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Authors
Abstract(s)
The textile industry introduced the lyocell process following the increasing demand for
regenerated cellulose fibers and as an environmentally friendly alternative to the
consolidated viscose process. Some pulp properties are required to ensure pulp
dissolution and regenerated fiber mechanical strength preservation, such as high ??-
cellulose content, a moderate degree of polymerization (DP), and high purity (low metal
ion and ash content).
This work involved the understanding of the influence of prehydrolysis conditions on the
properties of dissolving wood pulp (DWP) from Eucalyptus globulus, and the
improvement of cellulose dissolution from the recycled paper pulp (RPP) by
optimizations in the kraft cooking process. The E. globulus wood chips submitted to a
flow-through (FTR) acid-hydrolysis showed, between other properties, lower
hemicellulose content (3.8%) and intrinsic viscosity (549 cm3/g) when compared to a
DWP which the auto-hydrolysis occurred in a batch reactor, with 4.9% of hemicelluloses
and 874 cm3/g of intrinsic viscosity. These results evidenced the efficiency of acidhydrolysis on hemicellulose removal and its effect on cellulose-chain degradation, seen
as a positive outcome, with a greater Fock’s test reactivity (71% for DWP-FTR vs. 57% for
DWP-Batch). For the RPP, the optimum performance was obtained with a kraft cooking
at 170ºC, H-factor around 2,000, where the treated pulp showed a cellulose and
hemicellulose content of 89% and 5%, respectively. This processing resulted in a
remarkable increase of 84% in pulp reactivity, and a reduction of 82% in the insoluble
matter compared to the untreated pulp (RPP Original).
The dissolution extension and time to all studied pulps in solvent systems LiCl/DMAc,
and NMMO/H2O were discussed regarding their physicochemical properties. The
dissolving pulps produced under this work showed great potential as raw materials for
textile applications, with a particular highlight on recycled paper pulp and the innovative
process developed to improve its solubility. However, some adjustments are still
necessary to increase its purity.
A indústria têxtil introduziu o processo lyocell seguindo a crescente demanda por fibras de celulose regeneradas e como uma alternativa ambientalmente correta ao consolidado processo viscose. Algumas propriedades da pasta são necessárias para garantir a dissolução da polpa e a preservação da resistência mecânica da fibra regenerada, , como alto teor de ??-celulose, moderado grau de polimerização (DP) e alta pureza (baixo teor de íons metálicos e cinzas). Este trabalho envolveu o entendimento da influência das condições de pré-hidrólise nas propriedades da dissolving pulp de madeira (DWP) de Eucalyptus globulus, e a melhoria da dissolução de celulose da pasta de papel reciclada (RPP) por meio de otimizações no processo de cozimento kraft. A madeira de E. globulus submetida à hidrólise ácida em fluxo contínuo (FTR) apresentou, entre outras propriedades, menor teor de hemicelulose (3,8%) e viscosidade intrínseca (549 cm3/g) quando comparada a correspondente polpa em que a auto-hidrólise ocorreu em um reator batch, com 4,9% de hemiceluloses e 874 cm3/g de viscosidade intrínseca. Esses resultados evidenciaram a eficiência da hidrólise ácida na remoção de hemiceluloses e seu efeito na degradação da cadeia de celulose, visto como um resultado positivo, com maior reatividade no teste Fock (71% para DWP-FTR vs. 57% para DWP-Batch). Para a RPP, o desempenho ótimo foi obtido com cozimento kraft a 170ºC, fator H em torno de 2.000, onde a polpa tratada apresentou teores de celulose e hemicelulose de 89% e 5%, respetivamente. Esse processamento resultou em um prominente aumento de 84% na reatividade da polpa e uma redução de 82% na matéria insolúvel quando comparada à polpa não tratada (RPP Original). A extensão e o tempo de dissolução para todas as pastas estudadas nos sistemas de solventes LiCl/DMAc e NMMO/H2O foram discutidos em termos de suas propriedades físicoquímicas. As dissolving pulps produzidas no âmbito deste trabalho mostraram grande potencial como matérias-primas para aplicações têxteis, com destaque para a pasta de papel reciclada e o inovador processo desenvolvido para melhorar a sua solubilidade. Entretanto, ainda são necessários alguns ajustes para aumentar a sua pureza.
A indústria têxtil introduziu o processo lyocell seguindo a crescente demanda por fibras de celulose regeneradas e como uma alternativa ambientalmente correta ao consolidado processo viscose. Algumas propriedades da pasta são necessárias para garantir a dissolução da polpa e a preservação da resistência mecânica da fibra regenerada, , como alto teor de ??-celulose, moderado grau de polimerização (DP) e alta pureza (baixo teor de íons metálicos e cinzas). Este trabalho envolveu o entendimento da influência das condições de pré-hidrólise nas propriedades da dissolving pulp de madeira (DWP) de Eucalyptus globulus, e a melhoria da dissolução de celulose da pasta de papel reciclada (RPP) por meio de otimizações no processo de cozimento kraft. A madeira de E. globulus submetida à hidrólise ácida em fluxo contínuo (FTR) apresentou, entre outras propriedades, menor teor de hemicelulose (3,8%) e viscosidade intrínseca (549 cm3/g) quando comparada a correspondente polpa em que a auto-hidrólise ocorreu em um reator batch, com 4,9% de hemiceluloses e 874 cm3/g de viscosidade intrínseca. Esses resultados evidenciaram a eficiência da hidrólise ácida na remoção de hemiceluloses e seu efeito na degradação da cadeia de celulose, visto como um resultado positivo, com maior reatividade no teste Fock (71% para DWP-FTR vs. 57% para DWP-Batch). Para a RPP, o desempenho ótimo foi obtido com cozimento kraft a 170ºC, fator H em torno de 2.000, onde a polpa tratada apresentou teores de celulose e hemicelulose de 89% e 5%, respetivamente. Esse processamento resultou em um prominente aumento de 84% na reatividade da polpa e uma redução de 82% na matéria insolúvel quando comparada à polpa não tratada (RPP Original). A extensão e o tempo de dissolução para todas as pastas estudadas nos sistemas de solventes LiCl/DMAc e NMMO/H2O foram discutidos em termos de suas propriedades físicoquímicas. As dissolving pulps produzidas no âmbito deste trabalho mostraram grande potencial como matérias-primas para aplicações têxteis, com destaque para a pasta de papel reciclada e o inovador processo desenvolvido para melhorar a sua solubilidade. Entretanto, ainda são necessários alguns ajustes para aumentar a sua pureza.
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Keywords
Dissolving Pulp Caracterização de Pastas Dissolução de Celulose Papel Reciclado Pré Hidrólise-Kraft