Navegando por Autor "Andrade, Marcela Freitas"
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Item Caracterização e utilização do bagaço de cana-de-açúcar e capim-elefante para produção de polpa solúvel e papel de impressão e escrita(Universidade Federal de Viçosa, 2014-02-27) Andrade, Marcela Freitas; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/2241277122391500; Jardim, Carolina Marangon; http://lattes.cnpq.br/4049385760003391; Gomes, Fernando José Borges; http://lattes.cnpq.br/0502504979310236; Silva, Vanessa Lopes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702816E9Nos últimos anos, tem havido crescente tendência para se utilizar mais eficientemente os resíduos e culturas agroindustriais tais como o bagaço de cana-de-açúcar e o capim elefante. Alguns exemplos de aplicações desses materiais incluem produção de bioenergia, de bioetanol e de polpas celulósicas para papéis e para dissolução. Dada a grande variabilidade do bagaço de cana e do capim elefante, suas aplicações requerem estudo detalhado da composição química e morfológica de suas fibras; no caso particular do bagaço-de-cana, é também importante conhecer as diferenças entre as frações principais dessas fibras, o córtex e a medula. Um dos componentes menos conhecidos do bagaço (córtex e medula) é a lignina, sendo esse desconhecimento uma grande barreira ao sucesso dos processos de desconstrução dessa biomassa. O uso da técnica de Ressonância Magnética Nuclear Bidimensional (2D RMN) permite avaliação pormenorizada da lignina desses materiais e foi usada com sucesso nesse estudo. O objetivo principal dessa tese foi caracterizar, pormenorizadamente, a química e a morfologia das fibras do bagaço de cana (córtex e medula) e do capim elefante e avaliar os seus potenciais na produção de polpa celulósica para papel (bagaço e capim) e para dissolução (bagaço). A tese está dividida em 5 capítulos distintos, a saber: (1) caracterização química e morfológica do bagaço de cana (córtex e medula) e do capim elefante; (2) caracterização detalhada da estrutura da lignina do córtex do bagaço de cana pela técnica de 2D RMN; (3) avaliação do córtex do bagaço de cana para produção de polpa solúvel; (4) avaliação do córtex do bagaço de cana para produção de papéis de impressão e escrita; (5) avaliação do capim elefante para produção de papéis de impressão e escrita. O capítulo 1 teve como objetivo caracterizar, detalhadamente, a composição química das duas frações do bagaço (córtex e medula) e determinar a morfologia das fibras e a composição estrutural da lignina do córtex. O conteúdo de celulose, hemiceluloses e lignina das frações córtex e medula do bagaço variaram significativamente entre si, com o córtex apresentando mais celulose e hemiceluloses e menos lignina, minerais e extrativos. A lignina da fração córtex apresentou ixelevados teores de PCAs (ácidos cinâmicos). A análise morfológica da fração córtex do bagaço indicou ser um material composto por fibras curtas, semelhante às de madeiras de folhosas. O objetivo do capítulo 2 foi obter preparações de lignina do bagaço (córtex e medula) por técnica de alto rendimento e analisar suas estruturas detalhadas pela espectroscopia semi-quantitativa de RMN bidimensional. Duas frações de lignina foram isoladas, lignina de madeira moída (MWLc) e lignina de enzima celulolítica (CEL96), do material original (córtex e medula) como tal e após ele ter sido extraído com álcali para remover os ácidos p-cumárico e ferúlico. As quatro amostras de lignina e os dois extratos alcalinos foram analisadas por RMN 2D. O rendimento do isolamento da lignina da preparação CEL96 foi muito maior do que o da preparação MWLc. O conteúdo de ácido p- coumárico presente no extrato alcalino foi maior que o conteúdo de ácido ferúlico. O pico de correlação da ligação β-O-4' foi o sinal de ligação entre unidades mais importante encontrado em todas as frações da lignina isolada. Foi verificado que ambas as preparações, MWLc e CEL96, do córtex e da medula contêm elevadas quantidades de ácidos p- hidroxicinâmicos (pHCAs). O objetivo do capítulo 3 foi avaliar a o potencial do córtex do bagaço (fração fibras) para a produção de polpas para dissolução. A fração córtex foi quimicamente caracterizada e convertida em polpa marrom com dois diferentes graus de deslignificação (número kappa 16,9 e 9,2) pelo processo de pré-hidrólise seguido de polpação soda (PHS). As polpas resultantes foram completamente branqueadas pela sequência O-D-(EP)-D-P e avaliadas quanto as suas principais características para polpa solúvel. A produção de polpa solúvel foi possível pelo processo PHS independente do número kappa inicial, sendo o kappa 16,9 mais desejável, pelo maior rendimento de polpa solúvel. A polpa solúvel do córtex de bagaço, produzida pelo processo PHS em qualquer dos dois níveis de kappa, apresenta baixa viscosidade e teor relativamente alto de cinzas, o que limita seu uso para certas aplicações de polpa solúvel; algum sistema de desmineralização da polpa no final do branqueamento é requerido. O objetivo do capítulo 4 foi avaliar o potencial da fração córtex do bagaço de cana de açúcar para a produção de polpas para papéis de imprimir e escrever. A fração córtex do bagaço (fração fibras) foi convertida em polpas marrons com dois diferentes graus de deslignificação (número kappa 17,5 e 10,8) pelo processo soda e as polpas resultantes foram completamente branqueadas pela sequência O-D*-(EP)-D e caracterizadas quanto as suas refinabilidades, drenabilidades xe propriedades físico-mecânicas. As polpas branqueadas e cozidas pelo processo soda com números kappas 17,5 e 10,8 apresentaram similares valores de refinabilidade, resistência à drenagem e propriedades de resistência (tração, arrebentamento e rasgo). Ambas as polpas marrons obtidas a partir do córtex do bagaço de cana-de-açúcar foram apropriadas para a produção de papéis de imprimir e escrever, no entanto, a polpa marrom de maior número kappa foi economicamente mais atraente dado o seu rendimento de polpação superior. O principal objetivo do capítulo 5 foi caracterizar química e morfologicamente o capim elefante e avaliar o potencial das suas fibras para a produção de polpa para papéis de impressão e escrita. O capim elefante foi convertido em polpas marrons com dois diferentes graus de deslignificação (número kappa 17,5 e 10,6) pelo processo soda e as polpas resultantes foram completamente branqueadas pela sequência O-D*-(EP)-D e caracterizadas quanto as suas refinabilidades, drenabilidades e propriedades físico- mecânicas. O capim elefante se caracterizou pelo baixo teor de lignina e relativamente alto teor de minerais e extrativos, em relação à madeira de eucalipto, por exemplo. A análise morfológica do capim elefante indicou ser um material de fibra curta, semelhante a madeiras de folhosas. As polpas cozidas pelo processo soda até números kappa 17,5 e 10,6 e branqueadas apresentaram valores similares de refinabilidade e resistência à drenagem, mas o índice de tração e arrebentamento foram maiores para a polpa com número kappa 17,5. Porém, ambas as polpas são apropriadas para a produção de papéis de imprimir e escrever, sendo a de maior número kappa economicamente mais atraente dado o seu rendimento de polpação superior, sem significativo aumento da demanda de reagentes químicos de branqueamento.Item Estudo comparativo da branqueabilidade de polpas kraft de Pinus radiata e de uma mistura de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens(Universidade Federal de Viçosa, 2010-02-23) Andrade, Marcela Freitas; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/2241277122391500Nas últimas décadas, a indústria de celulose vem modificando e aperfeiçoando os seus processos fabris, com o objetivo de melhorar a sua capacidade de produção, a qualidade de seus produtos e o seu desempenho ambiental. A linha de branqueamento da unidade Valdivia, do grupo Arauco, se opera numa mesma sequência de branqueamento D(EPO)DD com polpas de Pinus radiata (Pinho) e de uma mistura (30/70%) de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens (Eucalipto). O objetivo desse trabalho foi aperfeiçoar a sequência D(EPO)DD visando minimizar o consumo de dióxido de cloro (ClO2) e o custo de reagentes para os dois tipos de polpa. Os resultados do processo aperfeiçoado foram comparados com os obtidos nas condições operacionais vigentes na unidade industrial, em relação ao consumo de ClO2, ao custo do branqueamento, às propriedades físico-químicas das polpas e à carga poluente dos efluentes. Foram utilizadas polpas de Pinho e Eucalipto pré-deslignificadas com oxigênio de números kappa 10 e 9, respectivamente. O estudo de aperfeiçoamento consistiu da avaliação do arraste, fator kappa, temperatura e pH do primeiro estágio de dioxidação, da temperatura e dosagens de H2O2 e O2 do estágio (EPO), e do pH e dosagem de ClO2 do segundo e terceiro estágios de dioxidação da sequência D(EPO)DD. Na condição aperfeiçoada foi possível minimizar o consumo de ClO2 em 1,60 kg/tas para a polpa de Pinho e 4,50 kg/tas para a polpa de Eucalipto, sem prejuízos da qualidade da polpa ou dos efluentes, em relação à referência (condições atuais da fábrica). O custo do branqueamento na condição aperfeiçoada foi US$ 2,90/tas e US$ 8,70/tas inferiores aos da referência, para as polpas de Pinho e Eucalipto, respectivamente. Foi demonstrado que as variáveis que mais influenciam o custo de reagentes químicos do branqueamento são o valor de pH do segundo estágio de dioxidação e a temperatura do estágio (EPO), para polpa de Eucalipto. Para polpa de Pinho as variáveis mais importantes foram o fator kappa do primeiro estágio de dioxidação e a temperatura do estágio (EPO).Item Evaluation of bleachability on pine and Eucalyptus kraft pulps(CERNE, 2013-01-25) Andrade, Marcela Freitas; Colodette, Jorge Luiz; Oliveira, Flávia NatalinoIn recent decades, the pulp industry has been changing and improving its manufacturing processes in order to enhance production capacity, product quality and environmental performance. The aim of this study was to evaluate the bleachability effect on the efficient washing and alkaline leaching in eucalyptus and pine Kraft pulps using three different bleaching sequences: AD(EP)D, A/D(EP)DP and DHT(EP)DP. This study was carried out in two stages. In the first part, the optimum conditions for pulp bleaching in order to achieve a brightness of 90% ISO were established. The second step was a comparative study between the pulps that received alkaline leaching and efficient washing with reference pulp (without treatment). The brightness, viscosity, kappa number and HexA in pulp were analyzed. The three sequences studied reached the desired brightness, but the sequence AD(EP)D produced a lower reagent consumption for the same brightness. In the three sequences studied, the efficient washing of the pulp after oxygen delignification has contributed significantly to the removal of dissolved organic and inorganic materials in the pulp and the alkaline leaching decreased significantly the pulp kappa number due to a higher pulp delignification and bleachability.