Utilização de vibrações ultra-sônicas para o refino de celulose kraft de eucalipto

Abstract

Neste trabalho foram estudadas algumas condições tecnológicas, em nível laboratorial, que nos permitiram avaliar a aplicação de vibrações ultra-sônicas na polpa branqueada de eucalipto, como forma de refino, bem como seus efeitos no desenvolvimento das propriedades do papel. Inicialmente, realizaram-se testes preliminares, objetivando verificar o melhor tempo e potência das ondas ultra-sônicas a serem aplicadas na polpa. Logo em seguida, procurou-se otimizar as condições de consistência e pH da massa, de modo a proporcionar maior incremento na qualidade do papel. Após otimização dessas condições, implementou-se o estudo experimental a fim de avaliar as propriedades do papel, bem como as possíveis alterações morfológicas, físicas e químicas das fibras. Observou-se que a polpa sofreu efeito semelhante àquele decorrente do refino mecânico convencional, proporcionando um acréscimo à resistência do papel. As propriedades do papel foram desenvolvidas de maneira otimizada, quando ondas de ultra-som foram aplicadas por trinta minutos, na potência máxima do aparelho (190 W), a uma consistência de massa de 3% e pH 8,0. Um melhor resultado foi obtido quando, nessas condições otimizadas, a polpa foi ultrassonificada após o refino mecânico, alcançando-se um mesmo índice de tração com um menor consumo de energia do refinador PFI. Comparando os efeitos desta tecnologia aqueles decorrentes do refino mecânico, conclui-se que o ultra-som desenvolve melhor as propriedades do papel, além de não causar efeitos tão deletérios às fibras, tais como cortes e geração de finos. Portanto, sob o ponto de vista tecnológico, sua aplicação como tecnologia de refino é viável. Porém, esta tecnologia ainda necessita da disponibilidade de equipamentos com maior potência para redução do tempo de ultra-sonificação das polpas.

Some technological conditions were studied at laboratory level, so allowing to evaluate the application of the ultrasonic vibrations upon the bleached pulp in eucalyptus as a refining form, as well as their effects on the development of the paper properties. Initially some preliminary tests were accomplished in order to verify either the best time and the potency of the ultrasonic waves to be applied on the eucalyptus pulp. Following, it was tried to optimize the consistence conditions and the mass pH in such a way to provide a higher increment in quality of the paper. After optimizing these conditions, the experimental study was implemented in order to evaluate the properties of the paper, as well ass the possible morphological, physical and chemistry alterations in the fibers. It was found that the eucalyptus pulp suffered an effect similar to that of the conventional mechanic refining, therefore increasing the resistance of the paper. The properties of the paper were developed on an optimized way, when the ultrasound waves were applied at the maximum potency of the equipment (190 W), for thirty minutes, at a mass consistence of 3% and pH 8.0. A better result was attained when, under these optimized conditions, the eucalyptus pulp was sonificated after the mechanical refining, since the same tensile index was reached with a lower energy consumption of the PFI refiner. Comparing the effects of this technology with those of the mechanical refining, it is concluded that the ultrasound provides a better development of the paper properties, besides causing no deleterious effects on the fibers such as the cutoffs and fines. Thus, under the technological viewpoint, the application of the ultrasound is viable as a refine technology. However, this technology has a need for the availability of higher power-loaded equipments that would allow to reduce the time of the pulp ultrasonification.