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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2023.tde-17052023-142312
Documento
Autor
Nome completo
Andreza Rafaella Carneiro da Silva dos Santos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2022
Orientador
Banca examinadora
Silva Junior, Francides Gomes da (Presidente)
Sarto, Camila
Segura, Tiago Edson Simkunas
 
Título em português
Caracterização tecnológica de espécies de bambu visando a produção de polpa celulósica
Palavras-chave em português
Bambusa
Álcali ativo
Polpação kraft
Resumo em português
Esse trabalho objetivou analisar as características tecnológicas da biomassa das espécies Bambusa vulgaris var. vitatta, Bambusa tuldoides, Bambusa oldhamii e Bambusa nutans visando a produção de polpa celulósica. Os materiais foram caracterizados quanto à densidade básica, composição química e dimensões das fibras. Em seguida, os materiais foram submetidos ao processo de polpação kraft visando a obtenção de polpas com diferentes números kappa (18,0 e 58,0), tendo como variável controle a carga alcalina aplicada, variando de 11 a 25% com intervalos de 2%. Foi determinado o rendimento bruto, rendimento depurado, teor de rejeitos, número kappa (nível de deslignificação), viscosidade, ácidos hexenurônicos e avaliado os licores negros obtidos. Observou-se densidades básicas dos cavacos de bambu variando de 0,460 a 0,557 g/cm3. Em relação aos teores de extrativos totais, B. nutans apresentou o menor teor (6,61%) e B. vulgaris o maior teor deste constituinte (8,42%), enquanto as outras espécies permaneceram com valores dentro dessas faixas. No que tange a lignina total, essa variou de 23,91% a 25,48% para B. vulgaris e B. oldamii respectivamente. O teor de cinzas foi de 1,12% para B. tuldoides, chegando a 2,96% para B. nutans. O comprimento médio das fibras das espécies de bambu foi de 2,547 mm para B. tuldoides, 2,641 mm para B. nutans, 3,131mm de B. oldhamii e 3,217mm para B. vulgaris. Em relação a influência da carga alcalina no cozimento kraft, foi observado que as cargas de álcali ativo inferiores a 15% podem provocar reprecipitação da lignina nas espécies estudadas; a carga alcalina de 11% foi totalmente consumida durante a polpação. Avaliando a formação dos ácidos hexenurônicos durante a polpação alcalina, a espécie B. nutans obteve menores concentrações em suas polpas. Todas as espécies se apresentaram potencialmente interessantes para produção de polpa celulósica, com rendimento depurado variando de 57,0 a 59,3% para kappa de 58,0 e de 50,3 a 52,5% para kappa 18,0. Tendo como critério de avaliação o maior rendimento depurado, maior viscosidade e menor carga alcalina aplicada para se obter o mesmo número kappa, determinada pela mesma taxa de deslignificação, as espécies B. nutans e B. vulgaris se mostram superiores às demais espécies e, entre as espécies consideradas neste trabalho, são as mais indicadas para produção de polpa celulósica.
 
Título em inglês
Technological characterization of bamboo species aiming the pulp
Palavras-chave em inglês
Bambusa
Active alkali
Kraft pulping
Resumo em inglês
This work aimed to analyze the technological characteristics of the biomass of the species Bambusa vulgaris var. vitatta, Bambusa tuldoides, Bambusa oldhamii and Bambusa nutans for the production of pulp. The materials were characterized in terms of basic density, chemical composition and fiber dimensions. Then, the materials were submitted to the kraft pulping process in order to obtain pulps with different kappa numbers (18.0 and 58.0), with the applied alkaline load as the control variable, varying from 11 to 25% with intervals of 2 %. The gross yield, screened yield, reject content, kappa number (delignification level), viscosity, hexenuronic acids were determined and the black liquors obtained were evaluated. Basic densities of bamboo chips ranging from 0.460 to 0.557 g/cm3 were observed. Regarding the total extractives content, B. nutans had the lowest content (6.61%) and B. vulgaris the highest content of this constituent (8.42%), while the other species remained with values within these ranges. Regarding the total lignin, it ranged from 23.91% to 25.48% for B. vulgaris and B. oldamii respectively. The ash content was 1.12% for B. tuldoides, reaching 2.96% for B. nutans. The average fiber length of bamboo species was 2.547 mm for B. tuldoides, 2.641 mm for B. nutans, 3.131 mm for B. oldhamii and 3.217 mm for B. vulgaris. Regarding the influence of alkaline load on kraft cooking, it was observed that active alkali loads below 15% can cause lignin reprecipitation in the studied species; the alkaline charge of 11% was completely consumed during pulping. Evaluating the formation of hexenuronic acids during alkaline pulping, the species B. nutans obtained lower concentrations in its pulps. All species were potentially interesting for pulp, with screened yields ranging from 57.0 to 59.3% for kappa 58.0 and from 50.3 to 52.5% for kappa 18.0. Having as an evaluation criterion the highest purified yield, highest viscosity and lowest alkaline load applied to obtain the same kappa number, determined by the same delignification rate, the species B. nutans and B. vulgaris are superior to the other species and, among the species considered in this work are the most suitable for the pulp.
 
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Data de Publicação
2023-05-17
 
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