RESUMO A busca por uma melhor utilização da madeira na indústria de celulose tem alimentado o interesse em uma utilização mais racional dos seus componentes, em particular as xilanas. O impacto da remoção das xilanas e de sua redeposição nas propriedades da polpa solúvel e tipos de papel de imprimir e escrever (P&W), são discutidos neste trabalho. Celulose kraft (15,6% xilanas) tratamento com 10-70 g.L-1 NaOH resultou em polpas de 14,5-5,9% de xilanas. Os tratamentos diminuiu a lignina e teores de HexA e causou impacto positivo significativo na deslignificação com oxigênio e posterior branqueamento ECF. A remoção de xilanas diminuiu a refinabilidade da polpa, índice de retenção de água e índice de tração, mas aumentou a drenabilidade, a capacidade de absorção de água, a capilaridade Klemm e o bulk. No geral, polpas com baixo teor de xilanas mostrou propriedades quase ideais de polpas para dissolução. Em uma segunda etapa da pesquisa, xilanas extraída de polpa não branqueada (BXL) e polpa de eucalipto branqueada (WXL) por extração cáustica fria (CCE) foram adicionados a uma polpa marrom comercial na deslignificação com oxigênio (O-estágio) e foi branqueada. Deposição de xilanas ocorreu em grau variável (até 7% em peso de celulose), dependendo do pH da reação do O-estágio. O branqueamento da polpa não foi prejudicada por WXL deposição de xilanas, mas ligeiramente afetada negativamente por xilanas BXL. A refinabilidade da polpa celulósica foi melhorada pela deposição de xilanas. As xilanas depositadas foram bastante estáveis ao longo do branqueamento, apesar de, com as xilanas WXL ser mais estável do que com as BXL. Em baixo consumo de energia, as xilanas depositados melhorou as propriedades física e mecânicas. A extração de xilanas pelo CCE com posterior deposição em polpa no O-estágio mostrou atraente para a fabricação de polpa com alto conteúdo de xilanas tipos de papel P&W.

ABSTRACT The search for a better use of wood in the pulp industry has fuelled interest in a more rational use of its components, particularly xylans. The impact of xylans removal and of xylans redeposition on pulp properties for tissue and P&W paper grades are discussed in this paper. Kraft pulp (15.6% xylans) treatment with 10-70 g.L-1 NaOH resulted in pulps of 14.5-5.9% xylans. The treatments decreased pulp lignin and HexA contents and caused significant positive impact on subsequent oxygen delignification and ECF bleaching. Xylan removal decreased pulp beatability, water retention value and tensile index but increased drainability, water absorption capacity, capillarity Klemm and bulk. Overall, xylan depleted pulps showed almost ideal properties for tissue paper grade pulps. In a second step of the research, xylans extracted from unbleached (BXL) and bleached eucalyptus pulps (WXL) by cold caustic extraction (CCE) were added to a commercial brown pulp in the oxygen delignification (O-stage) and further bleached. Xylans deposition occurred at variable degree (up to 7% on pulp weight) depending upon the O-stage reaction pH. Pulp bleachability was not impaired by WXL xylan deposition but slightly negatively affected by BXL xylans. Pulp beatability was improved by xylan deposition. The deposited xylans were quite stable across bleaching and beating, with the WXL xylans being more stable than the BXL ones. At low energy consumption, the deposited xylans improved pulp physical and mechanical properties. Xylans extraction by CCE with subsequent deposition onto pulp in the O-stage proved attractive for manufacturing high xylan P&W paper grades.

RESUMO A eficiência da deslignificação com oxigênio (pré-O2) é muito baixa para polpas de baixo número kappa e que contêm altas concentrações de ácidos hexenurônicos, pois o oxigênio não reage com esses ácidos, sendo mínima a eliminação destes durante a deslignificação com oxigênio em simples ou duplo estágio. Neste estudo, investigaram-se as propriedades físico-mecânicas de polpas produzidas por cozimentos cineticamente modificados até número kappa 17 e 14 e branqueadas pelas técnicas AD(EO)D, para polpa de kappa 17 e DHT(EPO)DP, para polpa de kappa 14. O objetivo principal do estudo foi o de avaliar as propriedades físicomecânicas das polpas submetidas a sequências de branqueamento sem o oxigênio, no início da sequência. Como referências, foram produzidas polpas de número kappa 17 e 14 as quais foram posteriormente deslignificadas com oxigênio e branqueadas com sequências convencionais: A/D(EO)D, para polpa de número kappa 17 e DHT(EPO)DP, para polpa de kappa 14. O branqueamento alternativo, sem a pré-O2, resultou em polpas branqueadas de maior integridade que as da referência, o que foi comprovado pelos valores significativamente mais altos de VEA (bulk), índice de rasgo, opacidade e resistência à passagem de ar (RPA) da polpa fracamente refinada (polpa para produzir papel tissue). Por outro lado, a alta integridade das fibras oriundas das polpas branqueadas por processos alternativos diminuiu suas conformabilidades e colapsabilidades, com consequente diminuição do índice de tração da polpa fracamente refinada. Porém, mediante um refino mais intenso (polpa para produzir papel de imprimir e escrever - P&W) o índice de tração foi recuperado. A alta integridade das polpas branqueadas sem a pré-O2 dificulta o seu refino. Para alcançar o grau de drenagem de 35oSR com as polpas provenientes dos processos alternativos de branqueamento, foi necessário aplicar cerca de 30% a mais de energia em relação à referência.

ABSTRACT The efficiency of oxygen delignification is very low for pulps of low number kappa and with high concentrations of hexenuronic acids, therefore the oxygen does not react with these acids, so being minimum the elimination of these during the oxygen delignification (pre-O2) in simple or double stage. In this study, the physicalmechanical properties of pulp of kappa number 17 and 14, produced with modified cooks and with the application of AD(EO)D techniques for pulp of kappa 17 and DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14 for the bleaching up to 90% ISO, had been investigated. The main objective of this study was to evaluate the physicalmechanical properties in pulps submitted to the bleaching sequences without oxygen in the beginning of the sequence. As references, cooks had been carried until numbers kappa 17 and 14, oxygen delignification and conventional bleaching for sequences A/D(EO)D for pulp of kappa 17 and DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14. The alternative bleaching, without pre-O2, resulted in bleached pulps with bigger integrity that of the reference, what it was confirmed by the values significantly higher of bulk, tear index, opacity and air resistance of the pulp weakly refined (for tissue papers). However, the high integrity of the fibers from pulps bleached with alternative processes lowered their conformabilities and collapsibility, with consequent reduction of tensile index of the pulp weakly refined. Therefore, with more intensive beating (for printing and writing papers), the tensile index was recovered. The high integrity of the bleaching pulps without pre-O2 makes beating difficulty. To reach the draining degree of 35°SR with the pulps proceeding from alternative processes of bleaching, it was necessary to apply 30% more energy than the reference.

RESUMO Nesse estudo, investigaram-se cozimentos da madeira até números kappa 17 e 14 por um processo cineticamente modificado, eliminação da deslignificação com oxigênio da linha de fibras, e aplicação das técnicas AD(EO)D e AD(PO)D para polpa de kappa 17 e AD(EO)D e DHT(EPO)DP para polpa de kappa 14 para o branqueamento até 90% ISO. Como referências, foram realizados cozimentos até números kappa 17 e 14, deslignificação com oxigênio em simples estágio e branqueamento convencional pelas seqüências A/D(EO)D, A/D(EPO)D, A/D(EO)DP e A/D(EPO)DP para a polpa de kappa 17 e deslignificação com oxigênio em simples estágio e branqueamento convencional pela seqüência DHT(EPO)DP para polpa de kappa 14. Para a polpa de kappa 17, concluiu-se que os processos AD(EO)D e AD(PO)D produzem polpa de alvura 90% ISO com boa viscosidade e estabilidade de alvura, utilizando TAC´s (Cloro Ativo Total) relativamente baixos, e dispensam completamente a deslignificação com oxigênio. Dentre esses dois processos, o primeiro se mostrou mais atrativo para atingir o nível de alvura de 90% ISO. Porém, comparativamente aos processos de referência, contendo a deslignificação com oxigênio, ex. O- A/D(EPO)DP, o processo AD(EO)D resulta em aumento do custo operacional da ordem de US$7-8/tas, inclusos madeira e reagentes. Para a polpa de número kappa 14, o processo AD(EO)D também se mostrou atrativo, sendo que a seqüência DHT(EPO)DP foi a que utilizou o menor TAC`s, porém quando comparada com a referência (O-DHT(EPO)DP) resultou num aumento de custo operacional da ordem de US$4/tas. Portanto, pode se concluir que o processo alternativo, sem a deslignificação com oxigênio, é viável somente para polpas de números kappa mais baixos.

ABSTRACT In this study, cooking of the wood had been investigated until kappa numbers 17 and 14 for a process kinetically modified, elimination of oxygen delignification from the fiber line, and application of AD(EO)D and AD(PO)D techniques for pulp of kappa 17 and AD(EO)D and DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14 for the bleaching at 90% ISO. As references, cookings had been carried out until kappa number 17 and 14, oxygen delignification in simple stage and conventional bleaching with sequences A/D(EO)D, A/D(EPO)D, A/D(EO)DP and A/D(EPO)DP for the kappa number 17 pulp and oxygen delignification in simple stage and conventional bleaching sequence DHT(EPO)DP for pulp of kappa 14. For the pulp of kappa 17, one concluded that processes AD(EO)D and AD(PO)D produced pulp of brightness 90% ISO with good viscosity and brightness stability, using TAC´s (totally active chloro) relatively low, and it’s not necessary the oxygen delignification. Amongst these two processes, the first one revealed to be more attractive to reach the level of 90% ISO brightness. However, comparatively to the reference processes, with oxygen delignification, for example O-A/D(EPO)DP, process AD(EO)D results in increase of the operational cost of the order of US$7-8/odt, including wood and reagents. For the kappa number 14 pulp, process AD(EO)D also revealed to be attractive, but the sequence DHT(EPO)DP was the one that used lower TAC`s; however, when compared with the reference (O-DHT(EPO)DP), it resulted in an increase of operational cost of the order of US$5/odt. Therefore, it can be concluded that the alternative process, without the deslignification with oxygen, is viable only for pulps of lower kappa number.