Métodos

3.2.1 Determinação da densidade básica dos cavacos

A densidade básica da madeira é definida como a relação entre o peso de uma amostra seca em estufa e o seu volume saturado de água. A determinação da densidade básica dos cavacos de madeira seguiu a metodologia da balança hidrostática descrito por Foekel, Brasil e Barrichelo (1971).

3.2.2 Determinação do teor de extrativos dos cavacos

Primeiramente, os cavacos foram transformados em serragem, em um moinho tipo Willey. A serragem produzida foi classificada em peneiras para a obtenção da fração entre 40/60 mesh (0,420 a 0,250 mm), fração recomendada segundo a norma TAPPI T 264 cm-97 para análises químicas da biomassa.

Pesou-se 3,0 g da serragem classificada em um filtro e inseriu-se em balão sob refluxo por 5 horas, em 150 ml de etanol: tolueno (2:1, v/v); por 4 horas, em 150 ml etanol e por 1 hora, em 150 ml de água. Após a extração, o material foi filtrado a vácuo em cadinho de vidro sinterizado, previamente tarado e seco em estufa à 102 ºC ± 3ºC até a obtenção de seu peso constante. Da diferença entre a massa do cadinho antes e após ser levado à estufa com a

serragem, obteve-se a quantidade de extrativos, em gramas. Considerando-se a quantidade de serragem inicial, calculou-se então, o teor de extrativos em porcentagem.

3.2.3 Polpação

Foram realizados os cozimentos dos cavacos para a obtenção de polpas com número kappa equivalentes a 13, 15 e 17 para as temperaturas de 155 °C, 160 °C e 165 °C, com sulfidez de 30%, e utilizando-se o mesmo Fator H (695), conforme descrito na Tabela 2. Nove amostras de polpa celulósica foram obtidas. Os cozimentos kraft foram realizados em digestor rotativo, da marca REGMED Modelo AU/E-20, com quatro reatores individuais de capacidade de 1,5 litros cada, aquecido eletricamente e dotado de termômetro e manômetro Desta forma, quatro cozimentos foram realizados simultaneamente. Foram inseridos nas cápsulas, os cavacos, o licor de cozimento e a água. Após os cozimentos, os cavacos foram recolhidos e lavados exaustivamente com água à temperatura ambiente, utilizando uma tela de aço inox de 0,06 mm (150 mesh).

Tabela 2 – Condições gerais empregadas na polpação kraft.

Variável Condição

Massa de cavacos (g a.s.) 170

Relação licor:madeira (L:kg) 4:1

Tempo até a temperatura máxima (min) 60

Tempo de cozimento (min) 135, 90 ou 54

(Variável conforme Fator H de 695)

Temperatura máxima (o_{C) 155, 160 ou 165}

A individualização das fibras foi realizada em liquidificador laboratorial do fabricante METVISA Tipo LQ-25, em consistência muito baixa. A depuração da polpa celulósica (remoção dos rejeitos da polpa obtida) foi realizada em depurador laboratorial fabricado pela TMP® Máquinas e Sistemas LTDA dotado de placa com fendas de 0,2 mm. A celulose, após lavagem, desfibramento e depuração, foi desaguada em centrífuga, até uma consistência de aproximadamente 30% e, em seguida, armazenada em sacos plásticos de polietileno. Todos os cozimentos foram realizados com quatro repetições cada.

Os cozimentos foram analisados de acordo com os seguintes parâmetros e seus respectivos procedimentos:

• Rendimento total: foi obtido através da relação percentual entre a massa de polpa marrom obtida no cozimento e a massa de cavacos.

• Teor de rejeitos: foi obtido através da relação percentual da massa de rejeitos removidos da polpa marrom, obtido pela passagem da polpa marrom pelo depurador com malha de 0,2 milímetros, pela massa de cavaco utilizada.

• Teor de sólidos e pH do licor: o licor foi analisado quanto ao teor de sólidos e pH conforme norma TAPPI T 625- om 85.

• Rendimento depurado: foi determinado a partir da diferença entre rendimento total e o teor de rejeitos, com base em madeira absolutamente seca.

• Álcali ativo residual do licor negro: foi realizada de acordo com a Norma SCAN-N 33:94.

As demais análises da polpa foram realizadas de acordo com os parâmetros da TAPPI, conforme a Tabela 3.

Tabela 3 ‒ Métodos utilizados para a análise da polpa.

Parâmetro utilizado Metodologia

Confecção de Folhas T 205 sp - 95

Número kappa T 236 om - 99

Viscosidade T 230 om - 99

Alvura T 525 om - 92

Os cozimentos foram realizados com quatro repetições e as análises da polpa foram realizadas em duplicata.

3.2.4 Determinação da lignina Klason e açúcares

O teor de lignina foi determinado pelo método denominado lignina Klason (TAPPI T- 222 om - 2002). Inicialmente, tomou-se 300 mg (base seca) de serragem livre de extrativos ou polpa e hidrolisou-se em 3,0 ml de ácido sulfúrico 72% (v/v), em banho-maria, com temperatura mantida entre a 30ºC, durante uma hora. A seguir, o material foi transferido para cápsulas de penicilina de vidro sinterizado, diluído em 84 ml de água destilada e fervido sob pressão por uma hora. Realizou-se a filtragem do material em cadinho de vidro sinterizado previamente tarado, lavando-se o material residual (lignina insolúvel) com água deionizada. O cadinho foi colocado em estufa a 105ºC ± 3ºC até a obtenção de peso constante. O teor de lignina insolúvel foi determinado pela relação entre a massa de lignina e a massa inicial de madeira livre de extrativos ou polpa, expresso em porcentagem.

A lignina solúvel foi determinada através da coleta do líquido remanescente da filtração da lignina solúvel em um balão volumétrico, e diluído para 250 mL. O líquido foi analisado em espectrofotômetro UV, cuja absorbância foi medida em 280 e 215 nm, tendo o ácido sulfúrico a 4% como branco. A concentração da lignina foi determinada conforme a equação 1.

çã = , !"

## (1)

Onde,

A280 = valor da absorbância da solução a 280 nm; A215 = valor da absorbância da solução a 215 nm.

Os açúcares da madeira e polpa foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), a partir da hidrólise dos açúcares da lignina Klason, de acordo com a norma Tappi T 249 cm-00. Estas análises foram realizadas em duplicata.

3.2.5 Determinação da holocelulose

Em um Erlenmeyer de 250 mL, adicionou-se 4,0 g de serragem (40/60 mesh) livre de extrativos e seca, 140 mL de água destilada, 3,0 mL de ácido acético glacial, 3,3 g de clorito de sódio e 4,3 g de acetato de sódio. Tampou-se o recipiente com outro Erlenmeyer de 25 mL invertido sobre o primeiro e o conjunto foi colocado em um banho com água a 70 ± 2 °C. A mistura reacional foi mantida sob agitação e após 30 minutos foram adicionados mais 3,0 mL de ácido acético glacial e 3,3 mL de clorito de sódio. Este tratamento foi repetido mais quatro vezes. Ao final de 150 minutos, a mistura foi filtrada em um funil de vidro sinterizado previamente tarado e lavada com água destilada, até o filtrado sair incolor e com pH neutro. A amostra foi seca em estufa a 105 ± 3 °C. Resfriou-se em dessecador até a obtenção de uma massa constante.

Com base na massa do filtro limpo e seco (MF); na massa da amostra (MA); e na massa do filtro somada à massa de holocelulose, após a secagem em estufa (MFH), pôde-se calcular o teor de holocelulose (TH%), conforme a equação 2:

3.2.6 Determinação do teor de ácidos hexenurônicos

Análises dos teores dos ácidos hexenurônicos na polpa marrom foram realizadas segundo o procedimento descrito por Vuorinen et al. (1996).

3.2.7 Refino

As polpas marrons foram submetidas ao refino em moinho PFI. Para cada nível de refino, 30,00 g absolutamente seca (a.s.) de polpa tiveram seu pH corrigido para 8,5 e foram hidratadas durante 24h a uma consistência de 10%. Após 24h, a polpa foi colocada no moinho PFI. Cada uma das polpas foi submetida a uma curva de refino, com quatro níveis: 0, 1.000, 2.000, 3.000 e 4.000 revoluções do moinho. Após o refino, a polpa foi recolhida, dispersa em 2 L de água deionizada (consistência de 1,5% m/v), a 14.000 revoluções do desagregador e diluída para 8 L em um homogeneizador.

A intensidade de refino foi expressa pela resistência à drenagem da polpa. Para a determinação do grau Schopper Riegler (°SR), de acordo com a norma TAPPI T 248 cm-85, foi coletada uma alíquota de 1.000 mL de amostra do homegeneizador, à temperatura de 20 °C. A medição do consumo de energia foi realizada diretamente no moinho PFI, o qual registra o consumo de energia (Wh) necessário para refinação da amostra.

3.2.8 Testes físico-mecânicos

Para o presente estudo, foi estabelecido que os testes físicos e mecânicos seriam realizados para todas as polpas da curva de refino, buscando encontrar a relação entre as variáveis de polpação, com o refino e com a resistência física e mecânica do papel obtido.

Os testes realizados nas polpas estão sumarizados na Tabela 4 seguido de seus respectivos procedimentos. Para cada teste físico foram realizadas dez repetições.

Tabela 4 – Métodos utilizados para análises físicas das folhas de celulose.

Parâmetro utilizado Metodologia

Confecção de folhas T 205 sp - 95

Gramatura T 410 om-93

Espessura T 411 om-97

Peso específico aparente (PEA) T 220 sp-96 Volume específico aparente (VEA) T 220 sp-96

Lisura (método Bekk) T 479 cm-99

Resistência ao rasgo T 414 om-98

Resistência à tração T 494 om-96

3.2.9 Classificação das fibras

Para cada amostra de polpa marrom obtida do cozimento, foi realizada a classificação de fibras em Bauer-McNett, de acordo com a norma Tappi (T233 cm-95), com quatro repetições cada.

3.2.10 Análise estatística

Nas análises dos diferentes níveis de refino foram utilizadas análises de correlação. Para os ensaios de lisura, resistência à tração e resistência à compressão e volume específico aparente, também foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, usando análises de variância (ANOVA), testando-se as diferenças estatísticas pelo teste de Tukey com 5% de nível de significância. Nas demais análises calcularam-se as médias e os desvios padrão (DP).