Estudo da oxidação catalítica para branqueamento de polpa de eucalipto - Coura, Marcela Ribeiro (Universidade Federal de Viçosa, 2016)
Atualmente, uma das principais fontes de matéria-prima para a produção de polpa celulósica é o eucalipto. A demanda por celulósica de eucalipto está em pleno crescimento. No ano 2015, o setor alcançou uma produção da ordem de 17,4 milhões de toneladas e estima-se que, em 2020, alcance o valor de 22 milhões de toneladas. A busca para conciliar o processo industrial, visando à redução de custos operacionais ao menor impacto ambiental possível e preservando a alta qualidade do produto final, tem inspirado pesquisadores que se dedicam a investigar oportunidades do setor de celulose e papel a desenvolver linhas de pesquisas em relação ao tipo e a quantidade de oxidantes utilizados no processo de branqueamento de polpa de celulósica. A chamada branqueabilidade da polpa celulósica, que afeta o seu custo de processamento, é grandemente influenciada pelas tecnologias de preparação da mesma. Nesse contexto, o objetivo desse estudo foi o de potencializar a oxidação catalítica da polpa celulósica kraft de eucalipto com vistas a proporcionar melhorias no tempo de reação e na seletividade do oxidante. Nesse estudo foi avaliado o uso da amina terciária, Dabco, no estágio com hipoclorito de sódio (NaOCl) e posteriormente seu efeito nos demais estágios de uma sequência de branqueamento OH C (EPO)DP de polpa kraft e uma sequência de OH C (EP)DP para branqueamento de polpa solúvel. Certas aminas terciárias reagem rapidamente com o ácido hipocloroso (HOCl), sendo capazes de ativar cataliticamente a oxidação de polpas kraft, tendo como espécie reativa o cátion de cloroamônio quaternário, o qual é um eletrófilo mais forte que o HOCl e não apresenta caráter nucleófilo. As variáveis avaliadas nesse trabalho foram: pH, tempo de residência, temperatura de reação, dosagens de catalisador e NaOCl. Os resultados demonstraram o potencial positivo do Dabco empregado no branqueamento de polpa celulósica, proporcionando remoção de até 85% do teor de ácidos hexenurônicos (HexA) da polpa, os quais são responsáveis pela instabilidade de alvura da polpa em meio ácidos, bem como pela redução da lignina em 32,5%, com baixa quantidade de oxidante, em pouco tempo, em condições suaves e na faixa de pH de 8,5-10,5.O uso do estágio H C na sequência de branqueamento OH C (EOP)DP reduziu em 16,3% e 48,3% a demanda de cloro ativo para a produção de polpa com 90%ISO de alvura, se comparado com as sequências OA/D(EOP)DP e A(EOP)DP, respectivamente. O estágio de branqueamento de oxidação catalítica utilizando o hipoclorito de sódio (NaOCl) com uma amina terciária como catalisador mostra-se bastante efetivo para a remoção de ácidos hexenurônicos de polpas deslignificadas com oxigênio, e assim reduzir o consumo de reagentes químicos. No entanto o uso do estágio HC na sequência de branqueamento OHC(EP)DP para polpas solúvel apresentou demanda de cloro ativo semelhante para a produção de polpa com 90%ISO de alvura, se comparado com as sequências OD(EP)DP, OHCD(EP)DP, OHD(EP)DP. A nova tecnologia necessitou de 27,8 kg/tas de CAT, apresentou a melhor branqueabilidade (0,10 unidades de Kappa/kg de CAT), e a maior remoção de ácidos hexenurônicos. No entanto, não se diferenciou de sequencias já usadas no branqueamento de polpa solúvel, devido à característica desta polpa, de baixo teor de HexA.

Currently, a major source of raw material for the production of pulp is eucalyptus. The demand for eucalyptus cellulose is in full growth, in 2015 the sector achieved a production of about 17.4 million tons and it is estimated that in 2020 reach the amount of 22 million tons. The quest to reconcile the industrial process, in order to reduce operating costs at the lowest possible environmental impact, preserving the high quality of the final product, has inspired researchers who are dedicated to investigate opportunities in the pulp and paper industry to develop lines of research in relation the type and amount of oxidant used in cellulosic pulp bleaching process. The call bleachability of the pulp, which affects its processing cost is greatly influenced by the preparation of the same technologies. In this context, the aim of this study was to enhance the catalytic oxidation of cellulosic eucalyptus kraft pulp in order to provide improvements in reaction time and the oxidant selectivity. In this study we evaluated the use of tertiary amine, Dabco, in the stage with sodium hypochlorite (NaOCl) and then its effect on other stages of a bleaching sequence OH C (EOP)DP kraft pulp is a sequence of OH C (EP)DP to soluble pulp bleaching. Certain tertiary amines readily react with hypochlorous acid (HOCl), being able to catalytically activate the oxidation kraft pulp, having as the reactive species quaternary ammonium chloride cation, which is a strong electrophile that HOCl and has no nucleophilic character. The variables evaluated in this study were: pH, residence time, reaction temperature, catalyst dosage and NaOCl. The results demonstrated the positive potential of Dabco used in the bleaching of pulp, providing removal of up to 85% of the pulp hexenuronic acid content (HexA) , which are responsible for instability pulp brightness amid acids, as well as the reduction lignin 32.5%, with low amount of oxidant in a short time under mild conditions and in the range of pH 8.5-10.5. O H C stage use in sequence bleaching OH C (EOP)DP reduced in and 16.3% to 48.3% active chlorine demand for the production of pulp with 90% ISO brightness, as compared with the sequences OA/D(EOP)DP and OA(EOP)DP respectively. The catalytic oxidation stage bleaching using sodium hypochlorite (NaOCl) with a tertiary amine as catalyst proves very effective in the removal of hexenuronic acids from pulp delignified with oxygen, and thus reduce the consumption of chemicals. However HC stage use in the bleaching sequence OH C (EP)DP for soluble pulps made active chlorine demand similarly to pulping with 90% brightness ISO, compared to the sequences. The new technology needed 27.8 kg / odt TAC, presented the best bleachability (0.10 units Kappa / kg TAC), and increased removal hexenuronic acid. However not different sequences already used in the bleaching of soluble pulp, because the feature of this pulp, low-HexA.
Study of the catalytic oxidation for eucalyptus pulp bleaching
Keywords: Branqueamento; Polpa de madeira; Eucalipto; Oxidação; Água sanitária; Química Orgânica