Impacto do tratamento fúngico da madeira de eucalipto na branqueabilidade das pastas kraft produzidas

Abstract

O principal objetivo do presente trabalho foi avaliar o impacto do tratamento fúngico das madeiras de 3 espécies de eucalipto, E. globulus, E. urograndis e E. nitens, bem como da mistura de E. globulus com E. urograndis, na branqueabilidade das respetivas pastas kraft cruas. Efetuaram-se pré-tratamentos biológicos, nomeadamente com fungos da podridão branca (WRF - White-rot fungi), tendo-se avaliado 3 fungos, Trametes versicolor (TRA), Ceriporiopsis subvermispora (CES) e Phanerochaete chrysosporium (PHN) com a combinação, ou não, de um tratamento alcalino, antes (pre-ALK) ou após o tratamento fúngico (ALK). Para cada espécie de madeira foi ainda efetuado um ensaio de controlo em que as aparas foram pulverizadas com solução tampão, sem fungo.As pastas kraft estudadas tiveram proveniência dos laboratórios RAIZ, Aveiro, e foram produzidas nas mesmas condições de cozimento (160 ᵒC, durante 1h e com uma carga alcalina de 19 %, base Na2O). As pastas foram posteriormente branqueadas no DEQ/FCTUC, com uma sequência de branqueamento D0EpD1D2, onde se aplicou um fator k (equivalentes de cloro ativo, %, sobre índice kappa) de 0,27 para as pastas de E. globulus e E. nitens e um fator k de 0,31 para as pastas de E. urograndis e de mistura. A carga total de dióxido de cloro prevista através deste fator k, foi distribuída pelos estágios de dióxido de cloro D0, D1 e D2: 65, 25 e 10%, respetivamente. Ao longo do processo de branqueamento foram analisados vários parâmetros como índice kappa, viscosidade, brancura ISO (%) e quantidade de ácidos hexenurónicos. O pré-tratamento das aparas G (100 % E. globulus) com o fungo CES não apresentou resultados promissores quando comparados com as aparas que não sofreram qualquer tipo de tratamento, mas o tratamento com o fungo TRA precedido de um tratamento alcalino, ou apenas este último, permitiu baixar o índice kappa da pasta crua e consequentemente a carga de ClO2 necessária para atingir 90% ISO de brancura. Dos resultados obtidos com a mistura de espécies, E. globulus com E. urograndis pré-tratado (TRA, TRA+ALK ou pré-ALK+TRA), pode-se inferir que, apesar das aparas da espécie mais recalcitrante (E. urograndis) terem sido pré-tratadas, não foram obtidas melhorias tanto no grau de deslenhificação das pastas cruas como no consumo de reagentes de branqueamento, em comparação com o uso de aparas 100 % E. gobulus sem qualquer tipo de tratamento. No entanto, para os restantes conjuntos de aparas individuais pré-tratadas (100 % E. urograndis e 100 % E. nitens) os resultados finais das pastas produzidas foram positivos quando comparados às pastas “controlo”: para E. urograndis o tratamento combinado PHN+ALK permitiu um aumento no grau de deslenhificação e na refletância da pasta crua (variação de 2 unidades no IK e na refletância), uma diminuição de 14% na carga de dióxido de cloro necessária para a pasta branca atingir uma brancura final de 90%, e um aumento de 20% na estabilidade da brancura, sem afetar a viscosidade final; o tratamento combinado pré-ALK+TRA foi o segundo melhor, com efeitos positivos mais modestos; para E. nitens, o tratamento combinado PHN+ALK também permitiu melhorias semelhantes às descritas para E. urongrandis, seguido do tratamento combinado pré-ALK+TRA.

The main objective of the present work was to evaluate the impact of the fungal treatment of wood from 3 species of eucalyptus, E. globulus, E. urograndis and E. nitens, as well as the mixture of E. globulus with E. urograndis, on the bleachability of the respective kraft pulps. Biological pre-treatments with white rot fungi (WRF - White-rot fungi), were considered, namely with Trametes versicolor (TRA), Ceriporiopsis subvermispora (CES) and Phanerochaete chrysosporium (PHN) with or without an alkaline treatment, before (pre-ALK) or after fungal treatment (ALK). Three different eucalypt wood species were used (E. globulus, E. urograndis and E. nitens) as well as the mixture of E. globulus with E. urograndis. For each wood species, a control test was carried out in which the chips were sprayed with a buffer solution, without fungus.The kraft pulps were produced in the laboratories of RAIZ, Aveiro, under the same cooking conditions (160 ᵒC, for 1h and with an alkaline charge of 19 %, as Na2O). The pulps were later bleached at DEQ/FCTUC, using the bleaching sequence D0EpD1D2, where a kappa factor (active Cl2 equivalents, %, divided by the pulp kappa number) of 0,27 was applied for E. globulus and E. nitens pulps and a kappa factor of 0,31 was applied for pulps from E. urograndis and from E. globulus/ E. urograndis mixture. The total chlorine dioxide charge predicted by the kappa factor was split by D0, D1 e D2 stages: 65, 25 e 10%, respectively. During the bleaching process, several parameters were analyzed such as kappa number, viscosity, ISO brightness (%) and the amount of hexenuronic acids.Pre-treatment of G chips (100% E. globulus) with the CES fungus did not show promising results when compared with the chips that did not undergo any type of treatment, but the treatment with the TRA fungus preceded by an alkaline treatment, or only with thes last one, allowed to lower the kappa number of the unbleached pulp and consequently the ClO2 charge necessary to reach 90% ISO brightness.However, for the remaining sets of pre-treated individual chips (100% E. urograndis and 100% E. nitens) the final results of the produced pulps were positive when compared to the “control” pulps: for E. urograndis the combined treatment PHN +ALK allowed an increase in the degree of delignification and in the unbleached pulp reflectance (2 units variation in IK and reflectance), a 14% decrease in the chlorine dioxide charge required for the bleached pulp to reach a final brightness of 90% , and a 20% increase in brightness stability, without affecting the final viscosity; the pre-ALK+TRA combined treatment was the second best, with more modest positive effects; for E. nitens, the PHN+ALK combined treatment also allowed similar improvements to those described for E. urongrandis, followed by the pre-ALK+TRA combined treatment.