Caracterização tecnológica e impactos do uso de cavacos de madeira provenientes da poda de árvores urbanas no processo de polpação kraft
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-30012024-124258/ |
Resumo: | O presente trabalho avaliou a influência do pré-tratamento de cavacos de resíduo de poda de árvores urbanas com solução hidrotrópica de xilenossulfonato de sódio (SXS) e do posterior uso destes materiais no processo de polpação kraft na forma de misturas com madeira de eucalipto. Foram utilizados cavacos de madeira das espécies Cenostigma pluviosum e Sapindus saponaria. O pré-tratamento foi realizado utilizando a solução hidrotrópica em concentrações de 0, 10, 20 e 30 % (m/m) por um período de 3, 6 e 9 h. Foram avaliados os rendimentos do processo, pH da solução final e caracterização química dos cavacos. Em seguida, os materiais de resíduos não tratados, pré-tratados em água e em soluções a 10% e 30% de SXS foram misturados à madeira de eucalipto para obtenção de polpas com número kappa 18 ± 5%. Os percentuais de resíduos na mistura foram de 0; 2,5; 5; 7,5; 10; 15; 25; 50; 75 e 100%. Foi avaliado o impacto da adição dos cavacos de resíduos sobre parâmetros de rendimento, álcali aplicado e consumido, consumo específico de madeira e propriedades da polpa e do licor negro. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de tratamento e da concentração de SXS na solução promoveu elevação nos teores de extrativos totais, cinzas, sódio e enxofre dos cavacos de resíduo, além de redução no teor de holocelulose. Não foi evidenciada redução do teor de lignina total dos materiais. A adição dos cavacos de resíduo ao processo de polpação kraft promoveu reduções no rendimento depurado do processo e no consumo específico de madeira de eucalipto. Nesses casos, a tendência de diminuição dos parâmetros foi mais acentuada para os cavacos pré-tratados com solução SXS. Também foi observado que adição dos cavacos tratados com solução hidrotrópica ocasionou redução na carga alcalina aplicada, enquanto que o uso de materiais não tratados e pré-tratados em água exigiu aumento do álcali ativo aplicado. Além disso, a adição dos resíduos promoveu redução na viscosidade e no teor de ácidos hexenurônicos das polpas, com exceção da condição de adição de cavacos não tratados em que foi observada elevação do teor desses ácidos. O teor de sólidos totais e de matéria orgânica do licor negro apresentou elevação em função da adição dos resíduos. O teor de matéria inorgânica do licor negro exibiu queda para as condições de adição de cavacos pré-tratados com solução SXS e elevação quando foram adicionados materiais não tratados e pré-tratados em água. |
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Caracterização tecnológica e impactos do uso de cavacos de madeira provenientes da poda de árvores urbanas no processo de polpação kraftTechnological characterization and impacts of using wood chips from urban tree pruning wastes in the kraft pulping process1. Kraft pulping1. Polpação kraft2. Sodium xylenesulfonate2. Xilenossulfonato de sódio3. Pruning waste3. Resíduos de poda4. Eucalyptus wood4. Madeira de eucalipto5. Pré-tratamento5. PretreatmentO presente trabalho avaliou a influência do pré-tratamento de cavacos de resíduo de poda de árvores urbanas com solução hidrotrópica de xilenossulfonato de sódio (SXS) e do posterior uso destes materiais no processo de polpação kraft na forma de misturas com madeira de eucalipto. Foram utilizados cavacos de madeira das espécies Cenostigma pluviosum e Sapindus saponaria. O pré-tratamento foi realizado utilizando a solução hidrotrópica em concentrações de 0, 10, 20 e 30 % (m/m) por um período de 3, 6 e 9 h. Foram avaliados os rendimentos do processo, pH da solução final e caracterização química dos cavacos. Em seguida, os materiais de resíduos não tratados, pré-tratados em água e em soluções a 10% e 30% de SXS foram misturados à madeira de eucalipto para obtenção de polpas com número kappa 18 ± 5%. Os percentuais de resíduos na mistura foram de 0; 2,5; 5; 7,5; 10; 15; 25; 50; 75 e 100%. Foi avaliado o impacto da adição dos cavacos de resíduos sobre parâmetros de rendimento, álcali aplicado e consumido, consumo específico de madeira e propriedades da polpa e do licor negro. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de tratamento e da concentração de SXS na solução promoveu elevação nos teores de extrativos totais, cinzas, sódio e enxofre dos cavacos de resíduo, além de redução no teor de holocelulose. Não foi evidenciada redução do teor de lignina total dos materiais. A adição dos cavacos de resíduo ao processo de polpação kraft promoveu reduções no rendimento depurado do processo e no consumo específico de madeira de eucalipto. Nesses casos, a tendência de diminuição dos parâmetros foi mais acentuada para os cavacos pré-tratados com solução SXS. Também foi observado que adição dos cavacos tratados com solução hidrotrópica ocasionou redução na carga alcalina aplicada, enquanto que o uso de materiais não tratados e pré-tratados em água exigiu aumento do álcali ativo aplicado. Além disso, a adição dos resíduos promoveu redução na viscosidade e no teor de ácidos hexenurônicos das polpas, com exceção da condição de adição de cavacos não tratados em que foi observada elevação do teor desses ácidos. O teor de sólidos totais e de matéria orgânica do licor negro apresentou elevação em função da adição dos resíduos. O teor de matéria inorgânica do licor negro exibiu queda para as condições de adição de cavacos pré-tratados com solução SXS e elevação quando foram adicionados materiais não tratados e pré-tratados em água.In this work, the effect of hydrotropic pretreatment using sodium xylenesulfonate (SXS) on wood chips obtained from urban tree pruning waste and the impact of its mixture with eucalyptus wood as a raw material for kraft pulp production were evaluated. Wood chips of Cenostigma pluviosum and Sapindus saponaria species were treated with the hydrotropic solution at 0, 10, 20 and 30% (m/m) during 3, 6 and 9 h. The process yield, final liquor pH and the chemical composition of the chips were also evaluated. Kraft pulps with kappa number 18 were produced by mixing the untreated wood chips or part of the pre-treated waste at proportions of 0, 2.5, 5, 7.5, 10, 15, 25, 50, 75 and 100% with eucalyptus wood. Moreover, the influence of the use of residues on yield, applied and consumed alkali, specific wood consumption and pulp and black liquor properties were evaluated as well. The results shown that with increasing pre-treatment time and concentration of SXS in the solution, higher levels of total extractives, ash, sodium and sulfur in the waste chips were found, in addition to promoting the reduction in the holocellulose content. Lignin contents remained unaltered as a consequence of the pretreatment. The addition of waste chips in the wood mixture caused reductions in the pulping process yield and specific consumption of eucalyptus wood. The processes of kraft pulping using chips pre-treated with SXS solution led to lower applied and consumed alkaline load, while the use of untreated and water pre-treated materials increased the active alkali applied. In addition, the application of residues promoted the reduction of both the viscosity and hexenuronic acid content of the pulps, except when untreated chips used, in which the HexA\'s were increased. The total solids and organic matter content of the black liquor were increased due to the addition of residues. The inorganic matter content of the black liquor was reduced when chips pretreated with SXS solution were used, while the application of untreated and water pretreated materials led to an increase in this parameterBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVirgilio, AlexAlmeida, Eduardo Leite de2023-10-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64135/tde-30012024-124258/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-04T14:21:02Zoai:teses.usp.br:tde-30012024-124258Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-04T14:21:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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