em polpas Kraft branqueadas e revertidas

Abstract

A celulose Kraft branqueada comercializada no mercado internacional tem a alvura e a reversão de alvura como principais parâmetros de caracterização ótica. O estudo químico detalhado sobre o processo de alvura é de extrema importância para indústria de polpa de celulose e papel. Neste trabalho foi realizado o estudo químico de duas polpas celulósicas industriais (polpa B e polpa V) pré-deslignificadas com oxigênio (Pré-O2), que foram branqueadas em laboratório utilizando-se duas seqüências distintas de branqueamento, e também submetidas à reversão por duas metodologias. As polpas pré-deslignificadas com oxigênio foram submetidas ao branqueamento ECF completo (Isento de cloro elementar) com as seqüências D(EP)DP e AZDP, com alvura final de 90% ISO. Os extratos das polpas foram analisados por espectroscopia no infravermelho. Foram observadas diferenças na intensidade das bandas comuns, principalmente no extrato em acetona. Em seguida os extratos foram analisados pela técnica de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), que permitiu identificar ácidos carboxílicos, álcoois e ácidos graxos, esteróides, além de hidrocarbonetos e carboidratos. Em relação à estabilidade alvura, observou-se que o branqueamento pela seqüência D(EP)DP levou a menor estabilidade de alvura, principalmente pelo método de reversão úmida (9,5% ISO para polpa B e 8,1% ISO para polpa V). A polpa branqueada pela seqüência AZDP apresentou maior estabilidade de alvura, pelos dois métodos de reversão, principalmente para reversão a seco (0,9% ISO para polpa B e 0,5 para polpa V). Os ácidos graxos predominam nas frações dos extratos das polpas e permaneceram estáveis sob as condições de reversão de alvura, não sendo possível estabelecer uma correlação com a estabilidade de alvura. Os ácidos carboxílicos de baixa massa molecular, formados pela degradação de alguns dos carboidratos durante o branqueamento, aumentaram seu teor após a reversão úmida das polpas, o que provavelmente contribuiu para instabilidade de alvura. Os álcoois, esteróides e hidrocarbonetos apresentaram baixos teores nas polpas revertidas e, portanto, não se correlacionam com a reversão de alvura. O branqueamento com seqüências utilizando ozônio, seguido de peróxido de hidrogênio, resultou em polpas de maior estabilidade de alvura em relação à seqüência sem ozônio. A intensidade da reversão de alvura depende de fatores diversos. Alguns estudos apontam como possíveis agentes causadores da reversão o tipo de madeira, teor de metais, temperatura, lignina residual, grupos carbonila e carboxila. Deve-se ainda avaliar mais detalhadamente a contribuição de tais fatores, pois, isoladamente não justificam o fenômeno da reversão de alvura.

The blaeched Kraft pulp traded at the international markets has brightenss and brightenss reversion as the main parameters of optic characterization. The detailed chemical study of the brightenss process is of importance for pulp industry of cellulose and paper. In this work, it is presented the chemical study of two industrial cellulosic pulps (pulp B and pulp V) pre-dislignified with oxygen (Pré-O2), which were bleached at laboratory by two different sequences of bleaching, and were also submitted to reversion by two methodologies. The pulps pre-dislignified with oxygen were submitted to the complete bleaching ECF (elemental chorine free), with the sequences D(EP)DP and AZDP, obtaining final brightenss of 90% ISO. The pulp extracts were analyzed by spectroscopy in infrared. Differences were observed in intensity of common bands, mainly with the extract in acetone. Soon afterwards the extracts were analyzed by a technique using gas chromatographic coupled the mass spectrometry (GC-MS), which made possible the identification of carboxylic acids, alcohols and fatty acids, sterols, added to hydrocarbons and carbohydrates. In relation to brightenss stability, it was observed that bleaching by the sequence D(EP)DP took the smallest brightenss stability, mainly for the method of humid reversion (9,5% ISO for pulp B and 8,1% ISO for pulp V). The pulp bleached by the sequence AZDP presents larger stability of brightenss, for the two methods of reversion, mainly for dry reversion (0,9% ISO for pulp B and 0,5% for pulp V). The fatty acids prevail in fractions of pulp extracts and they remained stable under conditions such as reversion brightenss, not being possible the establishment of a correlation to brightenss stability. The carboxylic acids low molecular mass, formed by the degradation of some carbohydrates during bleaching, had their percentage increased after the pulps’ humid reversion, what probably contributed to the instability of brightenss. The alcohols, sterols and hydrocarbons presented low percentage in reverted pulps, thus, they are not correlated to the reversion brightenss. Bleaching with sequences using ozone, followed by hydrogen peroxide, resulted en pulps of larger stability of brightenss in relation to the sequence without ozone. The intensity in reversion brightenss depends on several factors. Some studies show percentage of metals, temperature, residual lignin, carbonyl and carboxyl groups as possible agents that may cause reversion. A more detailed evaluation of the contribution of such factors should be considered, as those factors, when isolatedly considered do not justify the phenomenon known by reversion brightenss.