v o

eJ qf JiP toi

1

0

0

MARQUES

Ctlso joelkd

OTIMIZAQAO DA RELAQAO TE1rro TETh liATURA NA PRODUQAODE CELULOSE KRAFT DE Eucalyptus urophylla

DE ORIGEM HIBRIDA

Tese apresentada a Universi

dade Federal de Vigosa como partedas exigencias do Ourso de Pos Gra

duagao em Ciencia Florestal para obtengao do grau de MagisterScientiae

VIQOSA MINAS GERAIS

1979

OTHUZAgAO DA RELAgAO TEMPO TEMPERATURA NA PRODUgAO

DE CELULOSE KRAFT DE EucaJyptus urophylla

DE ORIGEM HfBRIDA

par

ARI RODRIGUES MARQUES

APROVADA

LxLr

Llvj JK c Lt CJProf Ricardo Marius Della Lucia Orientador

c

Prof Celso Edmundo B Foelkpl OvllseLheiro

7c

Prof

7

Jose lyiO Gomide

YProf Renata Mauro

1ucit lIlhattlBrandi

Conselheiro

Aos meus pais

A minha esposa

Aos meus irmaos

i

AGRADEClMENTO

o autor deseja manifestar seus agradecimentos aos prfessores Ricardo hfurius Della Lucia e Celso Edmundo Bochetti

Foelkel pela amizade incentivo e segura orientagao durantea realizagao deste trabalho

Aos professores Jose Llvio Gomide e Laede Maffia de 0

liveira pelas valiosas sugestoes e esclarecimentos

A Universidade Federal de Vigosa atraves do Departamento de Engenharia Florestal e Conselho de Pos graduagaopela oportunidade

A Celulose Nipo Brasileira S A CENIBRA que forne

ceu parte do material e equipamentos necessarios a realiza

gao deste trabalho alem da bolsa de estudos concedida ao au

tor durante 0 curso

Ao corpo tecnico da CENIBRA pelo interesse dispensado as inumeras aulas praticas realizadas naquela entidade

Aos colegas do curso pela amizade

Aoo servidores do Laboratorio de Celulose e Papel pe

la prestatividade e auxllio

Finalmente a todos quanto direta ou indiretamentecontribuiram para a execugao deste trabalho

ii

BIOGRAFIA DO AUTOR

ARI RODRIGUES IvIARQUES fiTho de Antonio Rodrigues Mar

ques e Amelia Lopes Marques nasceu em Tocantins Estado de

Minas Gerais a 27 de maio de 1945

Cursou 0 ginasial no Ginasio S8 0 Jose de Tocantins

e 0 cient fico no Colegio Estadual Raul Soares de Uba am

bos em tinas Gerais

Em 1973 iniciou 0 Curso de Engenharia Florestal na

Universidade Federal de Vigosa Escola Superior de Flores

tas graduando se em dezembro de 1976Iniciou 0 Curso de IvIestrado em Ciencia Florestal

opg80 Tecnologia de Celulose e Papel em 1977 concluindo os

requisitos para 0 grau de magister Scientiae em abril de

1979

iii

CONTIDDO

Pagina

LISTA DE QUADROS

LISTA DE FIGURAS

vi

viii

x

1

3

8

EXTRATO II II I I II

1

2

INTRODUQAOREVISAO DE

1

LITERATURA

3 1t1A TERIAL E nmToDose

3 1 Determinagao das caracterlsticas anatomicas

da rnadeira 8

3 2 Analises qUlmicas da madeira 9

3 3 Densidade da madeira 10

3 4 Produgao de celulose 10

3 5 Ana1ises de 1icores pretos residuais 13

3 6 Determinagao das propriedades das ce1uloses 13

3 6 1 NUmero kappa das ce1u1oses 13

3 6 2 Viscosidade das ce1uloses 13

3 6 3 Preparo das ce1uloses para ensaios flSi

co mecanico 14

3 6 3 1 Re fino 14

iv

3 6 3 2 Formagao de fOlha para en aio f i

co mecanico

3 G 3 3 Acondicionamento da folha

3 6 4 Ensaios flsicos mecanicos

3 64 1 Gramat1tra

3 6 4 2 Densidade aparente

3 6 4 3 Resistencia a tragao3 6 4 4 Re i tencia ao dobramento

3 6 4 5 Re i tencia ao ra go

3 6 4 6 Resistencia ao arrebentamento

3 6 4 7 Esticam ento

3 7 Analise estat stica dos resultados

4 RESULTADOS E DISCUSSAO4 1 Caracter sticas anatomicas da madeira

4 2 Analise qUlmica da madeira

4 3 Densidade basica da madeira

4 4 Analises dos licores pretos residuais dos co

zimentos

4 5 Rendimento bruto em celulose

4 6 Rendimento depurado em celulose

4 7

4 8

Numero kappa das celuloses

Viscosidade das celuloses

4 9 Densidade aparente das folhas de celulose

4 10 Resistencia a tragao das celuloses4 11 Resistencia ao dobramento das celuloses4 12 Resistencia ao rasgo das celuloses4 13 Resistencia ao arrebentamento das celuloses

5

6

4 14 Esticamento das celuloses

RESUmO E CONCLUSaTIS

BIBLIOGRAFIA CITADA

v

Pagina

14

14

15

15

15

15

15

16

16

16

16

19

19

20

21

21

23

26

29

32

35

38

41

43

45

48

50

52

QUADRO

LISTA DE QUAJROS

Pagina

1 Dados obtidos para comprimonto largura diamtro do lUmem e espessura da pare de das fibras

do Eucalyptus urophylla de origem h brida 19

2 Resultados das analises qu micas da madeira do

Eucalyptus urophylla de origem h brida 20

3 Resultados das analises dos licores pretos re

siduais dos cozimentos 22

4 Rendimentos brutos em celulose 24

5 Analise de variancia da regressao do rendimento bruto em celulose kraft

24

6 Rendimento depurado em celulose 27

7 Analise de variancia da regressao do rendimen

to depurado em celulose kraft 27

8 Numero kappa das celuloses 30

9 Analise de variancia da regressao do nlimerokappa das celuloses 30

vi

vii

QUADRO Pagina

10 Viscosidade das celuloses 33

11 Analise de variancia da regressao da viscosid

de das celuloses 33

12 Densidade aparente das folhas manuais de celu

lose produzidas a 450SR 36

13 Analise de variancia da regressao da densidade

aparente das folhas de celulose 36

14 Resistencia a tra9ao das celuloses a 450SR 39

15 Analise de variancia da regressao da resisten

cia a tragao das celuloses 39

16 Resistencia ao dobramento das celuloses a

o45 SR 42

17 Resistencia ao rasgo a 450SR das celuloses 44

18 Analise de variancia da regressao da resisten

cia ao rasgo das celuloses 44

19 Resistencia ao arrebentamento das celuloses 46

20 Analise de variancia da regressao da resisten

cia ao arrebentamento das celuloses 46

21 Esticamento das celuloses a 450SR 49

22 Analise de variancia da regressao do esticamen

to das celuloses

49

FIGURA

3a

3b

LISTA DE FIGURAS

1a Visao em perspectiva da superf cie de respostado rendimento bruto em ce1ulose

Pagina

25

25

28

28

31

31

4a Visao em perspectiva da superf cie de respostada viscosidade 34

4b

5a

1b Rendimento bruto em ce1u1ose em fungao da temperatura e do tempo de cozimento

2a Visao em perspectiva da superf ciedo rendimento depurado em ce1u1ose

de re Eposta

2b Rendimento depurado em ce1u1ose em fungao datemperatura e do tempo de cozimento

Visao em perspectiva da superf cie de respostado rmmero kappa

Numcro kappa em fungao da temperatura e dotempo de cozimento

Viscosidade em fungao da temperatura e do tempo de cozimento

Visao em perspectiva da superf cie de respostada densidade aparente

5b Densidade aparente em fungao da temperatura e

viii

34

37

FIGURA

7a

7b

ix

Pllgina

do tempo de cozimento 37

6a Visao em perspectiva da superf cie de respostada resist ncia tra9 o

6b Resistencia a tragao em fungao da temperaturae do tempo de cozimento

Visno em perspectiva da superf cie de respostada resistencia ao arrebentamento

Resistencia ao arrebentamento em

temperatura e do tempo de cozimentofungao da

40

40

47

47

EXTRATO

MARQUES Ari ROdrigues M S Universidade Federal de Vigosa julho de 1979 Otimizagao da relagao tempo temperatura na produ ao de celulose kraft de Eucalyptus urophyllade origem hlbrida Professor Orientador Ricardo MariusDella Lucia Professores Conselheiros Celso Edmundo Bochetti Foelkel e Laede Maffia de Oliveira

Neste trabalho eS ldaram se os efeitos do tempo e da

temperatura sobre a qualidade das celuloses obtidas de amos

tras de cavacos industriais da madeira de Eucalyptus

urophylla de origem hlbrida com 7 anos de idade

o processo utilizado para obtengao de celulose foi 0

qulmico alcalino kraft variando se a temperatura maxima e 0

tempo a temperatura maxima sendo que as outras variaveis do

processo foram mantidas constantes 0 experimento constou de

urn esquema fatorial 3 x 3 isto e 3 nlveis de temperatura maxima 160 167 e 1740C e 3 nlveis de tempo a temperatura maxima 18 29 e 67 minutos nurn delineamento inteiramente ca

sualizado com 4 repetigoesA refinagao da celulose foi realizada em moinho Jokro

MUhle e conduzida de modo a se obter 45 graus Schopper Rie

gler para cada tratamento Procurou se atraves de analises

x

xi

de variancia da regressao verificar 0 efeito do tempo e da

temperatura sobre as seguintes propriedades da celulose regdimento bruto rendimento depurado nlimero kappa viscosidade resistencias a tragao ao arrebentamento ao rasgo e ao

dobramento esticamento e densidade aparente das folhas de

celulose

Como conclusao geral do trabalho pode se dizer queceluloseskraft branqueaveis de eucalipto podem ser obtidas

com maiores rendimentos depurados e maiores resistencias a

tragao e ao arrebentamento quando a deslignificagao for con

duzida a temperaturas mais baixas Cneste trabalho 160oC pormais longo tempo a temperatura maxima Cneste trabalho 67 mi

nutos

1 INTRODUgAO

Em todos os processos qufmicos de produgao de celulo

se para papel as variaveis tempo e temperatura de deslignificagao sao da maxima importancia pois afetam diretamente a

taxa de remogao de lignina e a qualidade do produto final E

xistem inlimeras referencias na literatura sobre a agao indi

vidual de cada urna destas variaveis Entretanto sao poucosos estudos de otimizagoes matematicas onde os dois fatores

sao analisados conjuntamente Mesmo para 0 processo kraft

que e 0 mais difUndido na preparagao de celulose quimica e

xistem escassas referencias sobre a inter relagao tempo tem

peratura VROOM 1957 propos urn parametro que relacionava

o tempo e a temperatura de cozimento ao qual denominou de

fator H Este fator reune em urn so valor as variagoes do

tempo e da temperatura do cozimento kraft Frente as vanta

gens de se associar estas duas variaveis em lun Unico indiceo fator H tem sido bastante utilizado no controle do cozimen

to a fim de se obter celuloses com graus de deslignificagaosemelhantes Entretanto para luna perfeita aplicagao do fa

tor H sao necessarias condigoes pre fixadas de madeira e de

licor de cozimento sem as quais 0 indice de associagao tem

po temperatura nao representa 0 fenomeno com sucesso Por ou

I

2

tro lado 0 fator H desenvolvido por VROOM ha mais de vinte

anos nao foi aperfei9oado em nada durante este periodo A

lem dieso constitui se numa combina9ao tempo temperatura apnas relacionada ao grau de deslignifica9ao da celulose

Evidentomente 0 binomio tempo temperatura deve se re

lacionar tcmbem a todos os demais indices de avalia9ao de

qualidade de uma cclulose como por exemplo rendimentos e

propriedades fisico mecanicas e moleculares

Neste trabalho testaram se diferentes nlveis de tempoe temperatura mantendo se as outras variaveis do proeessokraft eonstantes Procuraram se estabeleeer modelos estatlsticos queexplicassem a varia9ao de cada uma das caracteristioas da celulose em fun9ao da varia9ao do tempo e da tempratura de cozimento

Deede que os modelos estatlsticos encontrados permitissem foram tambem tentadas as determina90es das condi9oesotimas de tempo e temperatura para obter as melhores qualidades nas celuloses

Tendo em vista a ampla aceita9ao do

fonte de fibras curtas para a industria de

leira decidiu se trabalhar com a madeira de

urophylla de origem h brida de planta90esa realiza9ao deste ensaio de otimiza9ao

eucalipto como

celulose brasi

Eucalyptus

comerciais para

2 REVISXO DA LITERATURA

A conversao da madeira a celulose kraft e um complexosj stema fLsico quLmico onde as variaveis de deslignificagaose inter relacionam Tempo e temperatura sac as duas principais variaveis a se considerar quando a dosagem da carga a

calina for suficiente para a deslignificagao aos nLveis dese

jados

Durante 0 cozimento removem se extrativos parte dos

carboidratos e lignina No final do cozimento a taxa de re

mogao dos carboidratos aumenta e a de remogao da lignina di

minui FOELKEL 1977

Com base nas reagoes de dissolugao que ocorrem dur

te a deslignificagao deve se procurar encerrar 0 cozimento

num momento em que a perda em rendimento nEO tenha side a

centuada por degradagao qULmica e que neste ponto 0 teor

de lignina residual seja suficientemente baixo para permitir

branqueamento economico

Foucos sac os estudos existentes no sentido de se en

contrar um ponto otimo das variaveis tempo e temperatura de

cozimento Sabe se que dependendo da temperatura e tempo de

cozimento a velocidade de deslignificagao os rendimentos e

a qualic ade da ce1ulose variam A maioria dos trabalhos da

3

4

literatura se referem a avaliagao de cada uma das variaveisdo cozimento sobre uma propriedade especlfica da celulose re

sultante As interagoes entre variaveis sao na totalidadedas vezes ecquecidas

BRAY e ANDREWS 1923 trabalhando com Picea excelsavariaram a temperatura de cozimento no intervalo entre 140 e

1800C Os autores observaram que 0 cozimento era acelerado

pelo aumento da temperatura entretanto a taxa de remogaorelativa entre lignina pentosanas e demais componentes da

madeira praticamente nao se alterava

A aceleragao do cozimento pela agao da temperaturafoi tambem observada por fffiGGLUND e HEDLUND 1932 que relataram que urn aumento de 100c na maxima temperatura reduzia 0

tempo nesta temperatura a metade

RYTIHOLM 1965 afirmou que a temperatura e 0 tempo de

cozimento influenciavam sobremaneira na produgao e no graude deslignificagao da celulose Entrotanto no intervalo de

150 a 1700C a qualidade da celulose nao deveria ser consid

ravelmente modificada desde que os cozimentos tivessem side

uniformes e conduzidos a celuloses de graus de deslignificagao semelhantes 0 perigo de fa1ta de uniformidade no cozimento aurnentaria quando a temperatura maxima excedesse 170ou 1800c A dissolugao e degradagao dos carboidratos e acen

tuada a altas temperaturas e se associam ao tempo de exposigao a estas altas temperaturas

A dependencia do teupo e temperatura com a impregnagao dos cavacos tem side tambem mencionada CASEY 1960 citou os efeitos do tempo e temperatura na produgao de celulo

se qufmica alcalina 0 autor sugeriu que 0 cicIo de cozimen

to poderia ser dividido em tres e sapas a perlodo de aurnen

to de pressao e temperatura e de penetragao do licor

b perlodo de pressao e temperatura maxima c perlodo de

a

5

11vio de pressao e diminuigao da temperatura A pressao maxima recomendada pelo autor era de 100 a 140 p s i a temperatura maxima de 160 a 18000 e 0 ciclo de cozimento de 1 a

6 horas Estas eondigoes deveriam variar conforme as qualidades da madeira e da celuloso desejada

A qualidade da madeira tem side relatada como

tante para so dosar corretamente as outras variaveis

1962 referiu se as diferengas entre as qualidades

impor

LIBBY

quuucas flsicas e anatomicas das madeiras de con eras e folho

sas Em resumo 0 autor acreditava que a densidade da madei

ra poderia dar importante indieagao na operagao de obtengaode eelulose Dentro de uma mesma espeeie uma madeira mais

densa e dura deveria requerer um tempo de cozimento maior

para as demais eOndigoes mantidas eonstantes Libby referiu

se ainda a dependencia do tempo de cozimento com respeitoaoutras VBxiaveis como temperatura concentragao e earga do

alcali ativo e sulfidez Um aumento de qualquor uma destas

variaveis eonduziria a uma diminuigao do tempo de eozimen

to A temperatura normal do eozimento kraft foi definida co

mo cerea de 17000 Uma pequena vdriagao na temperatura afeta

ria bastante 0 tempo de cozimento

BROWNING 1963 relatou que para 0 processo kraft

o ciclo de cozimento requeria de 3 a 4 horas com 14 a 18

de alcali ativo 20 a 30 de sulfidez 170 a 17300 de temperatura mantidq esta durante 90 a 120 minutos Acima de 18000 a deslignificagao alealina tornava se pouco seletiva nao

sendo pois recomendada Nestas altas temperaturas a degradagao dos earboidratos era aeelerada resultando em perda de

resisteneia e rendimento

WENZL 1970 referiu se ao relaeionamento do tempo e

temperatura de eozimento par 0 proeesso kraft

autor 0 efeito da temperatura e tempo nao deve

Segundo 0

ser

desvin

6

culado do movimento do licor na madeira Para se expressar

o tempo de reagao e a temperatura em uma unica variavel 0

aut or sugeriu 0 fator H de VROOM 1957

o uso do fator H como indice de controle de cozimento

e porem Questionado pOl

1978 concluirarn que 0

alguns autores BUGAJER

fator H deve ser usado com

et alii

certas

restrigoes pois para um mesmo fator H usando se composi

goes de temperatura e tempo diferentes foram obtidas celulo

ses com rendimentos depurados e nlimero kappa variados Isso

ocorria mais acentuadamente no caso de um fator H baixo on

de os tempos de cozimentos eram curtos

DIACONJ SCU e OJ3ROCEA 1967 concluiram que existia u

ma relagao logaritmica entre 0 rendimento em celulose y e

o fator H no processo de obtengao de celulose de bagago de

cana Uma eQuagao da forma In y a ln H b foi derivada

onde os coeficientes a e b foram obtidos atraves de varios

eozimentos sob diferentes condigoesCARDWELL e CUNDALL 1976 realizaram estudos para ve

rificar 0 efeito relativo de sete variaveis do proeesso de

cozimento nas propriedades da celulose refinada ou nao Ca

racteristicas da celulose como 0 nlimero kappa e teor de re

jeitos loram muito mais sensiveis as mudangas das condigoesde cozimento do Que as propriedades fisico mecnicas da polpa refinada Segundo os autores as variaveis do processo

que mais afetavdlll 0 rendimento e 0 nlimero kappa das celulo

ses eram alcali ativo temperatura e tamanho dos cavacos

No caso das propriedades fisico mecanicas das folhas de pa

pel produzidas as variaveis alcali ativo tamanho do cavaco

e tempo a maxima temperatura foram as mais importantes Dife

rengas tao peQuenas quanto 0 5 no alcali ativo lOC na tem

peratura maxima e 1 8 de polegada no tCL nhO medio dos cava

cos podiam tel influcncia na qualidade da celulose

7

A combinagao tempo tomperatur alcali ativo foi Gstu

dada por HATTON et alii 1972 para a madeira de western

hemlock Tsuga heterophylla Segundo os autores celuloses

com numeros kappa na faixa do economicamente branqueavel pr

ximos a 30 podiam seT obtidas em cozimentos curtos com fa

tores H inferiores a 1000 se a concentragao do alcali efeti

vo fosse suficientemente alta

HATTON 1976 comparou 0 controle do cozimento para

algumas madeiras de conlferas e foThosas 0 autor concluiu

que 0 controle se tornava mais diflcil no caso das foThosas

analisadas

A otimizagao da relagao tempo temperatura foi estuda

da por GARCEAU alii 1974 com 0 objetivo de se sele

cionar 0 meThor modo de aumentar a produgao de polpa kraft

de balsam sem prejudicar suas caracterlsticas A temperao 0tura maxima de cozimento foi variada de 162 9 C a 171 1 C 0

tempo de cozimento de 36 a 64 minutos e 0 alcali ativo foi

mantido constante e igual a 15 de Na20 base madeira absolu

tamente seca Os autorcs concluiram que 0 nlimero kappa e 0

rendimento em celulose decresceram linearmente com 0 aumento

da temperatura e tempo de cozimento

3 MATERIAL E METODOS

o material utilizado para a realiza9ao deste trabalhoconsistiu de amostra de cavacos industriais obtidos a partirde madeira de planta90es de Eucalyptus urophylla de origemhlbrida com 7 anos de idade localizadas na regiao de Santa

rbara em ntinas Gerais

Os cavacos foram subamostrados com as finalidades de

se determinarem as caracterlsticas da madeira e de se produzir celulose

3 1 Determina9ao das caracterlsticas

anatomicas da madeira

Do ponto de vista anatomico saG importantes para 0

estudo da celulose para papel as seguintes caracterlsticasdas fibras comprimento largura diametro do lUmen e espessura da parede Para estas determina9oes coletaram se ao a

caso amostras de cavacos em nLlmero de seis repeti9oes Os ca

vacos foram subdivididos manualmente em peda90s menores que

compuseram as amostras finais para testes

Cada urn dos con juntos de fragmentos de madeira foi co

locado em tubo de ensaio com urna solU9ao macerante para indi

8

9

vidualizagao das fibras e demais componentes anatomicos U

SOu se para a maceragao uma solugao n2tric acetica a quente constitu2da de cinco partes de acido acetico glacial e Qma parte de acido n2trico concentrado Os tubos de ensaio

contendo os fragmentos de madeira e a solugao macerante fo

ram mantidos em banho maria durante 0 tempo necessario paraa maceragao ser completada Apos esse per20do 0 material

foi lavado com agua destilada para remogao da solugao acidaA seguir tomaram se amostras ao acaso de cada fras

co e se prepararam laminas para observagao em microscopicotico 0 corante utilizado na montagem das laminas foi a sa

franina

Os metodos microscopicos de mensuragao utilizados se

baseavam na projegao e ampliagao dos elementos anatomicos

3 2 Analises qU2micas da madeira

A amostragem da madeira foi realizada de acordo com 0

metodo da Technical Association of the Pulp and Paper Indus

try TAPPI T 11 m 59

Os cavacos foram desintegrados em moinho tipo Wileyusanda se uma tela com orif2cios de 2 mm de diametro para s

parar a serragem Esta foi dividida em tres fragoes de inte

resse para as analises Uma delas era constitu2da da serra

gem que passava atraves de uma peneira de malha 60 0 25 mm

de diametro 0 material que ficava retido nesta peneiraera redesintegrado e re peneirado ate que todo ele passas

se na peneira de malha 60 0 material era homogenizado e a

condicionado compondo a fragao 60 mesh Uma outra porgaodo material sofreu processamento identico ao anterior usan

do se entretanto uma peneira de 40 malhas 0 42 mm de dia

metro Obteve se assim a fragao 40 mesh A terceira por

10

gao foi levada a um jogo de peneiras separando e a frag8 o

que passava na peneira de 40 malhas e era retida na peneirade 60 malhas Esta fragao era denominada fragao 40 60 mesh

A seguir determinou se 0 teor de umidade das serra

gens e Be realizaram ac seguintes analises qUlmicas confor

me os metodos a elas correspondentes

1 eor de

pentosanas TAPPI T 19 m 50

holocelulose deslignificagao com 0102lignina TAPPI T 13 m 54cinzas TAPPI T 15 m 58

Solubilidade em

agua quente

NaOH 1

alcool benzeno

TAPPI T 1 m 59

TAPPI T 4 m 59

TAPPI T 6 m 59

3 3 Densidade da madeira

A densidade da madeira foi determinada como densidadebasica expressa pela relagao entre seu peso absolutamenteseco e 0 seu volume verde ou saturado em agua 0 metodo uti

lizado foi 0 do maximo teor de umidade conforme FOELKEL etalii 1971

3 4 Produgao de celulose

Para a produgao de celulose utilizou se 0 processo

qufmico alcalino kraft

11

Os cozimentos foram realizados de acordo com condi

goes pre estabelecidas variando se apenas a temperatura maxima e 0 tempo de permanencia a mesma As condigoes ensaiadas para tempo e temperatura maxima foram

Tempo a temperatura maxima 18 minutos

29 minutos

67 minutos

Temperatura maxima 160001670017400

As outras condigoes mantidas constantes foram

Alcali ativo 14 Na 0 sobre madeira absolutamen2te seca a s

Sulfidez 25

Atividade 100

Tempo ate a temperatura maxima 2 horas

Relagao licor madeira 4 1

Foram adotados tres nlveis de temperatura maxima e

tres nlveis de tempo a temperatura maxima num total de nove

tratamentos 0 nllinero de repetigoes por tratamento foi de

quatro totalizando se 36 parcelasOs cozimentos foram realizados em digestor rotativo

2 a 3 rpm de 20 litros de capacidade aquecido eletrica

mente e dotado de termometro e manometro A quantidade de c

vacos por cozimento foi equivalente a 0 5 kg de madeira a s

o digestor era carregado com a madeira e com 0 licor de

cozi

12

mento no volume previamcntc calculado fechando se a seguirsua tampa e iniciando se 0 cozimento

Os compostos quimicos utilizados no cozimento hidro

xido de sodio e sulfeto de sodio foram conservados na for

ma de solugoes aquosas armazenadas separadamente em garra

foes 0 licor era preparado no hora do cozimento em fungaoda quantidade de madeira a s da porcentagem de alcali ati

yo sulfidez atividade e da relagao licor madeira Para a

determinagao do volume final do licor de cozimento levou se

em conta a umidade da madeira

Terminado 0 cozimento recolhia se uma amostra de li

cor para analises posteriores e 0 digestor era aberto sen

do a celulose recebida em uma peneira com tela de malha 120

Apos uma lavagem inicial todo 0 material era passado atraves

de um desfibrador de discos com certa abertura entre discos

o objetivo era a separagao e individualizagao das fibras

A seguir a pOlpa era lavada sobre uma peneira e com

primida manualmente para remogao do excesso de agua Esta c

lulose era homogenizada e recolhida em um saco plastico para

pesagem determinagao de umidade e calculo do rendimento bru

to

o rendimento bruto foi calculado como a relagaocentual entre 0 peso absolutamente seco de celulose nao

por

depurada e 0 peso a s de madeira utilizada

A seguir procedeu se a depurag8o da celulose para r

mog8o dos rejcitos Esta operagao era realizada pela passa

gem da celulose sob pressao atraves de uma peneira com ori

ficios de 0 9 rom de diametro Os rejeitos yetidos eram levao 0dos para secagem em estufa a 105 C 3 C ate peso constante

peso a s

o teor de rejeitos foi calculado pela relag8o porcen

tual entre 0 peso a s de rejeitos e 0 peso a s de madeira

13

o rendimento depurado foi calculado pela diferenga en

tre 0 rendimento bruto 0 0 toor de rejeitos

3 5 Analises de licores pretos residuais

Nas amostras de licor preto recolhidas no final de

cada cozimonto realizaram se as seguintes Rnalises pH alcali ativo residual teor de sOlidos teor de materia orgaca e teor de materia inorganica Para a realizagao destas a

nalises valeram se de metodos de rotina preconizados pelaT A P P I

3 6 Determinagao das propriedades das coluloses

As celuloses nQo branqueadas apos lavagem e depuragao tiveram suas propriedades avaliadas para verificar as

influencias sobre as mosmas de cada uma das

cozimento analisadas

var2ave2s de

3 6 1 Nlimero kappa das celuloses

o nlimoro kappa e por definigao 0 nlimero de milili

tros de uma solugao decinormal de permanganato de potassioconsumido por uma grama do colulose a s sob certas condi

goes especlficas e cuidadooamente controladas

A determinagao do nlimoro kappa obedeceu 0 metodoTAPPI T 236 m 60

3 6 2 Viscosidade das celuloses

Determinou se a viscosidade da celulose em solugao de

etilenodiamina cuprica conforme 0 metodo TAPPI T 230 su 63

14

3 6 3 Prenaro das celuloses para ensaios floico mecanicos

3 6 3 1 TIe fino

o refino da celulose de cada parcela foi realizado em

moinho Jokro r le a uma consistencia de 6 Objetivava se

com 0 refino trazer a celulose a um grau de refino de 450SR grau Schopper Riegler A cste grau e que se realizaramas comparagoes de proprieclades flsico mcc8nicos das celulosese

Quando ao final do refino nao se obtinl1a 450SR realizava se outro refino da mesma cclulose de forma que 0 graude refino alme j ldo ficasse compreendido entre asduas amostras refinadas Assim por uma simples interpolagao grafica

oobtinham se os valores das propriedades a 45 SRo grau de refino era determinado como grau Schopper

Riegler de acordo com 0 metodo da Associagao Tccnica Brasileira de Oelulose e Papcl ABOP 0 10 73

3 6 3 2 Forma ao de folhas ara ensaios flsico mecanicos

te 60

As folhas de celulose2

gm foram formadao em

com gramatura de aproximadameum formador de folhas tipo

Koethen Rapid com dois occadores Foram confeccionadas 14folhas por pnrcela num total de 504 folhas

3 6 3 3 AcondicioIk ento das folhas

As folhas para os cnsaios flsico mecanicos foram aeon

dicionadas durante 48 horas em ambiente climatizado a temperatura de 2000 200 e umidade rclativa de 65 2 de acoEdo com as normas estabelecidao pela Associa9ao Brasileira

de

15

Normas Tecnicas A B NIT

3 6 4 Ensaios flsicos mecanicos

3 6 4 1 Gramatura

A gramatura das folhas foi exprossa em gramas par me

tro quadrado e determinada de acordo com 0 metoda TAPPI T220 m 60

3 6 4 2 Densidade aparente

A densidade aparente das folhas foi expressa em gramas pOI centlmetro cUbico sendo determinada segundo 0 metodo TAPPI T 220 m 60

3 6 4 3 Resistencia a traQao

A resistencia a tragao expressa pelo comprimento deauto ruptura em metros foi determinada de acordo com 0 metodo TAPPI T 220 m 60

3 6 4 4 Rosistencia 00 dobramento

Para se determinar a reGistencict 00 dobramento ex

prossa polo nUllero de dobras duplas utilizou se de dobradorde folhas tipo Kohler Molin de garras verticais com angulode flexao de 1560 para cada lado e com capacidade de 200 dobras pOI minuto Foi utilizado urn peGo de 400 gramas paratracionar os corpos de prova durante os ensaioD

16

3 6 4 5 Rcsistencia ao rasgo

A dcterminagao da resistencia ao rasgo foi fcita con

forme 0 metodo TAPPI T 220 m 60 expressando sc os resulta

dos como lnJice de rasgo

3 6 4 6 Resistencia ao nrrcbentamento

A resistencia ao arrcbentamento expressa pelo lndice

de arrcbentamento foi determinada G calculada conforme metodo TAPPI T 220 m 60

3 6 4 7 Esticamento

o osticamento foi calculado como porcentagem de alon

gamento

3 7 Analise cstatlotica dos resultados

Os efeitos do tempo e da temperatura foram testados

pOl meio de analiDc de variancia da rogressao e ajustamentode equagoes aos dados observados

Os modelos testados para 0 ajustamento foram os 8e

guintes

Yi ao all rxl iJ22VX2 a1Xli a2x2i a12xliX2iu

10geYi bo blllX1i b22yX2 blXli b2X2i b12XliX2i

log Ue l

17

Yl

2 2

Co cllXli c22X2i clXli c2X2i C12XliX2i Vi

J

10gOYi Q dllogeXll d210g X2 d310g Xl log Xo e l e l e l

log Ve l

Y 00 el 1Xli e21 X2i e31 Xli X2i Zi

onde

Y Y e y caracterlsticas ostudadasl l i

variaveis

dependentes

log Y e log Y logarltmo neperiano das caraeterlse l e l

temperatura

tieas estudadas

oem CXli

X2i tempo em minutos

a b 9 e d e e eonstantes da regressao00000

all bll e ell eoefieientes dos termos raiz uadra

da e quadratieo da temperatura res

peetivamente

a22 b22 e c22 coeficientes dos termos raiz quadra

da e quadratieo do tempo respectiv

mente

al bl cl dl e el coefieientes dos termos

log Xl e 0 inverso dae l

tura respeetivaoonte

a2 b2 e2 d2 e e2 eoefieientes dos termos

log X e 0 inverso doe 2i

respeetivamente

Xlitemper3

X2i

tempo

18

a12 b12 c12 d3 e e3 coeficientes das interagoes

XliX2iinverso

log Xl log Xe 1 e 1

do produto do

e 0

tempo

e temperatura respectivanegte

U log U V log V e Z erro aleatorio 2rcsSU1 ell ell

posta nOl al c indenpcg

dentemente distribuldo

com melha zero c varian2

Cla 1

o grau de ajustaflento dos modelos aos ados foi ava

2liado pelos coeficientes de determinagao R e pola signifi

cancia dos coeficientes de regressao avaliados pelo teste

t e pela signific3ncia da regressao e des desvios da re

gressao teotados pelo teste F a urn nlvel aceitavel de ate

15 de probabilidade

4 RESULTADOS 3 DISCUSSAo

4 1 Caracterlsticas anatoBicas da madeira

Os rasultados obtidos para as caracterluticas anato

Bicas do madeira ostao mostrados no Quadro 1

QUADRO 1 Jados obtidos para comprimento largw a difune

tro do lumen 0 ospcssura da parede das fibras do

Lucalyptus urophyl1a de origem hlbrida

Dimensao do

fibra

RopetigaoMedia

l 2 3 4 5 6C

Comprimonto

Largura

Diametro cl o lunen

mm 0 95 1 00 0 80

17 22 17 88 18 76

0 85

16 49

0 90 0 9

17 57 17 21

0 91

17 59

9 80 9 67 9 80 10 30 10 9 10 36 10 14

Espessura 10 prede 3 71 4 10 4 23 3 10 3 28 3 42 3 64

De node geral os resultados obtidos parR 0 tcrial

om estudo estao do acordo com os limites normais parD euca

19

20

1ipto do acordo COlli os dados de FOELKEL e BARRICHELO 1975e PAcnn E 1978

4 2 Analises quimioas da madeira

o Quadro 2 mostra os va10res medios obtidos para as a

na1ises quimicas da madeira

QUADRO 2 Resultados das analises quimicas da madeira do

Eucalyptus urophy1la de origem hibrida

Amlliso ResuHado

Teor lIe

pentosanas

ho10celuloso

cinzQs

20 00

79 60

18 67

0 27

1icl1ina

Solubilidado em

a uJ quente

NaOE 1

alcool benzono

2 97

13 87

2 64

Observando os resul tldos oncontrados para a composi

gao quimica d a madeira notou f O Clue os mesmos sac bastanto

razoavelS para eucalipto Entretanto ressalte se quo os too

ros do oxtrativos eD clgua quente e NaOH 1 foram l e1ativame2te baixos enquanto 0 teor de extrativos em a1coo1 benzeno

foi 1igeiramente mais alto que 0 usual 0 teor de ligninafoi baixo quando comparado dentro da faixa do va10res nor

21

malmsnte apre entados por madeiras de folhosas

4 3 Densidade b 8ica da madeira

A macleira em estuclo Bostrou U2la densidalle bfL ica i

gual a 0 502 gcn referindo so osto valor a media 10 dez

repoti9oeoA densidado encontrada condiz perfeitameITce oom as o

tidGS em rndoiraR de euoalil1to utilizadas cOIlercialmonte pa

ra produ9ao de celulose kraft

4 4 Amflises dos licores pretos residuais

dos cozimentos

Os dados relativos as analises efetuadas nos licoroo

pretos provenientes dos cozimentoo estao apresentadoF no Qu

dro 3

Normalmente 0 pH do licor preto kraft esta na faixa

de 11 a 13 pois urna corta quantidade de alcali deve permane

cer como residuo para evitar a reprecipita9ao de lignina so

bre as fibras tornando as maio hidrofobicao

De todos OR cozimentoo apenas no caso lac condi9oes

mais severas 17400 8 67 minutos e quc 0 pH caiu urn pouco a

baixo do decojavelA analise doo pH s e lcalis residuais finnis permi

tiu concluir quo a carga de alcali ativo aplicada aos cozi

mentos foi justamente a neces81fria para se prodvzir polpa

kraft de boa qualidade a partir da madeira en

estudo

22

T 01 CC tCD a CC CD rl

t0 a rl t D CC

j rl CC D

m D qCD cC rl CD

0r CJ rl rl t t CJrl rl rl CC

CD co m rlm c CJ a m

CD rl rl t eo rlrl rl rl CC 0

J l CC tUl CD CC CC 00 t

0 rl rl t m 0rl rl CC D

jfI t o If If1 C 0 a m

1 m0 CJ CJ oj C0 cr a0 rl rl rl cr D

0 D CJ m rl0 If eo CC C rld co

rl rl rl t o rlUl rl rl CC D18 CC co J

rl CJ Ii I t Jd t1 0 CJ CJ t eIUl rl rl qCJH D CJ T CD

0 CD 7 0ill m0 0 CJ rl rl t eo rl0 rl rl CC Dll rlH 0 CC a 0P co 0 OJ CJ

C

Ul rl rl rl D a mll rl rl qH001 Ulrl 0 Ul

d 0Ul 1 d0 rl 1d 0 rl

Ul 00 Lll ll

W Ulll

1 rl 8 Ulrl d

p 88 P

@ CJoj s

1JUl 08 bD 1 8d 0

oj rlUl rl Q0 oj H ojd g 0 Qrj H

1 1 0rl Ul

g j Ul 8 rj0 l 1 0 1 rl

ll 0 d H Hp f 0 1 ll j

rJ i rlN 1 0 oj

E rl 2 f1CC S ill

t1l j j lla H 1 j qj d0J j 0 rlH 1f rj H H H

2l 0 0 0 0Q ll

H

rl OJ ll jCY Ei E P I Ei E EI

23

4 5 Hondimonto brute em celulose

Nos QuadroD 4 e S ostao apresontados os valores eneon

trados p8To rendimento bruto om poreEmtagem 8 suas respee

tivas analises estatlstieas

A analise de regressao aplieada aos dados de rondi

mento brlJ to indieou que 0 modele do primeiro grau 8m Xli e

razoavolmente bem 0 fenomono para os interva

A analise do varianeia do regressao Quadro

X2 do8eroveul

los estudadoJ

5 mostrou atraves do teste IFque a regressao foi sign1

fieativa 00 nlvel de 1 de probabilidad8 p 0 01 Cle eoefi

eientes do regreGsao p8Ta tenperatur l e tempo foram ignifieativos polo testo t 00 me8mo nlvel de signifieaneio

Pelo Figura 1 observou se que dentre os tratamentoG

t yrb

estudadoo a fUn9ao estimada para rendlffien 0 brute 0l

rbpresentava naior valor y 56 91 para 0 tempo 18 minutos

a temperatura de lCOoC Constatou se que a medida que so a

menta a temperatura e ou 0 tempo de eozimento 0 rend imento

bruto deerosee linearmento Esses resultados estao de aeordo

com os observados por GARCEAU et alii 1974

24

0 Nco t OJ1M

0N N

l10 NLI 1

0 0Jrl

M co

ttISN N

11t O

Q0

I 1 0N N M 0 LI 0 o1 1 Jo rl o

CO 0N

Q 0 D 0 0M N 0 0 rl

ElCO Qt M

II 0

eEl

t COa o CO 0t N

rl I CO0 I rl o

t0 CO CO o 0

CJHUl0 t 0 Q J 0 rl tISt N N El rl p

rl 0El M N

11 alQt O Q CJco co H tIS QaI

CJ alN

N 0 nCJ rl CJ

n rl0 N 0 H J D I rlHaI

tItIS J nM N OJ tJ a aK OJ 0 tISQ a am CO fb 0

HH II I I Pi0

H CJI

0 tIS CJNCJ rlco N

aIrl

tIS I0n CJ0

a1 l1 rl0d

t tISM n 0El H 0

a tISItIS

N J0

d M 0 Il 0I Q d ng

Nt

CJ fb p0 mc

I 0 I 0co0 0 1m H n n0

M 1m J p Hilt rl 0 J tIS tIS0

tIS tIS Q tJ 0d Il n fb n

E aI Q H nrI p n CQ

I H l1 libojH Q 0I LI Q tIS 11 n ItISP

tJ Ul l2U r Id co to 0 G1 N

0 E r tJ Pi1l 0 p Q 0P

l1 tJ JEI0 I l1p

CJ E a F H l1

25

0

0

J

D

0

60c

E

c

a50

II

I

I

I

jyI

I

iI

4

40

I

III

I

I

I

II

01Q1

L II

174 Temperatura OCI160 167

FIGURA la Visao em perspectiva da superf1cie de resposta do rendimento bruto emcelulose

Equagao 1

rb

Ii 104 81 0 294523 Xli 0 043104 X2i

R2 97 60

0

0

60D

0

c

E

c

aTempo

18 min

29 min

61 min50

L160 167 174 Temperatura

0 C

FIGURA Ib RcndillOonto bruto em celnlo oiJ

em fun9uo do temperatura Xli e

do tempo de cozimento X2iSiinificati vo 00 nlvcl de 1 de

probabilidade

26

4 G TIendimonto dopurado em celuloee

Hos Quadrof 6 e 7 ectao apresentados os valores encon

trados para 0 rendimento deVJIado em porcentagem e suasres

DGcti vas analises ostatlsticas

A analise de regressao aplicada aos dados de rendi

lOnto depurado indicou que 0 modelo raiz quadrada d escroveu

bel 0 fenomeno para os intervalos estudados

A analise do variancia da regressao Quadro 7 indi

cou atraves do teste F diforenga significativa P O Ol

Os coefioientes da regressao para tempo e temperatura foram

signific3tivos pelo teste lit aos niveis de 5 e 15 de

probabilidade respectivamente

Pela Figura 2 obcervou se 1ue dentre 08 tratamento8

estudadoD a fungao estimada para rendimento depurado yrdl

IdY 53 81 para 0 tempo 13 minutos aindicou maior valor

otemperatura de 160 C

A illedida em que aumenta a temperatura e ou 0 tompo de

cozimeuto 0 rendimcnto depurado diminui indicando que a

partir de corto momento duraJrte 0 procossamento a taxa do

rcmogao dos carboidratos da madeira passa a ser maior que a

taxa de remogao de lienina

27

0 Nm 0 tlIK0 M mon on v

rl mrl rl0 0 0

roo 0

0 0M r J m p Den on H

ctl

tJd m 0 entrl 0 0 ro

OlL

tl0

m 0roo

0 t

mNM M 0

0 t Oon on enOl CJ D DCl D 00 t O cY

rooN on 0 a 0 0M 0 M 0 Olen on en

0M v 0 Cl

0 ala IN

al N N Non on on

Oll en t v Cl 0 D rle m

rl 0roo0 rl t CJ

r N N

a0 en on on

11 CJ t Op

Cla en v Ol Cfl 0 0 m ctlco

e onrl p

0M 0 M M

11 Clen on on

n

Ol alroOl Clon

r al Oll t v

Cl ClN N M 0 M alen on on

Cl rl Clr

M rlP m 0 0 H t rlMroo N rl 0 lal CJ MM tl t 0 0N

on on en Ol0 al

Ol

a 0r

00 ro 0 0

rrl co co

IN Ol Ol PIr Clon i en

OlctlCl0 v 0 Cl rl

0 m L M

rlM

E1 val Olon on on M ClCl

aIl rlN 0a 0 M m al

Olr M0M

r 0 j alon en

0

laltlM m 0tl 0g v v co

roo Ol Ol al MvCl p

N en en on

alOl 0 Ol Clb on 0 tl 0 lal r M M0

t OM d tl p Hoj

j0 al al

l 0 14 v0 on on on oJ Ol Cl Cl

M Mro

Ol H M11 r ro

E Ol 11 M tlr

Ol 0a

t Q al Cl M lalI aP l

0 Il CflE1 1 oj co m eO 0 QM N

gJ Ol Cl PI0 rl

21 0

11 Q 0p

B r tlPo0 r

foil IlCf

r

J

o

Q

0

o

Q

60

IX

c

E

I

I IY1

i

II

1

o

e

5

I

1k k

4

79

kI

160

I

I

167 174 Temperoturd0 C

FITURA 2a Vi a3o em perspectiva do cuperf cie de recposta do rendimento depurdo em celuloe e

EquaQao 2

d

Yi 613 625 107 187 V i4 3022 X1i O 3454 X2i 0 0022 X1iX2i

R2 98 55

o

g55

0

oTempo

18 min

29 min

67 min

05c

QC

a

L160 167 174 Temperoturo lOCI

FIGURA 2brd

ilcr3 ento depurado em cclulose Y

d t d XXli e 0 cmpo e coz en o2i

Significativo aoe niveis de

respectiv ente

em fun9ao da temperatura

5 e 15 de probabilidade

2

7 lmmero kayrpa das celuloses

Ios uadros 8 0 9 o Jt5 o represontados os valores en

contrados para 0 nuTQcro k3PIJa doo coluloses C GU3 S re JpGcti

vas analises 8statlsticQs

kappa

A analise de regrousao aplicada

indicou lC 0 modele quadratico

aos dados de numero

embora tenha side 0

l18Thor dontre os testados nao desoreveu beLlo fenOLlrmo para

os inteTvalos est dados A oquagao apresentada dove sor arill

lisad2 COLl rostrigoes de Tido 00 desvio do regressao ter sido

significativo

A analise de variancia do regressao Quadro 9 indi

cou pelo teste r diferonga significativa P O Ol Or

coeficientes do regressao para tempo e tcmperatur2 foram siG

nificativ03 polo teste t 00 nLve1 de 10 de probabilida

de P O Ol

ITa FiGUra 3 obiJervou se que dentre os trataLlentoses

tudados a fUngao estima1a para nUnero kappar

apresontal

va menor valor ynk 16 96 no teDpo de 67 minutos a tempe

ratura de 1670C 0 maior valor encontrado para nlimero kappa

foi para 0 tratamento 18 minutos a lSOoC

Kos coziLlontos a 17400 e 67 Llinutos houve urn consumo

mais acentuado do alcali ativo e 0 pH caiu para 10 8 mas

ainda na faixa norna1 do processo kraft RYDHOll

1965

30

a n 0c1 a co CJI

Il l CJ0 enJ J rl

fV 00 rl CJ0

ojX D 0

rlJ rl J

rl

oj X J

r

0 XJ rl

rlCJ l0 t 0 e fV

0 rl to rl Joj

e 0 CJJ rl OJJ J rlQ 0 D t oUl D

rl X 0oj X t

rl rlJ J rl

Olt o tl

0 iII

0 OJen

IIJ itj co 0 e

0 0 fVII D e D

oj A CY rl D l0

gJ J itfl e 0 D

4 D rlCJ

10 ojJ 0

i t i HJ J rl Ol

J

ojJ X s

OlJX 0 tjJ rl i

tj IIoj

tjl 0 i 0 H t t e olQoj

JIt CJ rla

M i rl X OJ 0 olf J J i OJ

Olen i fb 0Q X J 0II

0 Ol HH Al J

0al Olitj tjoj

t i

i IIJ

ol rltlQ

D 0

@ Ol0 0oj

t Jtj

oli 0J 0 rlQ

1110t OJX

OJoj

oj OlJ 0tjJ

ioj 0A Q 0 Ol IIA ro i

OJ 0 1m Hoj ol 1m UlI

J 0 rl 0 Ul II00 J

lII CJ lfl fb 1l

Q oj

rlOl p tlH s1oj Q

Ol HI f Js

0 11 11Q 80 10 d tjl f1 oj co t

0 OlQ 0 J0 Eo M Q tj A orl21 0

p orl QJ 0 tflA Q

23 s1 CJ Hl p

0 Q s1 Hp Q Q

a Eo CY Il A H

31

o

00

o

o

E4Q

z

30

I

l h

1

Ii

I I

I

20

1

0

12 1

I

1

II

160 167 174

FIGURA 3a Visao em perspectiva da superf cie de resposta do

Temperatura Oe

mimero kappa

yruJ

22317 24 0 0751 X1i

Equaao 3

26 2516 X1i 2 7606 X2i 0 0155 XliX2iR2 93 14

o0400o

o

E30

z

Tempo

18 min

29 min

67 min

20

l I

167 167 174 Temperatura Oel

FIGURA 3b J uoro k ppt 2 kem i m 1o uu tc c turu Xli C

Si ificativo 30 nlvcl de lO de prob bilidade

do tcro o Xo

32

4 8 Viscosidade das celuloses

Os valoree encontrados para a viscosidade das celulo

ses em centipoises e suas rcspectivas analioes estatisti

cas estao apresentados nos Quadros 10 ell

A analise de regressao aplicada aos dados indicou

que 0 modelo raiz quadrada foi 0 que melhor se ajustou de

tre os testados aos dados de viscosidade Da mesma forma

que para 0 numero kappa 0 modele esta apresentado com cer

tas restrigoes visto que 0 desvio da regressao mostrou se

significativo

A analise de variancia da regressao Quadro 11 mos

trou atraves do teste F diferenga significativa entre os

tratamentos ao nivel de P O Ol Os coeficientes da regres

sac para os parametros estudados foraJn significativos atraves

do teste de It ao nivel de 5 de probabilidade p 0 05

Na Fi lra 4 observou se que dentre os tratamentos

estudados a fungao estimada para viscosidade Y apresenl

tou maior valor Yv 42 88 para 0 tempo 67 minutos a temp

ratura de l600c 0 menor valor foi verificado para 0 tempo

67 minutos a l740C Conclui se do exposto que trabalhando

se com tempos mais longos e a mais baixas temperaturas de

vem se obter celuloses com menores graus de detpadagao nos

carboidratos expressos por maiores viscosidades Condigoesseveras de tempo e temperatura reduzem a viscosidade das ce

luloses por quebra de cadeias dos carboidratos

da madeira

componentes

33

M 0

rl D M

IG M M

OJ N N Ii01 ex

I OJ M

cl1 0 M t0 r

rlN N

0

cl1 0 IIM 0 0 N

N N

J N 0 0 01 0cl1 0 0 01 tN aJ N fVl

N N OJ 0 0 JQ

I N OJ CY rl J rl

cl10 0 fVl J

M 0rl rl

N N lt o

Q0

N aJ

I OJM 0

tl0

0 G 0 rlcl1

M 0 0 Q rl fVlOJ 0 01 01 tM aJOJ tl CY rl rl fVlr 00 rl CJl ex fVlPo 0 0 t al J ex fVlr t cl1 0 M

0 0M 0 0

OJtJ

rl Qa 0 N Q 0

cl1 0 0 0 0 tlN M 0 tl tl 0

OJ 0 0 rlor rl rltl

0 0 rl rl

cl1aJ 1tl H t rl

M OJ J0 M aJ

OJ cH c 0

to 0 Hco 0 H Pi

t O

I PiI 0 HM N d

H tl d0 0 M d 6M cl1

0 0 Rr 0 0 t tl rl rl

M N rl0

0 aJ @ d d0 cl1

0

0 0 rl rl rlM M 0 M

1 M N01tl S StJ 0 0 M III

M 0 0cl1 Q OJ

oJ N 0 N d Q 0 0M N to tl tl

QaJ 0 aJ OJ 0 Q 0 0

tl 0 rl 0 1tl Hrl 1tl OJ rl rl

r0 M M

OJ 0 M 0 OJ tl oj oj0 tl Q d til tiltJ tl rl b 0 0

H oJr E

r H rl rl

I I Q H HW H rl

I a rl OJ 8J0 A 0 rl Q til 11M g aJ 0 I d rl rlM N 0 Q CJl CJl

0 8 r Q d Pi0P r Q 0S A

11 Hb 0 Q HCI 8 ct Ii R H M

a

0

0

g40

30

2

IIV

I

160I

117

34

IIIIr

I0

0

1

174 Temperatura 0C

FIGURA 4a Visao em perspectiva da superf cie de resposta da viscosidade

V I

Yi 22059 10 3387 67 vXli

2R 89 60

a

0

0

in

20

LI

160I

167

Equagao 4

129 864 Xli 7 1439 X2i O 0419 XliX2i

Tempo

18 min

29 min

67 min

174 Temperatura 10C

FIGURA 4bv

Viscosidade y em fUngso da

Cignificativo ao nlvel de

telOno X2tempera JXa Xli e do

5 de

probabilidade

35

4 9 Densidaue aparente das folhas de celulose

Nos Quadros 12 e 13 estao mostrados os valoree obser

vados para a densidade aparente das folhas de celulose prod

zidas a 450SR e suas respectivas analises estatlsticas

A analise de regressao aplicada aoe dados de densida

de aparente indicou que 0 modele raiz quadrada dcscreveu

parcialmente 0 fenomeno para os intervalos estudados

A analise de variancia da regressao Quadro 13 indi

cou atraves do teRte F que a regressao foi significativa

P O lO Os coeficientes da regressao para temperatura e

tempo foram significativos pelo teste lit aoe nlveiR de 510

e 1010 de probabilidade respectivamente

Pela Figura 5 pode se observar que dentre os trata

mentos estudadoG a fungao estimada para densidade aparente

y aindicou maior valor Yda 0 613 para 0 tempo de 67

l

minutos a temperatura de 1670C 0

tempo 29 minutos a temperatura de

menor valor se deuo

160 C Em todos os

para o

casos

notou se lli a elevagao da densidade aparente quando a tempe

ratura era de 1670C Como conseq encia pratica pode se espe

rar valores mais baixos de densidade aparente quando se des

lignificar a madeira a temperaturas baixas 1600C ou altas

1740C Por outro lado folhas mais densas serao obtidas

quando 0 cozimento for realizado a temperatura de

1670C

1 c Cl

36I in c 0

s0 0 0 I I ct

t l0

m M cn l 01 c 0 0v C

0 0 0

NN

ri 0

0 0Q

M 0UJ0 I ct 0

aJct ct t

M rl ct lroo C M l l lN L Q 0 ct rl CJ

0 0 0 0 0 0 0a 0 0 0

Q 0 0 0N llco M 0 0 0CD c 0

M tCJ

t1l0 0 0

jN 0

Q

b N N0 M

rJlII

Clrl 0 0 0 t1lro

tJ ll1 M M CJ CJ 0Q N 1 Q I l 00 M t 0

s 0 0 tQ 0 0 0 Q a l l coI 0 0

Q t1l Cfl 0 0 0Ul 0 0 0Q roo 0 0 M

00 0 0

0 M

M 0 0 0 Qll 0

0 0 t1l llCD 0 1 ll t1lN 0 M M

N 0 Cl 00

Q 0 0 s Q llQ ll al

al ll t1lN 0 d Q

roo 0 0 0 al M dM 0 d H l l t rl ell

0 0 0 0 CJ M d0 D M

1lell rl

CD co 0 lJl 0 M0 co 0 Cl 0 0II Q ell

6b Pi 0tl 0 0 00

II Q Q1 d Pi

I0 co 0

roo 0

ell0 Q

0 0 0d d

rlal rl

0 M Q1

0 d0 0 0

c E0 0 0

rlM0 0 0 M

00 ell

0 M lellco N

0 0N 0Q lJl 0 l

i0 0 0 d Q t1l M

0 Q 6b 0 tlco N lJl 0 Q l 0

cO co M 0 lal H M MQ Mrl lell 0 Htl

al 00 0 0 ell OJ al al M

tl 0

j al Q d 0 Ghj

M o Mal Q H Mrl Q M Ul

H GhIlQ

I Q 0

a rl Q ell d M lellN l

d s CflM 11 oj co 0 0 Q0 M N 00 rl Q ll Pi

O Q 0

ll Q

gs d H lJl

t3 0 Q sQ Qa I R H s

aa

rl

1

El

t

c

I

0Cl

70

00

0

C

60C

37

I

L I 1

I

I

7Lc

50

J9

oe

L160

0

1167 174 Temperatura OC

FI1URA 5a Visao ern perspectiva da superf cie de resposta da densidade aparente

Equagao 5

ya

20 9178 3 3394lfxi 0 0213 Vii 0 1292 X1i 0 0018 X2io

l R2 86 12K

El

61

o

Cl

Ternpo

18 min

29 min

67 min

600o

c

C

I

59

L 1

160 167

1

174 Temperatura 0 C

FI1URA 5bila

Densidade aparente y ern g o da

SicnificativQ aOG niveis de 5cnte

temperatura Xli e do tempo X2ie lO de probabilidade respectiva

38

4 10 Resistencia a traGao das celuloses

Os valores obtidos para resistencia a tragao das cel

loses a 450SR expressa pelo comprimento de auto ruptura em

metros e auas respectivas analises estatlsticas estao apr

sentados nos Quadros 14 e 15

A analise da regressao aplicada aos dados indicou 0

modele quadratico descrevendo parcialmente 0 fenomeno para

os intervalos estudados

A analise de variancia da regressao Quadro 15 ind

cou atraves do teste F que a regressao foi significativa

P O Ol Os coeficientes da regressao para temperatura e

tempo foram significativos pelo teste lit aos llveis de 5

e 10 de probabilidade respectivamente

Na Figura 6 observou se que dentre os tratamentoses

tudados a r ngao estimada para a resistencia a tragaot

apresentava maior valor Y 8358 m para tempo de 67 minu

tos a temperatura de 1600e 0 menor valor para esta proprie

dade se deu no tempo 67 minutos a temperatura de 17400

yl

Essas observagoes reforgam 0 anteriormente enunciado

para viscosidade das celuloses Temperaturas mais baixas por

tempos mais longos conduzem a celuloses mais resistentes

tragao pois a degradagao dos carboidratos e menor

a

39

t

1L m OJen CC t

ilCO Y

0 R Y Ym

L 0 0C co rl

OJt m t lC G mt eo 0

0t trl

b 0d 0 Q

t M 0 COt t

OJ I Y 0ttl rl l 0

t o 0 I l loj m0 CO D 0M G 0

t 0 a 0 Y rlOJ ttl I rl0

0k

IM 0

M H p0 0 eo

ttlQ

0 M t ttlm 0rl t eo rl

eo t eo 0 CJil 0l CO l 0 0

C m m 0 p D rl Y ttl0 d t OJ CO CJ 0 pk rl eorl a T D l 0Q ro eo t oOJ

rnY T CO 04 CO rl 0 l ttlQCJ CJ 0M

m CD ttl QQ t ttl 0 0k eo eo c 0 rl ttl0

rl 0M

0 rl rit ttl rloj

M c eo eo OJ rlt eo OJ 0t Q 00

tb 0 H 0t H T T I Pi 0

I Q 0 CJ Hc H 0 Q Pieo eo eom 0OJ ttl Q

0 R 00 D t b rlM ro 0 D

1 M m ttl rleo eo eo rl QQ

0 0

80 t o 0 rl0 rlM N

0co eo to 0 ttld ttlo

OJd m L

k oj M eo Q Ul 0N M 0 Q ttl rleo eo m

tbdQ ttlOJ 0 Q 0

rl c m rl 0 ttl H rl rld G crl Ittl ill H1 M

Q eo t c 0 ill ttl al0al Q 0 0rl b rlrl d

E H Q H rlQ rl Q ill

HOJ

I k 1 l Q 0Q 6 rl Q al 0 rl ttl

0 l1 rn ZQ rl eo m tQ 1 0 M 0 0 Q

0 rl Q 0 Pi0

Q 0 0

d gil 11 OJ23 Q OJ 0 Q 0

cI IX H rq l1

L160

FIGURA 6a Visao

ooH

1

mo

Jj 80

a

o

10c

70I

0

E

Cl 60

tY

40

II

II

IL

IL

I

IIII

IIIIII

III

IIII

III

IVIIr

I1

I

1 I

II

III

I

1 1

167 174 Temperatura

em perspectiva da perf cie de resposta da resistencia a

lOC

tra ao

2314472 00 ll 7515 X1i

Elua ao 6

3896 18Xli 217 101 X2i 1 331 XliX2i

R2 95 09

00rl

850H

v

0

0 750

0k

I

0

0 65

c

L

1

1

Tempo

18 min

29 min

e 67 min

I

160

I

174 Temperatura OC167

AtResistencia a tra ao Y em xn ao da tempera lra Xli e do tempo de

cozimento X2iSignificativo aos niveis de 5 e 10 de probabilidade respecti

vamente

FIGURA

6b

41

4 11 Resistencia ao dobramento das celu oses

No Quadro 16 estao apresentados os valores encontra

dos para a resistencia ao dobramento das ccluloses a 450SRcxpressa pelo nlimero de dobras duplas

Para essa propriedade nao foi poss ve1 encontrar urn

modelo de regressao dentre os testados que se ajustasse

aos dados

experimentais

42

N N 0

I0 0

m 0Cc rl N

m md m m

I NN N I

dIP

bt cJ N

I CJ N VI

00 en 0

oj mN CJ I

N I

0

Id I 0I ii

II N

1

i10I t

1I0

I N

oj

1 0 0d 0

vI

td N

I t NN

0t

oj t tN

J N

00 0

ro0I N

oj

IaJ I

0 LN N

qCJ 0

oj J N0

d N

00 N

1 dI 0

01 N

00 v

ro NN

0 N Noj

roN

CJ ro N N t1

0I

N0

dd

cJI i1

d 6pi1 Ie v t

C I N0 r

0n

El ropc

43

4 12 RGsistenci ao rasgo daG celuloses

Nos Quadros 17 13 13 estao apresentados os valores en

contrados para a resistencia ao raGgo das celuloses a 450SRexpressa pelo Indice de rasgo 13 suas respectivas analises

cstatlsticase

Para rcsistencia ao rasgo a analise de variancia da

regressao indicou que a regressao nao foi significativa

travels do tcC te t verificou se que os coeficienterc da re

gressao para os parametros estudados tambem nao for signi

ficativos ao nIvel de probabiliuadc adotado evidcnciando

que os nlveis de tempo 13 de temperatura estudados nao af

taram a resistencia ao rasgo das celuloses quando testadas

a

450SR

IJ OJ OJ1 cr J j

44d rl rl 11 11co lCD D

a N 0a 01 c

rl rl rl

oJa a a

jrl rl rl M

a rl N NV 0 0 rj rl rl rl

OJ m N 000tD Q r0 lCOl CJl

0 0 N to rlM v a to N rd v v

rl rl rl rl

Q0

E CJ rl CJl1 v v v cd

rl rl rl 1l0

0bDOJ

cJ cd D CO rl0 vrl rl rl 11 m 0 N

Ol0

0 m CO Ncd CI CO 0 N

a N rl rlej

CJ V cd rlv vnrl rl rl rl

011Q 0l

gCJlv v

CJ rl rl rlOJ 0Q

g11

cd Qalev av 1l

gQ rl rl rl rlH rr to

0 0 N 1lrl lcd t nOJ rl

CJ v CJ OJ1 v v Q

gJrl rl rl

6h 00Q 011 11v

al rl v Piv v cdv rl rl rl 1l Q

1lOl cd0

rla 0

d OJ @rl rl M rln

Ol 110

0 cdg d

en enlcdM CJ j

CJ M rl rl Q OJOl

1l CJlQ n

0 Q tbCJl alCJ rl CJ n 0 QM vrl 0 lal 11 nrl rl rl rl

lal 0 H1 u 0 ol al rl0

cd Q 1l Gbprl 6h

Ol

oM 11 Q rlOJ

Q 0E MCO 11Grl Q 0I H I Q cd 1l 1mo 1l 11 i2P 1

rl El@ oJ en m 0 0 Qrl CJ p Q 1l Pia tl rl Q 0fl 0 p

i3 11 11 OJPo1 Po 0 Q 11

5 0 Ii tl H 11 11

45

4 13 nesisteneia o arrebentamento

d3 s eeluloses

Os valores obtidos para renistcneia 80 arrebentamento

das eeluloses a 450SR expressa pelo indiee de arrebentamen

to e 8uas respeetivas 3nalises estatistieas eatao apresen

tados nos Quadros 19 e 20

A an lise da regressao aplieada aos dados de resis

tcncia ao arrebentamento indicou que 0 modelo raiz quadra

da descreveu parcialmente 0 fenomeno para os intervalos es

tudados

A analise de varianeia da regressao Quadro 20 mos

trou atraves do teste b que a regressao foi E ignificativa

ao nivel de 15 de probabilidade P 0 15 Os coeficientes

da regressaa para tempo e temperatura foram significativos

atraves do teste t ao nivel de P 0 15

Na Figura 7 verifieou se que dentre os tratamentos

estudados a fungao estimada para resisteneia ao ar ebenta

3 amenta Y mostrava maior valor Y 58 37 para tempo de

67 minutos a temperatura de 1600C Mais uma vez comprovou se

a melhor 1ualidade da celulose obtida a menor temperatura e

a tempo mais

longo

46

1 m rro ro tJl Ol

0 I Q0 N 0tJl sM li0 0 10

0 0

0 0roo t CJ

co co m Q0

M

11 0 0 tJl

cIa 0 ro

M rm M tl

0

0

co 0 11roo

0 0Q 0 01 CJ

0N

m r 0101

11 t tr li 0 0

P N 0 0 CYt roo Q 10 t trw In 0

c QH

M 0 0ro 0

1 Ico

0ro

M 0 rro

ro0

p rit 0 0 10

s l ce 0Q 10 CJ tl

w 0 0 co p CY CJ t CJ roM r oj

0 0 tJl p0M 0 co r ul tr tr 0

tJl ce tr tr Q tlQ tl roH ro0 0

0 tl Qco ro M tl

0 co coIn tl ro

M tl

ro 0 00 M

0 0 rlro

10 ro Ol 0 M0 r tJl 0

Q H0

b p 0

1 co r 0 H I 0r Q CJ Q HI H 0 tl pr

ro R Qro

0 tl tr tlM

ro0

0 ro

1In

M Q gIn0 tls

r co ro1 0

rooM M M

r 00 In 0 ro

lroM0 10 Q Ol 0

0 0 co tl Q ro M

ro b pQ 0 ro

ro Ol 0 Q 0M M r

M 0 lro H M M0 roo lro ol p H

0 0 M r 0 tJl ro ro Mro Q tl 0 61j M b MMH Q H M

M I Q p M tJlc H s 61I S 0 Q 0

p 6 CJ Q ro g M 1roC l tl ul i2M Q co r

0 Q0 M Q tl p

0

11 Q 0P

13 s p 3 tl H tJlw w 0 Q H

C E 0 R A riI s

c

E

c

Q

L

c1 60

a

50

4

L 1

160FIJURA 7a

I1

YL

II

J

I

1

0e

zq

I

J 1

174 Temperatura Oel

da super cie de resposta da resistencia ao ar

167

Visao em perspectivarebentamento

12530 80 1942 OOi

Elua ao 7

75 572 Xli 2 965 X2i 0 0185 7 Xli 2i

R2 87 31

c

E

c

Q

t 60

o

c 50

a

40

L

FIJURA 7b

I

160

I

167

I

174 Temperatura IOC

Tempo

18

29

67

min

min

min

Resistencia ao arrebentumentc y em funac da temperatura ie

do tempo de cozimento X2iSignificativQ ao Divel de 15 de

probabilidade

48

4 14 Esticamento das celuloses

Nos Quadros 21 8 22 estao apresentados os valores en

contrados para a porcentagem de esticamento das celnloses a

450SR e suas respectivas analises estatlsticas

Para esta propriedade a analise de variancia da re

gressao indi80u que a regressao nao foi significativa A

travEls do teste lit verificou se que os coeficienten da re

gressao para os parametros estudados nao for3m sign ficati

vos ao nlvcl de probabilidade adotado evidenciando que os

nlveis de tempo e de temperatura estudados nao afetaram c

resistencia ao esticamente das celuloses quando tertadas a

450SR

49

m en

Ie 0 J m m

co N

lit N co

0T N

tol 0 t

rl rlN N N

co Nol

N

t oolN en rl T

N N tIl co l 0D rr

m rl D co0 l r Nol co CJ 0 0 0

N N

0 0 0l

0 0

m Ie0

mto N tIloltl

N 0 00 ol 0f0 l

l b l 011 t D tl

t o l rl D tIlol N 0 CJ l co D

rl rl t oJJ tl

ol tIl 0 0 0 tIll

ol coN 0 tlN N tl tIlf

tl0 OM

I ItIl rlol N 0 Nm OMM

N OJ PtIlfp0

0 H r l t O

IeN N H

H PI

tIl QCfl tl tl0

ol N 0 0tIl rl

OMol 0

0 t alol 0 CO OM

0H 0N

0 allaltIl 00

CO CO Q tIl 0tl Q OM

ol N N

bdQ al

0 m 0 J 0N OM 0 lal H OM1 ol lr

rl loJ tIl H0 N al 0 tIl al o

al Q tl So0 OM Ibrlf ol H J M

ll rl u OJIl d H0

I H N Q 0

d 6 N J al S lalP tl Z

N l1 CO t O 0 Jq N0 tl PI

0o J 0A

i3 tl mPo

b 0c 0 0 lit r1 H r

5 REgm O E CONCLUSCES

Este trabalho executado em condigoes de laboI torio

tinha por finalidade analisar a influencia do binomic tempo

temperatura no qualidade do celulose kraft de EuCllyptus

urophylla de origem h brido Para a realizagno do eypcrime

to utilizaram se de amostras de cavacos industriais o1tidas da

madeiro de Eucalyptus urophylla de origem h brida com 7 0

nos de idade Foram testadoc tras n veis de temperanT l maxi

IDa 1600c 1670C e 1740C e tres n veis de tempo de cozimen

to a temperatura maxima 18 minutos 29 minutos e 67 minu

tos mantendo se constantes as demais condigoes de proces

samento Procurou se anolisar a inter relagGo entre fj varla

veis tempo e temperatura de cozimento com 0 intuito de se ob

ter as condigoes de otimo onQe fosse poss vel rToduzir

celulose com maior rendimento e de melhor qualidode

AP03 sua produgao e depuragao as celuloses er refi

nadas em moinho Jokro 1fuhle com a finalidade de desenvolver

resistencias 0 refino era conduzido de forma tal 1ue as

comparagoes entre as propriedades dae celuloses fOSS ill reali

zadas a 450SRCom os dados obtidos foram estabelecidas equa oes de

regressao que permitiam estimar cada uma das seeuintc3 carac

50

51

ter1stieJ s das eeluloseo em fungao dos nlveis de tempo e te

peratura maxima de eozimento 0studados rendimentos brute e

depurado nUmero kappa viscosidade densidade aparer te das

f lh 1 lul t to as ce ce ooe reS1S encla a ragao e resifJtencia 00

arrebentamento

Nas condigoes do presente t abalho os se intes re

oultados foram obtidos

a Os maiores valores para rendimentos

do forruo obtidos para a tenperatura maxima de

otemperatura de 160 e e tempo

bruto e depur

lI ooe Em ter

de 18 minutosmos aboolutoo a

reoultaram no tratamento onde os rendimentos foram maiores

b 0 menor valor para 0 nUmero kappa ou seja 0 pon

to onde a deslignifieagao foi mais acentuada oeorreu para 0

tratamento 67 minutos a temperatura mclxima de 1670ee A maior viscosidade da celulose ocorreu no trata

mento de C7 minutos a temperatura de 1600ed As maiores resisteneias tragao e 00 arrebentamen

to foram verificadas para 0 tratamento 67 minutos a 1000ee 0 maior valor para a densidade aparente das

folhas de papel produzidas com as celuloses ocorreu no trata

mento 67 minutos a 1670e justamente aquele onde 0 nUmero

kappa das celuloses era 0 mais baixo

f Nao foram constatadas diferengas estatisticamente

significotivas entre os nlveis de tempo e temperatura estud

dos para a resistencia 00 rasco e estioamento das celuloses

Como conclusao gera1 do trabalho pode se diser que

celuloses kraft branqueaveis de eucalipto podem ser obtidas

com maiores rcndimentos depurados e mJiores resistencias a

tragao e arrebentamento quando a deslignificagao for condu

ozida a temperaturas baixas neste trabalho 160 e pOl mais

longo tempo a maxima temperatura neste trabalho 67 minu

tos

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