Ciência Florestal
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Item Biorrefinaria da madeira de eucalipto associada à indústria de celulose e papel(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-31) Longue Júnior, Dalton; 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/7147667616879582; Silva, Vanessa Lopes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702816E9; Santos, Fernando Almeida; http://lattes.cnpq.br/2159213120068143A madeira de eucalipto tem sido uma fonte de biomassa largamente utilizada pela indústria de celulose e papel, de carvão vegetal, de produtos sólidos de madeira, etc. Com o surgimento do moderno conceito de biorrefinarias em que a madeira e outras biomassas são vistas como potenciais substitutos do petróleo, as pesquisas com a madeira de eucalipto passaram a focalizar em alternativas com potencial de gerar maior valor desta importante biomassa para o Brasil e para o mundo. Esse trabalho trata de algumas potenciais alternativas de uso da madeira de eucalipto que ainda carecem de maiores estudos científicos, com uma atenção muito especial ao melhor aproveitamento de suas hemiceluloses. Dessa forma, essa tese foi desenvolvida em 6 capítulos com o intuito de abordar o tema de biorrefinaria associada ao uso alternativo da madeira de eucalipto. No capítulo 1 é apresentada uma revisão bibliográfica sobre os usos correntes da madeira de eucalipto, especialmente no Brasil, focalizando nas suas principais vantagens e desvantagens. No capitulo 2 é abordada a utilização da madeira de Eucalyptus grandis na produção de pasta termomecânica de rebolo (TGW) em substituição da madeira de Pinus patula. Nos capítulos 3 e 4 o assunto biorrefinaria das hemiceluloses do eucalipto é abordado com profundidade pelo estudo da integração de processos de produção de celulose e papel pelo próprio gerenciamento desses polímeros na unidade fabril. No capítulo 5 foram avaliadas metodologias de remoção das hemiceluloses da madeira do híbrido de Eucalyptus urograndis, previamente ao processo kraft de polpação, com vistas a tirar mais valor desses polímeros. No capítulo 6 (realizado na Universidade Estadual da Carolina do Norte durante DS sanduíche, foram investigadas metodologias de caracterização e utilização de hemiceluloses extraídas das madeiras de Eucalyptus globulus e sweetgum para produção de bioprodutos. Os resultados desse estudo conduziram às seguintes conclusões principais: as espécies florestais do gênero Eucalyptus são muito importantes para o setor florestal brasileiro, principalmente para o setor de Celulose e Papel que busca cada vez mais utilizar os componentes das madeiras de eucalipto na sua totalidade dentro do conceito de biorrefinarias (capítulo 1); o tratamento do rejeito grosso TGW de Eucalyptus grandis com álcali (50 kg/tas), seguido de refino controlado (10 minutos) melhora significativamente as propriedades de resistência da polpa resultante, porém apresenta efeito negativo na alvura e no volume específico aparente da polpa (capítulo 2). A conversão de polpa kraft em polpa para dissolução é possível pelo tratamento da polpa kraft com álcali a frio utilizando licor branco no tratamento CCE, sendo a produção de uma polpa para dissolução com teor de xilanas menor que 5% conseguida com 550 kgAE/tas a 10% de consistência, 20 °C e 15 minu tos e ainda, aproximadamente 4,2% das xilanas dissolvidas no licor CCE podem ser recuperadas (capítulo 3). No capítulo 4 foi possível integrar as linhas de fibra mostrando a viabilidade da produção integrada de polpa papel e polpa para dissolução, desde que alterações e investimentos sejam feitas nas linhas de produção. A produção de polpa para papel com maior teor de xilanas após o refino (3%) quando utilizado MPE extraído do estágio CCE numa polpa pré-O2 foi possível, sendo essa polpa mais fácil de ser refinada. O branqueamento das polpas para dissolução somente atingiram a qualidade da polpa referência (grau viscose) quando utilizado estágio final de branqueamento com ácido peracético. No capítulo 5 a extração com NaOH a quente das xilanas da madeira foi ineficiente, atingindo 42% de 4-O-metilglucuronoxilanas. Entretanto foi mostrada a importância da concentração de NaOH no aumento da remoção das xilanas e seu efeito no cozimento subsequente, principalmente na redução do rendimento. Finalmente no capítulo 6, o tratamento alcalino de cavacos de madeira com 50% de NaOH foi mais eficiente para madeiras de sweetgum que para madeiras de eucalipto, permitindo a recuperação de 4,3% de biomassa com predominante fração de hemiceluloses (grau de polimerização de 250 e características térmicas e químicas similares a das xilanas comerciais), bem como a recuperação do etanol utilizado para precipitação das xilanas.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 Caracterização físico-química e polpação etanol/soda do bagaço e da palha de cana-de-açúcar(Universidade Federal de Viçosa, 2012-02-13) Carvalho, Danila Morais de; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/5430240285777941; Silva, Teresa Cristina Fonseca da; http://lattes.cnpq.br/7411837726734176O bagaço e a palha da cana-de-açúcar são dois resíduos da indústria sucroalcooleira ricos em componentes lignocelulósicos, com quantidades representativas de celulose e hemiceluloses em sua composição e passíveis de serem utilizados em processos de biorrefinaria. Este estudo teve por objetivo caracterizar química, física e morfologicamente os materiais, além de otimizar o processo etanol/soda para a polpação destes materiais. O trabalho está dividido em dois capítulos, sendo os resultados de caracterização apresentados no capítulo 1 e de polpação no capítulo 2. Foram utilizados bagaço e palha de cana-de-açúcar (UFV/RIDESA RB867515) colhida aos 5 meses de idade. Esses materiais foram analisados quanto às suas propriedades químicas, físicas e morfológicas. No capítulo 1 foi concluído que os principais componentes destes materiais foram de glicanas, xilanas e ligninas, com valores de 41,8%, 24,8% e 21,4% para o bagaço e 41,4%, 26,0% e 16,2% para a palha, respectivamente. A relação H:G:S do bagaço (1: 2,1: 2,2) foi mais favorável para desconstrução química que a da palha (1: 3,7: 1,7). A palha apresentou valores elevados de cinzas (7,9%) e sílica (5,8%) em relação ao bagaço (2,3% cinzas e 1,4% sílica). Os teores de extrativos totais do bagaço e da palha foram de 15,0 e 12,2%, respectivamente. As densidades básica e à granel do bagaço foram de 131 e 76 kg/m3 e da palha foram de 173 e 64 kg/m3, respectivamente. As análises morfológicas dos materiais os caracterizam como fibra curta, com comprimentos médios de 1,59 e 1,61 mm para bagaço e palha, respectivamente. No capítulo 2 foi avaliado o processo etanol/soda para polpação do bagaço e da palha num desenho experimental fatorial de composição central com três variáveis independentes e três diferentes níveis para cada uma delas. Foram mantidas fixas a relação licor/matéria (14/1 L/kg) e as cargas de soda de 15 e 10% para o bagaço e a palha, respectivamente. Conclui-se que o bagaço de cana é mais adequado para a produção de polpa de celulose que a palha. A condição ótima de polpação do bagaço ao número kappa 12,0 ± 0,3 foi 195ºC por 90 minutos na concentração de 25% de etanol no licor de cozimento e 15% de soda base matéria seca; nesta condição a retenção de glicanas e xilanas na polpa foi de aproximadamente 69 e 42%, respectivamente. A condição ótima de polpação da palha ao número kappa 12,0 ± 0,3 foi 195ºC por 150 minutos na concentração de 25% de etanol no licor de cozimento e 10% de soda base matéria seca; nesta condição a retenção de glicanas e xilanas na polpa foi de aproximadamente 54 e 30%, respectivamente.Item Efeito da lixiviação ácida de cavacos de eucalipto no processo Kraft(Universidade Federal de Viçosa, 2006-02-21) Moreira, Erica; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; 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; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Regazzi, Adair José; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783586A7O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da lixiviação ácida de cavacos antes do cozimento kraft, no rendimento do processo de polpação, na braqueabilidade da polpa e nas suas propriedades físico-mecânicas. Primeiramente foi feito um estudo de otimização das condições a serem aplicadas na lixiviação: tempo, temperatura e pH. Os cavacos lixiviados nas condições escolhidas (3 h, 70 ºC e pH 2,0) passaram por uma etapa de polpação Kraft convencional, as polpas foram pré-deslignificadas com oxigênio e, então, branqueadas utilizando 3 sequências de branqueamento: AZDP, com 0,5 e 2% de CIO2 e A/Z/EDP, antes de serem testadas suas propriedades. A lixiviação ácida reduziu consideravelmente o conteúdo de metais dos cavacos. Verificou-se que, ao contrário da temperatura, as variáveis tempo e pH têm grande influência na taxa de remoção, e que o tratamento ácido não acarretou prejuízos ao rendimento do cozimento, mesmo gerando uma polpa com menor número kappa. A polpa lixiviada apresentou melhor desempenho durante o estágio de pré-deslignificação com oxigênio, e seu comportamento durante o branqueamento foi, de certa forma, mais satisfatório, em comparação com a polpa de referência. Houve grande economia de reagentes no último estágio e não se observaram diferenças marcantes nas propriedades físico-mecânicas das polpas lixiviadas e de referência, de forma que a lixiviação ácida dos cavacos não acarretou danos às propriedades da polpa.Item Estudo da branqueabilidade e da qualidade de polpas de Eucalyptus spp. de diferentes origens(Universidade Federal de Viçosa, 2011-07-25) Martino, Daniela Correia; 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/5376621256450798; Silva, Deusanilde de Jesus; http://lattes.cnpq.br/8516524623935461A branqueabilidade de polpas pode ser afetada por diferentes fatores, como a composição química da madeira e as condições utilizadas no processo de polpação. Este estudo objetivou identificar os possíveis fatores que afetam a branqueabilidade de polpas de eucalipto de diferentes origens. Determinou-se a densidade e a composição química de madeiras de duas fábricas de celulose, designadas como A e B. Foram avaliados os comportamentos destas madeiras em relação à polpação realizada em laboratório e comparados os parâmetros das polpas não branqueadas laboratoriais com os parâmetros das polpas não branqueadas industriais. Da mesma maneira, compararam-se os parâmetros das polpas pré-deslignificadas laboratoriais e industriais. Os cozimentos e os branqueamentos foram realizados nas mesmas condições. A densidade básica da madeira A foi 480 kg/m³ e a da madeira B foi 473 kg/m³. Os teores de carboidratos das madeiras também foram semelhantes. A variação entre os valores de alvura das polpas não branqueadas laboratoriais foi de 0,3% ISO e a variação entre os valores de alvura das polpas não branqueadas industriais foi superior a 4,0% ISO. A branqueabilidade da polpa pré-deslignificada industrial da fábrica A foi maior que a da fábrica B que apresentou menor alvura inicial. Os principais fatores que afetaram a branqueabilidade das polpas estudadas foram a alvura e o teor de ácidos hexenurônicos iniciais resultantes do cozimento industrial. A polpa industrial B apresentou índice de rasgo significativamente menor que a polpa industrial A.Item Estudo das reações da lignina e dos ácidos hexenurônicos em polpa kraft de eucalipto com oxigênio, dióxido de cloro, ácido sulfúrico e ozônio(Universidade Federal de Viçosa, 2004-03-18) Ventorim, Gustavo; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723799D8; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Silva, Luis Henrique Mendes da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728684Y0; Costa, Marcelo Moreira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4791117Z3; Silva Júnior, Francides Gomes da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785392A1Foram investigadas as cinéticas das reações da lignina e dos ácidos hexenurônicos com o dióxido de cloro, ácido sulfúrico e ozônio e suas implicações no desempenho da deslignificação com oxigênio (pré-O2) e no branqueamento Z-ECF de polpa kraft de eucalipto. No capítulo 1 são apresentados os estudos de cinética. No capítulo 2 são discutidas as influências da lignina e dos ácidos hexenurônicos no desempenho da pré-O2; no capítulo 3 são relatados os impactos da lignina e dos ácidos hexenurônicos no desempenho da ozonólise, com foco especial no pH da reação. Concluiu-se, no capítulo 1, que a máxima velocidade de reação (Vmax) do dióxido de cloro com lignina e ácidos hexenurônicos é de 57,2 e 26 mmol/kg/min, respectivamente, para polpa marrom e de 26,7 e 13 mmol/kg/min para polpa deslignificada com oxigênio. No caso do ácido sulfúrico, essas velocidades foram de 1,11 e 0,93 mmol/kg/min, respectivamente, para polpa marrom e de 1,95 e 0,8 mmol/kg/min para polpa pré-O2. Em se tratando do ozônio, os valores de Vmax com lignina e ácidos hexenurônicos foram de 58,6 e 132,3 mmol/kg/min, respectivamente, para polpa marrom e de 56,8 e 134,7 mmol/kg/min para polpa pré-O2. Os resultados cinéticos sugerem que a reação da polpa com dióxido de cloro deve suceder a hidrólise ácida e preceder a ozonólise, sendo indicadas as combinações AHT/D e D/Z. A lignina e os ácidos hexenurônicos da polpa pré-O2 reagem duas vezes mais lentamente com o dióxido de cloro que a lignina e os ácidos hexenurônicos da polpa marrom, porém com a mesma velocidade diante do ozônio. Concluiu-se, no capítulo 2, que o número kappa (10,0-21,7) e o conteúdo de ácidos hexenurônicos (23,2-56,7 mmol/kg) de polpas marrons industriais (KobudoMARI e ITC) não têm efeito significativo, a 5% de probabilidade, no desempenho da deslignificação com oxigênio medida pela eficiência, seletividade, ganho de alvura e rendimento do processo e pela carga orgânica (DQO e TOC) dos filtrados. No capítulo 3, concluiu-se que a eficiência e a seletividade da ozonólise são decrescidas significativamente quando os ácidos hexenurônicos da polpa são previamente removidos por hidrólise ácida. Estágios de hidrólise ácida e de ozonólise não devem ser usados numa mesma seqüência de branqueamento. A reação do ozônio com os ácidos hexenurônicos requer menor acidez que com a lignina. O aumento do pH da ozonólise (Z) de 2,5 para 7,0 é justificável para seqüências do tipo Z/D(EOP)D e inviável para aquelas do tipo Z/ED(PO).Item Estudos de caracterização e desconstrução de biomassas de eucalipto e capim elefante para aplicações em biorrefinarias integradas à indústria de celulose(Universidade Federal de Viçosa, 2013-12-13) Gomes, Fernando José Borges; 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/0502504979310236; Magaton, Andréia da Silva; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766719E9; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Silva, Vanessa Lopes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702816E9O grande desafio da civilização moderna é se tornar uma sociedade mais sustentável, baseada no uso racional dos recursos naturais. Nesse contexto, surgiu o conceito de biorrefinaria, que prevê a conversão de materiais lignocelulósicos em bioprodutos (materiais, produtos químicos, etc) e bioenergia (biocombustíveis, energia, etc) com baixo desperdício e mínimas emissões. O conceito de biorrefinaria esta alicerçado em biomassas variadas como, por exemplo, resíduos agrícolas e florestais, madeira, gramíneas em geral, etc. A indústria de celulose e papel tem boa condição para colocar em prática esse conceito, pois já possui infraestrutura adequada para a colheita, transporte, armazenamento e manuseio de grandes volumes de biomassa, para desconstrução da biomassa, para queima de resíduos do processo, para geração de energia, para tratamento de resíduos, sólidos, líquidos e gasosos, etc. Um dos grandes desafios às biorrefinarias é a variada gama de matérias primas a serem processadas, que apresentam características e comportamentos distintos nos processos de desconstrução. O objetivo desse estudo foi investigar a biorrefinagem de uma nova geração de clones de eucalipto e de capim elefante com vistas à produção de polpa e etanol celulósico. A tese foi dividida em cinco capítulos, a saber: (1) uma revisão bibliográfica sobre processos de biorrefinaria integrados à indústria de polpa celulósica; (2) caracterização completa da nova geração de clones de eucalipto brasileiros e capim elefante; (3) avaliação de processos alcalinos de desconstrução da nova geração de clones de eucalipto brasileiros; (4) desconstrução alcalina de um clone de eucalipto brasileiro visando à produção de bioetanol; e (5) potencial do capim elefante para a pro dução de polpa celulósica. No Capítulo 1 foi feito uma revisão de literatura sobre a integração dos processos de biorrefinaria com a indústria de polpa celulósica, com ênfase na produção de etanol celulósico como subproduto, focalizando as tecnologias de pré-tratamentos ácidos, neutros e alcalinos, de sacarificação enzimática e de fermentação de açúcares C6 e C5 em processos separados e simultâneos. No Capítulo 2, foi avaliada a qualidade de 18 clones de eucalipto e de 2 espécies de capim elefante considerando os parâmetros mais relevantes para processos de biorrefinaria, incluindo produtividade de biomassa, densidade, teor de umidade, e morfologia e composição química das fibras; desse estudo foram selecionados os quatro mais promissores clones de eucalipto, e uma espécie de capim elefante para os estudos posteriores. No Capítulo 3, investigaram-se os comportamentos dos materiais selecionados no Capítulo 2, quanto aos seus comportamentos frente a vários métodos de desconstrução alcalinos (Kraft, soda-AQ, soda-AQ-O2 e soda-O2), que foram avaliados quanto ao rendimento gravimétrico, demanda de reagentes químicos e grau de polimerização dos polissacarídeos em níveis variados de deslignificação; os dois processos mais promissores (soda-AQ e Kraft) para a produção de polpas foram estudados minuciosamente, através da avaliação de polpas de kappa 15 e 20 quanto a suas composições e estrutura (conteúdos de carboidratos, ácidos urônicos, ácidos hexenurônicos, peso molecular dos carboidratos e estrutura da lignina residual), e dos respectivos licores negros (poder calorifico, teor de sólidos, análise elementar, e estrutura da lignina). No Capítulo 4, foram investigados os dois processos de desconstrução alcalinos (soda-AQ e soda-O2) mais promissores para a produção de bioetanol, a partir do clone de eucalipto G1xUGL, após desconstrução até os números de kappa 15, 35, 50 e 70, sacarificação e fermentação. No Capítulo 5, o potencial do capim elefante para a produção de polpa celulósica foi avaliado em relação ao eucalipto, comparando- se os processos alcalinos kraft e soda-AQ nos níveis de número kappa 15 e 20, através da análise de rendimento gravimétrico, demanda de reagentes químicos, propriedades químicas da polpa, e branqueabilidade da polpa. As principais conclusões desse estudo foram: Capítulo 1: paralelamente ao aprimoramento dos processos de desconstrução da biomassa, a conversão enzimática de polissacarídeos da biomassa lignocelulósica pode ser apontada como a tecnologia mais promissora para a consolidação das biorrefinarias. Capítulo 2: a madeira de eucalipto apresenta maior potencial para biorrefinaria que o capim elefante pelos seus maiores valores de produtividade de massa seca/ha e densidade, e menores teores de umidade e de minerais que o capim elefante, com destaque para os clones (U1xU2; G1xUGL; DGxU2, e IP); dentre os capins elefantes, destaque para a amostra EG1 (Pennisetum purpureum) pela sua maior produtividade (32 t/ha/ano) e densidade (216 kg/m3). Capítulo 3: os processos soda-AQ e Kraft são os mais indicados para a desconstrução alcalina da biomassa para a produção de polpa celulósica. Os processos alcalinos que utilizam oxigênio como aditivo (soda-AQ-O2 e soda-O2) são mais indicados para desconstrução da biomassa com vistas ao etanol celulósico. Capítulo 4: a desconstrução da madeira de eucalipto pelo processo soda-O2 terminado em número kappa na faixa de 35-50 apresentou bom potencial para produção de etanol celulósico, resultando níveis de sacarificação (73%). Esses rendimentos garantem um rendimento teórico de etanol acima de 370 L/t de madeira seca. Capítulo 5: Apesar de o capim elefante apresentar um alto conteúdo de extrativos e minerais, ele tem potencial para produção de polpa celulósica, sendo que a sua desconstrução deve ser realizada pelo processo kraft em kappa 20 ou processo soda-AQ em kappa 15.Item Influência da Lixiviação Ácida de Cavacos no Desempenho Produtivo e Ambiental da Fabricação de Celulose de Eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2008-07-28) Del'antonio, Nelson Rubens Nascimento; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/8277280495831020; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4A lixiviação ácida dos cavacos é uma técnica promissora para reduzir a entrada de elementos minerais estranhos ao processo de fabricação de celulose Kraft. A técnica consiste do pré-tratamento dos cavacos com solução ácida em condições apropriadas de tempo e temperatura, previamente à polpação kraft. O objetivo desse estudo foi avaliar essa técnica para duas madeiras de eucalipto com características muito distintas, antes da polpação Kraft Lo-Solids. Foi determinado o efeito da lixiviação ácida no desempenho da deslignificação com oxigênio, na branqueabilidade e propriedades físico-mecânicas das polpas branqueadas e nas características e tratabilidades dos efluentes gerados. Os cavacos não lixiviados (referência), lixiviados com ácido sulfúrico (LIXI) e lixiviados com efluente do estágio A (LIXII), foram cozidos pelo processo Lo-Solids e as polpas obtidas foram pré-deslignificadas com oxigênio e branqueadas pelas seqüências ECF A/D(PO)DP e A(PO)DP. Foi observado que a lixiviação ácida reduz consideravelmente o conteúdo de metais dos cavacos. As polpas derivadas de cavacos lixiviados desempenharam melhor na deslignificação com oxigênio e no branqueamento ECF, em relação à polpa referência. Os efluentes do branqueamento das polpas provenientes de cavacos lixiviados apresentaram tratabilidades similares ao da polpa referência. O efluente tratado da seqüência A(PO)DP apresentou carga orgânica ligeiramente superior e AOX inferior ao da seqüência A/D(PO)DP. A lixiviação ácida dos cavacos não acarretou alterações relevantes nas propriedades das polpas branqueadas.Item Influência das xilanas na produção e nas propriedades de polpas de eucalipto para papéis(Universidade Federal de Viçosa, 2009-07-27) Pedrazzi, Cristiane; 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/5167571704789298; Costa, Marcelo Moreira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4791117Z3; Eiras, Kátia Maria MoraisAs xilanas desempenham importante função no processo de cozimento e branqueamento de polpas celulósicas e nas propriedades do papel. Modificar os teores dessa hemicelulose permite perder ou ganhar rendimentos de produção e diferenciar as propriedades das polpas e dos papéis produzidos. Os objetivos deste estudo foram produzir polpas marrons e branqueadas de madeiras de Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (Eucalyptus urograndis), de características morfológicas diferenciadas e composições químicas distintas, principalmente no que tange aos seus conteúdos de xilanas, e avaliar as suas propriedades para a fabricação de papéis tissue e de imprimir e escrever (P&W). Polpas marrons de número kappa 17-18 e conteúdos de xilanas que variaram de 6 a 21% e rendimentos totais na faixa de 40-62% foram produzidas sob diferentes protocolos de cozimento: 1) kraft convencional; 2) pré-hidrólise kraft; 3) kraft de alta alcalinidade; e 4) e kraft de alto rendimento com redeposição de xilanas, que foram branqueadas até 90% ISO de alvura por sequências de branqueamento como A-D-(EO)-D, O-A/D-(PO)-D e CCE-O-A/D-(PO)-D, resultando em amostras com conteúdos de xilanas variando de 4,2 a 20,3%. Polpas de maiores rendimentos e ácidos hexenurônicos foram obtidos da madeira de Eucalyptus grandis sob o protocolo de cozimento 4, sendo o inverso observado para o protocolo de cozimento 2. Não foi observada correlação entre rendimento do cozimento e viscosidade da polpa, sendo as mais altas viscosidades alcançadas sob o protocolo de cozimento 2. O conteúdo de xilanas das polpas influenciou negativamente a sua branqueabilidade, aumentando o consumo de reagentes químicos. Por outro lado, a operação de branqueamento causou ligeira redução do teor de xilanas das polpas. As polpas marrons e branqueadas da madeira de Eucalyptus urograndis e do protocolo de cozimento 4 resultaram em fibras com altos coarseness e as do protocolo de cozimento 3 apresentaram maior número de fibras por grama e de finos que com relação às polpas dos demais protocolos. O conteúdo de xilanas influenciou a quantidade de água retida pelas fibras, devendo ser ressaltado que as polpas marrons e as branqueadas com elevado conteúdos de xilanas resultaram nos maiores valores de índice de retenção de água (IRA) e nos menores valores de hornification. A refinabilidade e as propriedades de resistência das polpas marrons e branqueadas foram melhores para as polpas com maiores teores de xilanas. As polpas produzidas pelos protocolos de cozimento 2 e 3, contendo baixos teores de xilanas, mostraram-se interessantes na fabricação de papéis tissue, por apresentarem alto volume específico aparente. As polpas branqueadas pelos protocolos de cozimento 1 e 4, contendo altos teores de xilanas, apresentaram-se tecnicamente viável e com características de resistências adequadas para a fabricação de papéis de imprimir e escrever (P&W).Item Influência dos extrativos e da relação cerne/alburno nas análises da madeira por espectroscopia de infravermelho próximo para produção de celulose(Universidade Federal de Viçosa, 2008-08-04) Lopes, Onel Reis; 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/9634382667087339; Leite, Fernando Palha; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797343U5; Reis, Efraim Lázaro; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788214H7O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da quantidade e da natureza dos extrativos na madeira de Eucalyptus spp. e da relação cerne/alburno nas predições das suas características tecnológicas por espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS). Foram utilizadas 64 árvores de diferentes espécies e idades, plantadas em diferentes regiões e cultivadas em diferentes regimes hídricos, nutricionais e de insolação, a fim de se obter madeiras com diferentes teores de extrativos e relações cerne/alburno. Em cada amostra separou-se o cerne e o alburno na altura do peito (DAP = 1,3 m) para análises de extrativos em água quente, etanol:tolueno (1:2) e diclorometano. Estas amostras foram submetidas às análises de NIRS. Na madeira total analisou-se lignina total, densidade básica e rendimento de polpação para serem usados na calibração multivariada dos espectros adquiridos no infravermelho próximo (NIRS). Concluiu-se que a eficiência de extração dos componentes da madeira diminuíram na ordem etanol:tolueno (1:2) > água quente > diclorometano. Nos espectros do NIR foram verificadas pequenas diferenças para amostras sem extração e extraídas em diversos solventes, mas os valores de correlação (R) obtidos na calibração multivariada foram influenciados pelo tratamento das extrações com solventes. Por exemplo, na correlação do rendimento de polpação (R = 0,80), os melhores valores foram obtidos para a madeira natural, sem prévia remoção dos extrativos. No entanto, os melhores valores de R na calibração para densidade básica foram obtidos para as madeiras extraídas com etanol:tolueno e diclorometano (R = 0,93). A remoção dos extrativos do cerne com diclorometano melhorou o modelo de calibração para a densidade básica (R = 0,95). Para todas as amostras estudadas, as correlações apresentaram valores diferentes com as mesmas componentes principais. A composição de extrativos no cerne e alburno interferiu nas calibrações multivariadas, usando dados dos espectros de infravermelho próximo.Item Métodos alternativos para aproveitamentos das hemiceluloses da madeira de eucalipto na indústria de celulose kraft(Universidade Federal de Viçosa, 2007-08-17) Longue Júnior, Dalton; 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/7147667616879582; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Eiras, Kátia Maria MoraisA busca pelo melhor aproveitamento da madeira na indústria de polpa tem despertado o interesse no uso mais racional de seus componentes, particularmente das hemiceluloses. Neste estudo foram investigados os impactos da lixiviação alcalina e da auto-hidrólise dos cavacos para remoção de hemiceluloses, bem como da readsorção às fibras durante a polpação kraft de sólidos dissolvidos da madeira, presentes no licor negro, no desempenho de uma linha de fibras de eucalipto equipada com o processo de polpação kraft e branqueamento ECF (elemental chlorine free). A lixiviação alcalina dos cavacos mostrou-se não-eficiente na remoção de hemiceluloses (< 40%), independentemente das condições de tempo, temperatura e concentração de NaOH empregados. O rendimento do cozimento kraft dos cavacos lixiviados, contendo 39% menos de hemiceluloses, foi 7% menor que o dos cavacos normais em número kappa 16. Os tratamentos de auto-hidrólise dos cavacos permitiram remoção de até 60% de hemiceluloses, porém o rendimento do cozimento kraft subseqüente foi muito baixo, sendo 6% menor que o de cavacos normais, para esse nível de remoção de hemiceluloses. A soma das perdas de hemiceluloses na auto-hidrólise e polpação kraft totalizou 13,4%. A polpa kraft proveniente de cavacos auto-hidrolisados apresentou eficiência de 75% na deslignificação com oxigênio, contra 43,6% da polpa-referência, o que resultou em redução do custo de branqueamento ECF em US$ 7,00 por tonelada de polpa branqueada. O cozimento kraft com adição de 50% v/v de licor negro apresentou aumento de 1,5% no rendimento depurado, de 0,5% no teor de pentosanas e de 4,7 mmol/kg no teor de HexAs em relação ao cozimento-referência, com conseqüente aumento do teor de sólidos totais (3,4%) e de sólidos orgânicos do licor negro (1,7%,). A polpa kraft resultante apresentou bom desempenho na pré-deslignificação com oxigênio, exceto pela alvura 1,2% ISO menor. O uso de licor negro no cozimento kraft (50% v/v) afetou negativamente a branqueabilidade da polpa, aumentando o consumo de cloro ativo em 3 kg/tsa para obtenção de alvura 92% ISO utilizando a seqüência DHT(EP)DP. As propriedades físico-mecânicas e ópticas das polpas oriundas de cozimentos kraft com adição de licor negro foram estatisticamente similares às da polpa-referência.Item Métodos indiretos para avaliar a perda de rendimento do branqueamento de polpa kraft(Universidade Federal de Viçosa, 2012-05-11) Gomes, Regina Maria; Leite, Hélio Garcia; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785373Z6; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/8272770781128033; Silva, Teresa Cristina Fonseca da; http://lattes.cnpq.br/7411837726734176O processo de branqueamento de polpa celulósica tem por objetivo remover ou transformar os grupos cromóforos da polpa, de modo que o produto final atinja uma desejada alvura, mas o branqueamento causa uma inevitável perda de rendimento. Assim sendo, este trabalho foi realizado com a proposta da utilização do teor de sólidos dissolvidos (SD), da demanda química de oxigênio (DQO) e do carbono orgânico total (TOC) dos filtrados de cada estágio de branqueamento como técnicas indiretas para quantificar a perda de rendimento. Utilizou-se polpas industriais de Eucalyptus spp. (polpa marrom e polpa deslignificada com oxigênio).A polpa industrial marrom de Eucalyptus spp. foi utilizada para a análise do rendimento da deslignificação com oxigênio. A polpa industrial deslignificada com oxigênio de Eucalyptus spp. foi submetida à sequência de branqueamento D*(EP)D, sendo o estágio D* realizado com cinco fatores kappa (0,12; 0,16; 0,20; 0,24; 0,28). Os estágios (EP) e D foram realizados em duas temperaturas (75 ° C e 90°C). Os rendimentos gravimétricos de cada estágio de branqueamento foram determinados e foi calculado o rendimento total do branqueamento. Os filtrados de cada estágio e dosfiltrados combinados de cada sequência foram avaliados pelas técnicas de SD, DQO e TOC. Realizou-se teste de identidade de modelos com as equações de regressão obtidas a fim de se avaliar a correlação entre as técnicas e a também se avaliar a influência das condições empregadas em cada estágio da sequencia na perda de rendiemento. Pela análise dos resultados foi possível concluir que as três técnicas propostas podem ser utilizadas para a determinação indireta da perda de rendimento, sendo o SD e o TOC as técnicas mais indicadas para a determinação da perda de rendimento na Pré-O2 e no branqueamento D*(EP)D, respectivamente. Cada uma unidade percentual de SD corresponde a 2,19% de perda de rendimento na Pré-O2. Cada unidade de TOC (kg C/ t polpa seca) corresponde a uma perda de rendimento de 0,27%, considerando-se as temperaturas de 90, 90 e 75oC nos estágios D*, (EP) e D, respectivamente, e independentemente do fator kappa em D* na faixa de 0,12 a 0,28. As perdas de rendimento em cada estágio e na sequência inteira são influenciadas pelas condiçoes empregadas, não existindo portanto uma equação genérica que proporcione esta determinação indireta.Item Otimização do estágio de branqueamento de polpa kraft de eucalipto com dióxido de cloro em alta temperatura(Universidade Federal de Viçosa, 2002-02-28) Eiras, Kátia Maria Morais; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794755Z9; 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; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Maia, Elenice PereiraEste estudo teve como principal objetivo otimizar as variáveis operacionais (pH, fator kappa, tempo e temperatura) do primeiro estágio de branqueamento de polpa celulósica de eucalipto com dióxido de cloro, realizado em alto tempo/temperatura (DHT), tendo como base a seqüência de três estágios DEopD. Teve também como objetivo comparar os desempenhos de quatro tratamentos de pré-branqueamento de polpa kraft-O2 de eucalipto, a saber: (1) estágio ácido em alta temperatura seguido de estágio de dióxido de cloro convencional, com lavagem intermediária da polpa (AD); (2) estágio ácido seguido de estágio de dióxido de cloro em alta temperatura, sem lavagem intermediária da polpa (A/D); (3) estágio de dióxido de cloro em alta temperatura (DHT); e (4) estágio de dióxido de cloro convencional (D) - referência. O desempenho dos vários tratamentos foi medido ao final do branqueamento da polpa a 90% ISO, pela comparação das seqüências ADEop(DnD), A/DEop(DnD), DHTEop(DnD) e DEop(DnD). As condições mais adequadas para operar o estágio DHT incluem fator kappa entre 0,18 e 0,26, p de 3-4, temperatura de 95 °C e 90-120 minutos. de reação. Quando operado nessas condições, o estágio DHT é mais eficiente para deslignificar a polpa, porém apresenta menor seletividade e menor eficiência de alvejamento em relação ao estágio D convencional (60°C, 30 min) operado no mesmo pH e fator kappa. O pH de operação do estágio DHT independe do tempo e da temperatura de reação, estando o valor ótimo na faixa de 3-4. O alto tempo/temperatura utilizado no estágio DHT reduz a formação de OX e metais na polpa e de AOX e oxalato no filtrado. O estágio DHT melhora a estabilidade de alvura da polpa branqueada e resulta numa economia global de ClO2 da ordem de 10-12%, reduzindo o custo do branqueamento em cerca de 7%; no entanto, ele reduz o rendimento global do branqueamento (~1%) e a viscosidade (~14%), o teor de xilanas (~2%) e o teor de AHex´s (~18%) da polpa branqueada. Também aumenta a carga orgânica do efluente de branqueamento. O estágio DHT não afeta as propriedades físicas da polpa branqueada, mas aumenta o requerimento de energia no refino (~18%). Numa avaliação geral, o estágio (DHT) é mais atrativo que o estágio D convencional, uma vez que reduz o custo total do branqueamento sem prejudicar a qualidade da polpa, além de minimizar a geração de compostos organoclorados. Na comparação entre as tecnologias AD, A/D, DHT e D, verificou-se que a ordem de eficiência entre elas é AD > A/D = DHT > D. Embora não haja diferença de eficiência entre A/D e DHT, a primeira apresenta maior seletividade. A tecnologia AD é a mais eficiente, pois resulta numa economia de dióxido de cloro três vezes maior que a das tecnologias A/D e DHT, além de produzir polpas com maior viscosidade. Deve ser ressaltado, no entanto, que as tecnologias A/D e DHT eliminam um estágio de branqueamento em relação à AD e permitem o branqueamento até 90% ISO numa seqüência de três estágios, que tem sido a tendência nos últimos anos para minimizar o investimento de capital.Item Tecnologias avançadas para pré-branqueamento de polpa kraft de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2006-03-20) Rabelo, Marcos Sousa; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4700769E9; 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; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Silva, Marcelo Rodrigues daO branqueamento ECF com as tecnologias atuais, à base de dióxido de cloro representa o segundo maior custo de produção de polpa kraft branqueada de eucalipto (US$ 25-30/t), sendo a madeira o primeiro (US$ 40-80/t). Por outro lado, a oferta de reagentes de branqueamento, tipicamente dióxido de cloro, tem sido fator limitante para o aumento da produção de muitas unidades industriais antigas, já que a capacidade de unidades geradoras desse reagente só pode ser aumentada pela sua completa substituição. Além disso, o efluente do branqueamento com dióxido de cloro é de difícil recirculação no sistema de recuperação química da fábrica. Tecnologias alternativas de branqueamento de polpa que minimizem o uso de dióxido de cloro são, portanto, muito bem-vindas. O foco das investigações em busca de reagentes alternativos tem sido na fase de pré-branqueamento da polpa, i.e., nos dois primeiros estágios da seqüência de branqueamento, visando a utilizar menos dióxido de cloro e baixar o número kappa da polpa que segue para a fase de alvejamento. A experiência prática industrial no Brasil demonstra que o número kappa da polpa, após cozimento da madeira e deslignificação com oxigênio, varia de 9 a 11. O branqueamento subseqüente da polpa com esse nível de número kappa requer de 36 a 44kg de cloro ativo por tonelada de polpa, ou seja, cerca de 4kg de cloro ativo por unidade de número kappa. Portanto, o principal objetivo deste estudo foi investigar alternativas que permitissem não só reduzir o consumo específico de dióxido de cloro, mas, principalmente, reduzir o número kappa da polpa que segue para a fase de alvejamento Tais alternativas incluíram: (1) aumento da eficiência de deslignificação com oxigênio pelo uso de aditivos e otimização de variáveis operacionais; (2) substituição do estágio ácido e/ou primeiro estágio de dioxidação por um estágio de peróxido ácido catalisado com sais de molibdênio (PMo) ou outros sais; (3) avaliação industrial do estágio PMo numa seqüência PMoZDP; e (4) substituição do NaOH por Mg(OH)2 nos estágios P e Ep das seqüências de branqueamento AZDP, a/(Ze)DP e D*(Ep)D. O cumprimento desses objetivos resultou nos quatro capítulos deste trabalho. Foi concluído que o uso do MgSO4 na deslignificação com oxigênio associados à aplicação de condições mais severas de álcali (25kg/t) e temperatura (115ºC) permitem reduzir o número kappa da polpa para valores abaixo de 9,0, diminuindo o custo do branqueamento pela seqüência Oa/(Ze)DP, sem prejuízo para a qualidade da polpa. A substituição do estágio ácido da seqüência AZDP, pelo estágio de peroxiacético (produzido a partir do pentacetato de glicose), também reduziu o kappa de entrada do alvejamento. A utilização do estágio de peróxido ácido catalisado com molibdênio (PMo) em substituição ao estágio ácido (A) reduziu o kappa de entrada do alvejamento substancialmente, tendo reduzido também o custo total do branqueamento pela seqüência AZDP em R$2,13/t de polpa. Tais resultados foram confirmados em teste industrial numa planta de 1200t/dia, sem prejuízo para a qualidade da polpa e do efluente de branqueamento. As melhores condições para operar o estágio PMo foram: temperatura 90-95ºC; pH 3,5; 2 horas; 0,1kg/t molibdênio; e 5kg/t peróxido de hidrogênio. O principal efeito da redução do kappa observado no estágio PMo ocorreu pela remoção de ácidos hexenourônicos da polpa. Foi demonstrado ser possível substituir 25% do hidróxido de sódio e 100% do sulfato de magnésio utilizados no estágio Ep pelo Mg(OH)2, sem danos significativos para a viscosidade e alvura da polpa branqueada pela seqüência D*(Ep)DItem Tratabilidade dos efluentes de branqueamento de polpa kraft de eucalipto com tecnologias de hidrólise ácida/dióxido de cloro à quente(Universidade Federal de Viçosa, 2006-02-21) Gomes, Cláudia Márcia; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760765T3; Silva, Marcelo Rodrigues da; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; http://lattes.cnpq.br/6017392658993288O objetivo desse estudo foi avaliar o impacto das tecnologias D, D*, A/D* e AD no custo de branqueamento, qualidade da polpa e nas características e eficiência do tratamento dos efluentes do branqueamento ECF de polpas Kraft de eucalipto, de alta e baixa DQO, a 89-90% ISO de alvura. Duas amostras de polpa kraft de eucalipto pré-deslignificadas com oxigênio, uma bem lavada com DQO de 6,4 kg O2/t.a.s. e outra mal lavada com DQO de 25,5 kg O2/t.a.s., foram tratadas no primeiro estágio de branqueamento pelas tecnologias D, D*, A/D* e AD, e, subseqüentemente, branqueadas até 89 e 90% ISO, com as seqüências EpDD e EpD, respectivamente. Foram determinadas a branqueabilidade e a qualidade da polpa branqueada. Os efluentes do branqueamento foram caracterizados quanto aos valores de DQO, DBO5, COT AOX e cor e tratados biologicamente num sistema de lodos ativados laboratorial. A eficiência do tratamento biológico foi determinada pela remoção dos parâmetros avaliados. Chegou-se à conclusão de que a polpa de alta DQO apresenta baixa branqueabilidade em relação a de alta DQO. As polpas de alta DQO branqueadas pelas várias tecnologias apresentaram reversão de alvura cerca de 2,5 vezes maior que as de baixa DQO. As tecnologias contendo estágio ácido / dióxido de cloro em alta temperatura (D*, A/D*, AD) resultaram em polpas branqueadas com maior estabilidade de alvura, menor viscosidade, menor kappa e menor teor de HexA s que a de referência (D), tendo sido o impacto mais significativo para a polpa de alta DQO. Com relação a branqueabilidade e custos de reagentes, a única tecnologia ao estágio D0 convencional que se justifica é o estágio D*, assim mesmo para polpa de baixa DQO. A tecnologia AD é eficiente quando a lavagem da polpa é deficiente, no entanto deve ser evitada, pois requer alto custo de capital. A tecnologia A/D* não é recomendada para o branqueamento de polpa kraft de eucalipto, pois apresenta o maior custo de reagentes, para polpa de baixa e alta DQO. Os efluentes do branqueamento da polpa de alta DQO apresentaram valores de DQO, DBO5 e AOX substancialmente mais altos que os da polpa de baixa DQO, porém a tratabilidade dos dois efluentes, medida pelas percentagens de remoção desses parâmetros no tratamento biológico, foi similar entre si. A maior parte da carga orgânica e de halógenos orgânicos do efluente da polpa de baixa DQO (65-99%) é gerada no pré-branqueamento. As tecnologias D*, A/D* e AD aumentam a carga orgânica do efluente, porém é de fácil tratabilidade, apesar de maior custo de tratamento. A descarga de AOX no efluente devido a tecnologia D* é menor em relação ao D convencional, porém esse benefício desaparece no efluente tratado. Na prática, nenhuma justificativa alternativa ao estágio D se justifica para reduzir o teor de AOX no efluente. As tecnologias D*, A/D* e AD resultam em efluentes mais coloridos que o D convencional e o tratamento biológico acentua a cor do efluente.