er a alterações na sequência de branqueamento ou promover a degradação das quinonas antecipadamente, de modo a obter graus de brancura elevados (Lachenal et al., 2005; Mateo et al., 2002b).
Comparando a branqueabilidade das pastas kraft obtidas por vários processos verificou-se que, as pastas produzidas pelos processos kraft modificados do tipo contínuo ou descontínuo, são as mais fáceis de branquear seguindo-se-lhes as pastas dos processos kraft aditivados e, por último, as pastas obtidas pelo processo kratf convencional (Colodette et al., 1999).
Alguns estudos revelam a existência de uma relação entre a branqueabilidade e o conteúdo em unidades fenólicas condensadas em C5 e unidades p-hidroxifenólicas. Quando estas estruturas estão presentes em elevadas quantidades tornam a lenhina resistente a degradações futuras e contribuem para a redução da branqueabilidade, sobretudo com oxigénio (Pu et al., 2002).
Outros trabalhos realçam alguns detalhes químicos da lenhina desejáveis para obter uma fácil oxidação. Por exemplo, é desejável que uma pasta crua destinada ao branqueamento com oxigénio e peróxido de hidrogénio possua elevado teor de estruturas β- O-4 (Gellerstedt e Al-Dajani, 2000).
A branqueabilidade pode também ser influenciada por outros componentes químicos da pasta para além da lenhina. É o caso dos compostos extractáveis que, se forem removidos antes do cozimento ou do branquea
em obter pastas mais brancas e reduzir o consumo de reagentes (Gellerstedt e Al- Dajani, 2001). A remoção de compostos orgânicos extractáveis durante o cozimento também propicia o aumento da branqueabilidade (Axelsson et al., 2001).
4.3 – Re
No processo de branqueamento utilizam-se vários reagentes com funções distintas. A maior parte dos químicos usados são oxidantes, com acção dirigida para a lenhina residual,
enquanto outros são auxiliares e destinam-se a funções complementares à oxidação. A tabela I.VI sintetiza os reagentes químicos usados actualmente no branqueamento de pastas químicas, as suas funções específicas, a forma de emprego, bem como as vantagens e as desvantagens da sua utilização.
Tabela I.VI – Descrição dos principais reagentes de branqueamento usados actualmente
(Adaptado de Alén, 2000 e Reeve, 1996). Químicos Fórmula
e desig.a
Forma e Função Vantagens Desvantagens
Dióxido de cloro ClO2 D Sol. Aq. (7-10 g/L) Oxida, descolora e solubiliza a lenhina Propicia elevada brancura sem perda de resistência da pasta
Produção in situ; elevado custo; poder corrosivo; geração de organoclorados
Oxigénio O2
O
Gás pressurizado
Oxida e solubiliza Baixo custo químico; gera efluentes sem Elevado custo de investimento; pode
a lenhina organoclorados que
podem ser recuperados
causar perda de resistência da pasta Peróxido de H2O2 Sol. Aq.
(2- 5 %)
lora
Uso simples; baixos custos de
investimento
Elevado custo químico; pode causar perda de resistência da pasta hidrogénio P Oxida e desco a lenhina Ozono O3 Z Mistura gás pressurizado (10- 12% O3 em O2) Oxida, descolora e solubiliza a lenhina Eficácia; gera efluentes sem organoclorados que podem ser recuperados Produção in situ; elevado custo; diminui resistência da pasta Hidróxido de sódio NaOH E Sol. Aq. (5-10 %) Hidrolisa e solubiliza a lenhina Eficácia e baixo custo Escurecimento da pasta Quelantes EDTA ou DTPA Q Compostos sólidos Removem iões metálicos Melhora selectividade e eficiência do estágio P Elevado custo
a a designação corresponde à abreviatura usada na descrição sucinta da sequência de
branqueamento.
usados no início da sequência de branqu
Os reagentes podem agrupar-se de vários modos, como por exemplo pelo seu objectivo de actuação. Assim, alguns químicos
eamento podem deslenhificar sem causar grande incremento na brancura das pastas. É o caso do O2 e do ClO2 (e antigamente o Cl2) que se consideraram típicos agentes de
deslenhificação. Inversamente, o H2O2 em meio alcalino, é considerado como branqueador, já que não promove substancial deslenhificação, mas antes reduz o conteúdo em grupos cromofóricos da lenhina, uma vez que reage com grupos funcionais como o grupo carbonilo. O dióxido do cloro é capaz de realizar as duas funções, deslenhificar e branquear, sendo por isso um reagente muito versátil (Gullichsen, 2000b).
As sequências de branqueamento tiveram uma evolução muito grande desde a segunda metade do século passado. A substituição parcial e posteriormente total do cloro
elemen as, para
esponder às questões ambientais colocadas. Foram criados os conceitos de branqueamento CF (Elemental Chlorine Free) e TCF (Totally Chlorine Free). ECF traduz uma sequência nde o cloro gasoso e o hipoclorito não são utilizados, podendo apenas usar-se o dióxido de loro. Por seu lado, os branqueamentos TCF são realizados na ausência completa de ompostos de cloro. Na década de 70 era clássica a sequência CEHED que, com a tensificação do uso de dióxido de cloro evoluiu para uma sequência ECF do tipo DEDED. partir da década de 80, a deslenhificação com O2, em ciclo fechado, antes do ranqueamento foi introduzida com o intuito de reduzir o teor da lenhina da pasta a ranquear e, deste modo, reduzir a necessidade de reagentes de branqueamento e as escargas poluentes. Apareceram então as sequências do tipo ODEDED. O peróxido de idrogénio, já usado nesta indústria para melhorar a eficácia das fases de extracção em equências do tipo CED(EP)D ou (C+D)(EP)D(EP)D, passou a ser usado em fase isolada nas
agentes quelantes (Virtapohja e Alén, 1999) bem como o ozono passaram ser usados também para suprir este facto. A primeira instalação industrial com ozono surgiu
A tecnologia ECF, em comparação com a tecnologia TCF, quando aplicadas a pastas kraft ou obtidas por outro processo produz pastas com melhores resistências físico-
tar, levou a alterações significativas do tamanho e do tipo de sequênci r E o c c in A b b d h s
sequências TCF do tipo O(EOP)PP. Quando usado isoladamente não permitia obter uma brancura total e os
a
na década de 90 e as sequências passaram a integrar estes químicos, transformando-se em sequências do tipo QPZP ou ZEP.
Especialmente com a introdução destas sequências TCF, a noção de selectividade tornou-se mais relevante, já que os químicos que nelas se utilizam são menos selectivos que os compostos de cloro. Este parâmetro é habitualmente determinado pela relação existente entre a despolimerização imposta aos polissacáridos e a deslenhificação conseguida pelo processo. Assim, a selectividade representa a queda de viscosidade por unidade de remoção do I.K.
mecâni
elhorar a selectividade das sequências TCF, omeadamente usando catalisadores no estágio peróxido (Collins et al., 1998), alterando ondições processuais (Nyangiro et al., 2002), reforçando a ozonólise com peróxido de idrogénio (Leporini et al., 2004) ou criando novas sequências ECF com inclusão de ozono
etzlaff e Ragauskas, 2002).
s foi in o o conceito de sequência ECF-light que consiste uma sequência onde é aplicada apenas uma pequena carga de compostos clorados (Costa et
l., 2004; Pessotti et al., 2000; Colodette et al., 1999). Pode tratar-se de uma sequência TCF à
xido de cloro, que irá possibilitar a elevação do rau de brancura, sem contudo, acarretar uma degradação exagerada dos polissacáridos.
estágio final utiliza uma quantidade muito reduzida de dióxido de cloro, estas uências não são lesivas do meio ambiente, gerando apenas quantidades diminutas de
ma quantidade substancial da lenhina residual das pastas cruas. Nas últimas décadas este processo teve uma grande expansão, devida às vantagens conómicas e ambientais reveladas. A diminuição do teor de lenhina na pasta antes do branqueamento conduz a menores n
os custos do branqueamento são minorados. A carga poluente apresenta menores teores de s reagentes usados e os materiais removidos nesta etapa de oxigénio são compatíveis com o sistema de recuperação de q
pacte ambiental dos efluentes gerados no branqueamento superior a 50% (Ceccarini et al., 1978).
A deslenhificação com oxigénio melhora ainda o patamar máximo de brancura das A compatibilidade deste processo com o cozimento kraft é notável, até pela possibilidade de substituição da solução alcalina por licor branco oxidado. No entanto, cas (Vázquez et al., 2002; Gullichsen, 2000b; Fuhrmann et al., 1996). Têm sido desenvolvidos esforços no sentido de m
n c h (R
Nos últimos ano troduzid
n
a
qual se acrescenta um último estágio com dió g
Como este seq
compostos clorados.