Utilização do estágio de extração alcalina a frio (CCE) para conversão de polpa papel em solúvel, com reaproveitamento do filtrado CCE

Abstract

Polpas solúveis são polpas especiais que possuem alto teor de alfa-celulose, e baixos teores de hemiceluloses, lignina, extrativos e inorgânicos. Elas podem ser produzidas a partir de algodão ou madeira. A partir da madeira, essas polpas são, usualmente, fabricadas pelos processos de cozimento sulfito ácido ou pré-hidrolise Kraft. Alternativamente, elas poderiam ser produzidas a partir de polpa Kraft papel, utilizando-se uma técnica de remoção de hemiceluloses denominada de extraçãoalcalina a frio (CCE). O estágio CCE, gera uma quantidade significativa de licor CCE rico em hemiceluloses e álcali, que precisam ser reaproveitados. As hemiceluloses poderiam ser reaproveitadas como aditivos para várias aplicações, inclusive na produção de papéis especiais. Por exemplo, elas podem influenciar significativamente a qualidade de papeis de imprimir e escrever (P&W), melhorando suas qualidades mecânicas. Neste estudo, o objetivo foi determinar a posição do estágio CCE num processo industrial, visando a produção de polpa solúvel, de modo a reduzir o consumo de reagentes durante o branqueamento da polpa e recuperar as xilanas do licor CCE por precipitação com etanol. As xilanas recuperadas foram depositadas na polpa Kraft de eucalipto durante a etapa de deslignificação com oxigênio e foi determinada a influência delas nos processos de branqueamento e refino da polpa e nas propriedades da polpa resultante. A localização do estágio CCE como primeira etapa da sequência de branqueamento se mostrou mais adequada para a produção de polpa solúvel grau viscose, pelo menor consumo de reagentes de branqueamento e maior eficiência de remoção de hemiceluloses da polpa. As xilanas assim removidas e recuperadas com etanol foram adicionadas a uma polpa kraft marrom na etapa de deslignificação com oxigênio resultando ganhos de rendimento de até 4,5% em relação a polpa Referência. O consumo de energia no refino da polpa foi reduzido significativamente pela deposiçãodas xilanas, sendo o benefício proporcional à quantidade de xilanas depositadas. De modo geral, as propriedades mecânicas das polpas foram beneficiadas pela adição de xilanas na etapa de deslignificação com oxigênio.

Dissolving pulp is a special grade pulp which should present a high alpha-cellulose content and low hemicellulose, lignin, extractives, and inorganic content. These pulps are obtained by cotton or wood as raw material. From the wood, these pulps are usually manufactured by the acid sulphite cooking processes or pre-hydrolysis kraft. Alternatively, they could be made from Kraft pulp using a hemicellulose removal technique called cold caustic extraction (CCE). The CCE stage generates a significant volume of alkaline liquor rich in hemicellulose that needs to be reused. Hemicellulose could be reused as additives in many applications, including for producing specialty papers. For example, they can improve the printing and writing paper (P&W) quality, improving its physical and mechanical properties. In this study, the objective was to determine the position of the CCE stage in an industrial process aiming at the production of dissolving pulp, aiming to reduce the reagents consumption during the pulp bleaching, and recover CCE liquor xylan precipitation with ethanol. The recovered xylan were deposited onto eucalyptus kraft pulp during the oxygen delignification stage, it was determined their influence on the pulp bleaching and refining processes, and pulp properties. The position of the CCE stage as the first stage in the bleaching sequence was suitable for the production of viscose-grade pulp showing a lower bleaching chemicals consumption and greater hemicellulose removal efficiency of the pulp. The xylan thus removed and recovered with ethanol were added to a brown kraft pulp in the oxygen delignification stage with resulting yield gains in the range of -1.3 to 4.5% compared to the reference pulp. Energy consumption in the refining of the pulp was significantly reduced by xylan deposition, with the benefit proportional to the amount of deposited xylan. In general, the physico-mechanical properties pulps were greatly benefited by the addition of xylan in the delignification stage.