O processo de deslenhificação com o io a reactor Parr, m
4842, c
nas duas etapas de deslenhificação, O1 e O2. Tabela II.XV – Condições de operaç
Carga de NaOH (%) 3 2,8 Consistência (%) 4 4 Tempo (min) 40 40 Temperatura (ºC) 110 95 Carga MgSO4 (%) 0,5 0,5 Pressão O2 (bar) 6,5 6,5
olocação de um volume fixo de água destilada no eactor (por ex. 1000 mL), para aquecimento prévio. Quando a temperatura atingiu um valor ndido, abriu-se o reactor e carregou-se com a suspensão O processo foi iniciado com a c
r
cerca de 15ºC abaixo do valor prete
acerto da consistência. Fechou-se o reactor e, no momento em que a temperatura foi atingida, iniciou-se a introdução de oxigénio e a contagem do tempo de reacção. Findo o tempo de eacção, interrompeu-se o aquecimento e despressurizou-se o reactor para posterior
bertura. A suspensão de pasta foi retirada e filtrada a pressão reduzida em funil de placa orosa nº 2. Procedeu-se à recolha da amostra da lixívia negra, à lavagem da pasta e ao oseamento do teor de hidróxido de sódio residual, tal como indicado em II.4.1.2 e II.4.1.3.2.
.3 – Branqueamentos ECF, TCF e ECF-light
Estes branqueamentos realizaram-se com pasta industrial kraft crua de Pinus pinaster rnecida pela Portucel Tejo.
O branqueamento ECF foi realizado através de uma sequência clássica, após o duplo stágio de deslenhificação com oxigénio – OODEDED. No branqueamento TCF utilizou-se a equência OOQPZ(EP). À pasta branqueada através desta última sequência foi ainda
plicada uma fase final D, o que transformou a sequência TCF em sequência ECF-light – OQPZ(EP)D.
epois repetidas, em condições similares, na instalação piloto do CTP – Centre Technique du Papier, em Grenoble.
4.3.1 – Branqueamentos à escala laboratorial
4.3.1.1 – Realização das diversas sequências r a p d
4
fo e s a OEstas sequências foram ensaiadas laboratorialmente e foram d
As condições em que se realizaram as diferentes etapas dos branqueamentos estão compiladas na tabela II.XVI.
Todas as etapas, excepto a etapa Z, foram realizadas de modo idêntico ao descrito em II.4.1.2 e de todas foi determinado o teor de reagente activo residual.
Nos estágios P usou-se de uma solução comercial de H2O2 a 30% que se diluiu para a concentração adequada.
A etapa Z foi realizada num equipamento específico para a geração do ozono e para a reacção de branqueamento descrito por Simões (1997). A concentração de ozono à entrada foi de 18 mg/L.
Tabela II.XVI – Condições de operação nas diversas etapas dos branqueamentos laboratoriais.
Sequência DEDED Sequência QPZ(EP)D
Estágio Condições Estágio Condições
Consistência (%) 10 Consistência (%) 3
Temperatura (ºC) 50 Temperatura (ºC) 50
Tempo (min) 60 Tempo (min) 60
Reagentes: % pasta o.d. ClO2: 3,1a Reagentes: % pasta o.d. EDTA: 0,2 D0 pH 2,5 Q pH 4,5 Consistência (%) 10 Consistência (%) 10 Temperatura (ºC) 60 Temperatura (ºC) 80
Tempo (min) 60 Tempo (min) 180
Reagentes: % pasta o.d. NaOH: 1,8
H Reagentes: % pasta o.d. NaOH: 1,5
MgSO4: 0,1 DTPA: 0,2 2O2: 3,0 E1 P1 pH 11,0 pH 10,5 Consistência (%) 10 Consistência (%) ≈ 1 Temperatura (ºC) 60 Temperatura (ºC) 25
Tempo (min) 180 Tempo (min) 26 b
Reagentes: % pasta o.d. ClO2: 1,8 a Reagentes: % pasta o.d. O : 0,6 3 D1
pH 4,0
Z
pH 2,5 Consistência (%) 10 Consistência (%) 10
Temperatura (ºC) 60 Temperatura (ºC) 80
Tempo (m ) in 60 Tempo (min) 180
Reagentes: a o.d. 1,0 gentes:
H ,0 N ,5
M 1
DT 0,2
% past NaOH: Rea % pasta o.d.
2O2: 3 aOH: 1 gSO : 0,4 PA: E2 pH 11,0 P2 p E H 10,5 Consistênci (%) a 10 Consistência (%) 10
Temperatura (ºC) 70 Temperatura (ºC) 70
Tempo (min) 180 Tempo (min) 180
Reagentes: % pasta o.d. ClO2: 0,8 a Reagentes: % pasta o.d. ClO2:1,315 a D2
pH 4,0 pH
D
4,0
aexpresso em cloro activo; bdepende do fluxo – neste caso 50 L/h
4.3.1.2 – Doseamento dos químicos residuais (peróxido de hidrogénio e ozono)
As determinações dos teores residuais de dióxido de cloro e de hidróxido de sódio stão descritas em II.4.1.3. A determinação do teor residual de peróxido de hidrogénio foi e
realizada por iodometria. Num erlenmeyer de 500 mL introduziram-se sucessivamente 10 mL da lixívia negra, 100 mL de água destilada, 10 mL de ácido sulfúrico 4 N, 15 mL de iodeto de potássio 266g/L e 2 mL de molibdato de amónio 50g/L (catalisador da formação do iodo). Agitou-se a mistura e deixou-se repousar durante 5 minutos. Titulou-se com
ossulfato de sódio 0,1 N, usando um titulador automático Methrom, Dosimat 665, acoplado de peróxido de hidrogénio foi calcula
Vt = vo
oncentração residual de ozono também assenta num proceso iodométrico. Num e
ti
a um processador Titroprocessor 682. A concentração da pela seguinte expressão:
[H2O2] = 0,017 x Vt (Eq. II.XV)
Onde
lume de tiossulfato utilizado (mL) A análise da c
rlenmeyer de 250 mL colocaram-se 20 mL de solução de iodeto de potássio 1 N, 25 mL de água destilada, 10 mL de ácido sulfúrico 4 N e 10 mL da lixívia negra. Titulou-se com tiossulfato de sódio 0,1 N, nas condições descritas no parágrafo anterior. A quantidade de ozono remanescente foi calculada pela expressão:
O3 (mg) = Vt/Vamostra x 2,4 x VL (Eq. II.XVI) Onde
Vt = volume de tiossulfato 0,1 N usado (mL)
Vamostra = volume da alíquota de lixívia usada na titulação (mL) VL = volume total da lixívia negra
4.3.1.3 – Caracterização das pastas
Durante os branqueamentos as pastas resultantes foram caracterizadas após cada etapa p
(vide II.2.4).
or determinação do respectivo índice Kappa ou microkappa, pela determinação da viscosidade da pasta e grau de polimerização médio da celulose e pela avaliação do grau de brancura ISO
4.3.2 – Branqueamentos à escala piloto
4.3.2.1 – Realização das sequências
A instalação piloto do CTP está esquematizada na figura II.11 e o seu espaço físico apresenta-se na figura II.12. O reactor onde se realizaram todas as etapas dos
branqu
Figura II.12 – Espaço físico da instalação piloto do CTP.
eamentos está identificado como “Pressurized reactor”. Trata-se de um reactor batch horizontal equipado com um agitador mecânico.
Os ensaios foram realizados com 200 kg de pasta. Os dois estágios de deslenhificação om oxigénio foram realizados a uma pressão de oxigénio de 5 bar (valor máximo permitido a instalação). As condições em que foram realizadas as diferentes etapas estão reunidas na
Condições
c n
tabela II.XVII.
Nas várias etapas de branqueamento, o fluxo de alimentação da pasta foi fixado em 120kg/h. A pasta à saída da prensa de dupla teia apresentava uma consistência de 40%. A água e os reagentes químicos foram adicionados de modo a obter a consistência requerida. A temperatura pretendida foi alcançada por adição de vapor no misturador designado por “single shaft mixer” e regulação no reactor.
Durante os estágios D1 e D2, bem como durante P1 e P2, foram retiradas do reactor, de 30 em 30 minutos, amostras de suspensão para determinação do consumo de reagentes e acompanhamento da evolução do grau de brancura.
Tabela II.XVII – Condições de operação nas diferentes etapas dos branqueamentos à escala piloto.
Consistência Temperatura Tempo Reagentes: pH
(%) (ºC) (min) % s/pasta, o.d. inicial
O1 10 100 40 NaOH: 3 MgSO4: 0,5 11,2 Deslenhificação com oxigénio O2 10 95 40 NaOH: 2,8 MgSO4: 0,5 11,5 D0 10 50 60 ClO2: 3,16a 2,2 E1 10 60 60 NaOH: 1,8 11,8 D1 10 60 180 ClO2: 1,8a 3,3 E2 10 60 60 NaOH: 1,0 12 Sequência DEDED D2 10 70 180 ClO2: 0,8a 6,6 Q 10 80-85 60 DTPA: 0,2 6,8 P1 10 80 180 H2O2: 3 NaOH: 1,5 MgSO4: 0,1 DTPA: 0,2 11 Z 10 25 14 O3: 0,7 2,5 EP2 10 80 180 H2O2: 3 MgSO NaOH: 1,5 4: 0,1 DTPA: 0,2 11 Sequência QPZ(EP)D D 10 70 180 ClO2: 1,315a 4,2
Os efluentes para as análises de carência química de oxigénio (CQO), carência bioquímica de oxigénio (CBO) e de compostos orgânicos halogenados (AOX) foram recolhidos na prensa de dupla teia após cada uma das etapas. Após os estágios O1, O2 e Q foi recolhida uma amostra de pasta para determinação do conteúdo em iões metálicos. 4.3.2.2 – Caracterização das pastas, dos papéis e das fibras
O índice Kappa das pastas foi determinado de acordo com a Norma Internacional ISO 302: 1981 (Pâtes – Détermination de l’indice Kappa) e a viscosidade foi determinada segundo a Norma Tappi T 230 om-99 (Viscosity of pulp – capillary viscometer method).
O controlo de pitch foi realizado através de uma extracção sólido–líquido com diclorometano.
conteúdo em metais foi determinado de acordo com as seguintes Normas Internacionais: ISO 777: 1982 (Pulps. Determination of calcium content. EDTA tritimetric and flame atomic absorption spectrometric methods); ISO 778: 1982 (Pulps. Determination of copper content. Extraction-photometric and flame atomic absorption spectrometric methods); ISO 779: 1982 (Pulps. Determination of iron content. 1,10-Phenanthrolin photometric and flame atomic absorption spectrometric methods); ISO 1830: 1982 (Pulps. Determination of manganese content. Sodium periodat photometric and flame atomic absorption spectrometric methods); ISO 9668: 1990 (Pulps. Determination of magnesium content. Flame atomic absorption spectrometric method).
s folhas laboratoriais foram obtidas segundo a Norma Internacional ISO 5269/1: 1979 (Pulps – preparation of laboratory sheets for physical testing – part 1: conventional sheet – rmer method).
grau de brancura ISO foi determinado de acordo com a Norma Internacional ISO 2470: 1999 (Paper, board and pulps – Measurement of diffuse blue reflectance factor: ISO brightness).
As pastas foram refinadas em moinho PFI de acordo com a Norma Internacional ISO 5264–2: 2002 (Pulps - laboratory beating - part 2: PFI mill method) e as amostras com um ernacional ISO 5367–1: 1999 – Pulps – of drainability - part 1: Schopper–Riegler method) foram utilizadas para O
A fo O
grau de refinação de 25 e de 35 ºSR (Norma Int determination
determinação das principais propriedades físico-mecânicas. Utilizaram-se os métodos indicados na Norma Internacional ISO 5270: 1998 (Pulps – laboratory sheets – Determination of physical properties).
A estabilidade da brancura das pastas finais foi testada com exposição à luz e ao calor. A primeira foi efectuada num equipamento “SUNTEST” durante 30 e 60 minutos sob 00 Wh/m2, com um filtro UV. A exposição ao calor foi efectuada num forno a 105ºC urante 24 e 48 h. As perdas de brancura foram medidas pelo Post Color Number (PC number), e acordo com a equação I.VI.
A análise morfológica das fibras foi efectuada nos analisadores Morfi, marca Techpap Cyberflex, marca Cybermetrics. Realizaram-se as seguintes análises: comprimento médio ritmético, pesado em comprimento e pesado em área; largura da fibra; massa linear
ess); ângulos de curvaturas (kinks); percentagem de fibras com curvaturas;
ercentagem de encurvamento das fibras (curl); teor de finos, percentagens em comprimento em área; índice de fibrilação e área relativa de ligação (RBA).
.3.2.3 – Caracterização dos efluentes 1 d d e a (coarsen p e 4
Nas análises de COD, BOD e AOX foram utilizados os métodos descritos nas Normas FNOR NF EN 1899: 1998 (Water quality – Determination of biochemical oxygen emand after n days - BODn) e AFNOR NF EN 1485: 1996 (Water quality – Determination of adsorb
AFNOR NF T 90 101: 2001 (Water quality – Determination of chemical oxygen demand - COD), A
d