RESUMO Neste trabalho, foi analisado o efeito do teor de lignina da madeira de Eucalyptus globulus Labill. na otimização das condições do cozimento kraft. Foram realizados 72 cozimentos com cavacos de seis árvores de Eucalyptus globulus subespécie globulus com oito anos de idade. As árvores foram selecionadas com base em uma amostragem de 50 indivíduos da espécie. Os cavacos das três árvores de menor teor de lignina, com média de 20,53%, foram misturados entre si proporcionalmente ao peso das árvores, formando o nível com teor de lignina baixo; os cavacos das três árvores de maior teor de lignina, com média de 23,02%, também misturados proporcionalmente entre si, formaram o nível de teor de lignina alto. Os dois níveis diferiram estatisticamente entre si, diferentemente das densidades básicas das madeiras que não diferiram. Avaliaram-se três condições de temperatura máxima de cozimento (160, 165 e 170ºC) e três condições de álcali ativo (17, 18,5 e 20%) para os dois tipos de cavacos. Através de análise de regressão, estabeleceram-se relações entre as características das celuloses e as condições de cozimento que melhor representassem os pontos ótimos. A otimização realizada através dos modelos de regressão selecionados indicou temperatura máxima de 168ºC e álcali ativo de 17,9%, para se obter o máximo rendimento depurado com número kappa 18 para as madeiras de baixo teor de lignina. Para as madeiras de alto teor de lignina, as condições otimizadas foram temperatura máxima de cozimento de 169ºC e álcali ativo de 19%, para obter número kappa 18. Uma redução média de 2,49% no teor de lignina na madeira, promoveu um ganho médio de 2,2% no rendimento depurado, base madeira, e uma redução média de 1,2% de álcali ativo aplicado, base madeira, obtendo-se valores de número kappa de 16 a 19 e mantendo-se as demais propriedades da celulose. Se, adicionalmente, optar-se por trabalhar com números kappa 19 em vez de 16, o ganho em rendimento depurado é de cerca de 2%. Isso significa que com madeira de baixo teor de lignina e número kappa 19 consegue-se cerca de 4,2% a mais de rendimento depurado e 2 a 2,5% a menos de carga aplicada de álcali ativo, em relação a madeira com alto teor de lignina deslignificada a número kappa 16.

ABSTRACT In this research, it was analyzed the lignin content effect of Eucalyptus globulus Labill. wood in kraft pulping optimization. Seventy-two laboratory cooking were made with wood chips obtained from six Eucalyptus globulus trees selected from a group of 50 trees. The wood chips from three trees with the lowest lignin content, with average 20.53%, were mixed proportionally based on the tree weights, obtaining the sample of low lignin content wood. The same was made to obtain the sample for wood chips with the highest lignin content, with average 23.02%. The two lignin levels were statistically different. The two wood samples had basic densities statistically not different. Using three maximum temperatures levels (160, 165 and 170ºC), and three active alkali charged (17, 18.5 and 20%), the wood chips were converted to kraft pulps. The pulps were then characterized to analyze the influence of the distinct treatments employed in the cooking on their properties. The effect of the cooking conditions was expressed by mathematical models in order to determine the optimum points for each of the evaluated properties. The optimization process indicated maximum temperature of 168ºC, and active alkali of 19%, for maximum kraft pulping yield to achieve kappa number 18; this result was for woods with low lignin content. For woods containing the high lignin content, the optimization showed maximum cooking temperature of 169ºC and active alkali of 19% for kappa number of 18. The average reduction of 2.49% in wood lignin content resulted a correspondent gain of 2.2% in the kraft yield (o.d. basis) and a reduction on the active alkali charge of 1.2% (o.d. basis) to achieve kappa numbers from 16 to 19, preserving pulp properties. If the option is to work with kappa number 19 instead of 16, the gain in kraft yield is approximately 2%. Therefore, when working with low lignin content wood and kappa number 19 instead of 16, a substantial gain of approximately 4.2% is obtained for kraft pulp yield, and additionally 2 to 2.5% reduction in the active alkali charge based on o.d. wood.

RESUMO Um problema ambiental da indústria de celulose kraft é o odor causado pela emissão dos compostos reduzidos de enxofre gerados pela deslignificação de madeiras de um modo em geral. Para monitorar essas emissões, existem equipamentos simples, desenvolvidos para a medição contínua do “total reduced sulphur” (TRS), tal como o analisador coulométrico. Neste trabalho, foram analisados sulfeto de hidrogênio (H2S), metilmercaptana (CH3SH), dimetilsulfeto [(CH3)2S)] e dimetildissulfeto [(CH3)2S2], gerados em deslignificações laboratoriais kraft e pré-hidrólise kraft de dois grupos de madeiras de folhosas. Um dos grupos de madeiras continha 25% e o outro 20% de lignina, base peso seco. Foi observado que as madeiras com menores teores de lignina geraram significativamente menores quantidades de compostos reduzidos de enxofre de TRS. Não foram notadas diferenças significativas nas quantidades totais geradas entre os processos de deslignificação estudados. O processo pré-hidrólise kraft foi mais sensível aos teores de lignina da madeira que o processo kraft. Recomenda-se, por isso, trabalhar com madeiras com menores teores de lignina quando do uso do processo pré-hidrólise kraft para produção de celulose. As principais formas geradas de TRS foram dimetil sulfeto e metil mercaptana.

ABSTRACT An environmental concern in the kraft pulping is the odor caused by the reduced sulphur compounds.There are many simple equipments to detect on-line the total reduced sulphur (TRS), like the coulometric titrator. This study had as aim to measure the components of the total reduced sulphur compounds generated in kraft and pre-hydrolysis kraft laboratory cooking. Two types of hardwood chips were used in the cookings: one with 25% of lignin (on dry wood), the other with 20% lignin. The wood containing less lignin generated less total reduced sulphur compounds. Considering the gases formed in the two types of cooking processes, no significant differences could be detected in terms of generated amounts of reduced sulphur compounds. However, the lignin content of the woods under evaluation had important role in generating TRS. The pre-hydrolysis kraft process was proved to be more sensitive to the higher lignin content in the wood. It is recomended to work with low lignin content wood when cooking by this process. Dimethyl sulphide and methyl mercaptan were the dominant TRS compounds in the relief gases from the digester.

RESUMO Este estudo procurou analisar as características de algumas pastas celulósicas branqueadas de eucaliptos disponíveis no mercado e seu impacto nas propriedades dos papéis utilizados para impressão “offset”. Também buscou estudar formas para reduzir o número de testes laboratoriais que hoje são definidos como necessários para a caracterização desses recursos fibrosos. Foram analisadas treze pastas celulósicas de mercado, brasileiras e internacionais, aplicando-se testes de viscosidade intrínseca, solubilidade em solução de NaOH5% (S5), “coarseness”, número de fibras/g, comprimento médio das fibras, teor de finos pelo vaso de drenagem dinâmica e grau Schopper Riegler (ºSR), antes das pastas serem refinadas. Foram também aplicados testes para determinar o índice de tração, alongamento, índice de arrebentamento, índice de rasgo, volume específico, resistência ao ar, opacidade, alvura e ascensão capilar Klemm, para cada uma das pastas antes de refinar e para os níveis de refino de 25ºSR, 30ºSR, 40ºSR e 55ºSR. As celuloses de eucaliptos brasileiras apresentaram uma maior drenabilidade inicial (pasta ainda não-refinada), requerendo um menor número de revoluções do refinador PFI para atingir o mesmo grau de refino, em relação às polpas internacionais estudadas. Os valores médios iniciais do alongamento, do índice de tração, do índice de arrebentamento e do índice de rasgo, apresentados pelas celuloses brasileiras, superaram significativamente os obtidos para as celuloses internacionais, mudando, porém, esse comportamento já a partir do nível de 25ºSR. Nas faixas de S5 e viscosidade intrínseca apresentadas pelas polpas brasileiras e internacionais, não se evidenciou sua correlação com as propriedades associadas ao grau de interligação entre as fibras, tais como índice de tração, índice de rasgo e índice de arrebentamento, para cada grupo de polpas analisadas. Os resultados obtidos permitiram definir o critério de ensaio a 30ºSR como o melhor em conseqüência do maior número de correlações entre as várias propriedades avaliadas antes e após a refinação. Nesse nível, as polpas internacionais apresentaram significativamente maiores valores médios de índice de tração e índice de rasgo do que as brasileiras, enquanto as polpas brasileiras apresentaram maior valor médio de opacidade e menor consumo médio de energia de refino. Em termos de qualificação laboratorial, sugeriu-se que as análises de índice de tração e rasgo e opacidade fossem definidas como prioritárias para comparação e caracterização desse tipo de pastas celulósicas, quando o objetivo final é a produção de papéis de impressão “offset”.

ABSTRACT The purpose of this work was to analyze the characteristics of some eucalypts pulps available in the market, aiming to understand their influence in the properties of the offset papers. Another objective of this work was to show alternatives to reduce the number of laboratory tests in the pulp specifications. Thirteen (13) market pulps (Brazilian and international pulps) were analyzed and the tests applied were as follows: intrinsic viscosity, alkali solubility at 5%, coarseness, numbers of fibers per gram of pulp, average length of fibers, fine fraction by the Dynamic Paper Chemistry Jar (DPCJ), drainability by Schopper Riegler, before refining. Other tests, such as: tensile index, stretch, burst index, tear index, bulk, air resistance, opacity and absorption of water by cappilarity (Klemm) were performed for each type of pulp before refining and for refining levels of 25 ºSR, 30 ºSR, 40 ºSR and 55 ºSR. No evidence of the influence of S5 and intrinsic viscosity was observed at the range of the market pulp properties variation. The Brazilian pulps presented higher initial drainability and required lower PFI revolutions to the same level of refining in comparison to the international pulps. The initial average values of strength indexes: tensile, stretch, burst and tear were higher to the Brazilian pulps. However, this situation was changed at 25 ºSR and other levels of drainability. Due to the higher number of correlations at 30 ºSR, this level of drainability was chosen to determine the pulp characteristics profile. At this level, international pulps showed better values of tensile and tear index, but a higher energy consumption and a lower opacity in comparison to the Brazilian pulps. In addition, this paper suggested the concentration of the lab technical evaluation of pulps on the analysis of opacity, tensile and tear indexes. Such procedure should reduce the number of lab tests as well.

RESUMO Este trabalho procurou avaliar a eficiência de tratamento floculante com sulfato de alumínio ou cloreto férrico para o efluente bruto neutralizado de uma indústria de celulose e papel. A filtração do efluente, removendo fibras, finos, macromoléculas e flocos naturais, permitiu expressivas reduções da cor aparente, cor real e DQO do mesmo. Enquanto o sulfato de alumínio mostrou excelentes resultados, o cloreto férrico não teve bom desempenho. Deve-se otimizar as concentrações, as formas de agitação e a decantação dos flocos. Para as amostras testadas, na primeira seqüência de testes, concentrações com cerca de 2500 ppm de sulfato de alumínio (com 14 moléculas de água de hidratação) mostraram ótimos resultados para redução de cor aparente, cor real, DQO e cloretos. Conforme o previsto, na segunda seqüência de testes as concentrações de [Al2 (SO4)3, 14 H2O] diminuíram para todos os índices físico-químicos testados. A melhor concentração para pH, cor aparente e cor real foi de 1000 ppm filtrado, enquanto que para cloretos foi de 2000 ppm não filtrado, com o tempo de agitação de 1 minuto com alta velocidade e 15 minutos à baixa velocidade, com exceção da cor real que foi de 10 minutos à baixa velocidade. Como recomendação, sugere-se avaliar uma etapa seqüencial de filtração após clarifloculação/decantação. Com isso, o desempenho de um tratamento físico-químico de efluentes desse tipo será eficiente, apesar do custo envolvido na aquisição do insumo sulfato de alumínio.

ABSTRACT This paper tried to evaluate the efficiency of the flakelet treatment with aluminum sulphate or ferric chloride for the neutralized brute effluent of a pulp and paper industry. The effluent filtration, removing fibers, fines macromolecules and natural flakes, permited expressive reductions of the apparent color, real color and COD of the same. While the aluminum sulphate showed excellent results, the ferric chloride didn’t have good performance. It should optimize the concentrations the stirring forms and the flakes decantation. To the samples tested in the first sequence of tests, concentrations around 2,500 ppm of aluminum sulphate (with 14 water molecules of hydration) they showed excelent results to the reduction of the apparent and real color, COD and clorides. As it was foreseen, in the second sequence of tests, the concentrations of [Al2 (SO4)3, 14 H2O] decresead to all the physicochemical index testad. The best concentration to pH, apparent color and real color was of 1,000 ppm filtrated, while the chorides it was 2000 ppm not filtrated, with one minute [1] in high- speed and fifteen [15] minutes in low speed, stirring time except the real color that was ten [10] minutes in low speed. A recommendation, is suggested to evaluate a sequencial phase of filtration after (clarifloculation/decantation). With this, the performance of a physicochemical treatment of the effluents of this type will be efficient, in spite of the cost involved in the acquisition of aluminum sulphate supply.

RESUMO Este trabalho analisou o efeito de cinco espaçamentos de Eucalyptus dunnii (3 m x 1 m; 3 m x 1,5 m; 3 m x 2 m; 3 m x 3 m; 3 m x 4 m), para produção de celulose kraft-antraquinona, comparados com Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna (ambos no espaçamento 3 m x 2 m). Avaliaram-se a densidade básica e composição química da madeira original, analisando-se extrativos em diclorometano, pentosanas, lignina, solubilidade em NaOH8% e cinzas. Os cavacos foram submetidos a cozimento kraft-antraquinona com álcali ativo variando de 18,5 a 21% para obter um número kappa 17± 1,5; sulfidez a 8%, antraquinona base madeira 0,05%, relação licor/madeira 4:1, tempo até temperatura máxima 60 minutos, tempo à temperatura máxima 45 minutos. A celulose marrom resultante do cozimento kraft-antraquinona foi caracterizada e analisada em seus aspectos físico-químicos (rendimentos, rejeitos, número kappa, viscosidade intrínseca, alvura e solubilidade em NaOH5%). Uma parte desta sofreu refinação em moinho Jökro ao nível de 35°SR e, juntamente com a polpa não-refinada, foram submetidas a testes físicomecânicos e óticos (resistência à tração, alongamento, estouro, rasgo, volume específico, alvura, resistência ao ar Gurley e ascensão capilar Klemm). O maior consumo de álcali ativo (20,5%) ocorreu em espaçamento 3 m x 4 m, proporcionando maior degradação da polpa. Todos os espaçamentos caracterizados apresentaram viabilidade para a produção de celulose kraftantraquinona, podendo proporcionar redução nos custos de produção de celulose, devido aos menores consumos apresentados de álcali ativo e madeira quando comparados com Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna. Os valores de extrativos e cinzas mostraram-se elevados para Eucalyptus dunnii, potencializando possíveis impactos em termos de incrustações e fechamento de circuito no processo fabril. Diante dos resultados obtidos, a celulose de Eucalyptus dunnii atende às exigências do mercado consumidor.

ABSTRACT This work analyzed the effect of five tree plantation spacings for Eucalyptus dunnii species (3 m x 1 m; 3 m x 1.5 m; 3 m x 2 m; 3 m x 4 m and 3 m x 4 m). The aim was the production of a kraft-antraquinone pulp. Eucalyptus grandis and Eucalyptus saligna pulps obtained from commercially grown stands (at fixed 3 m x 2 m spacing) were also tested, as a comparison. The basic density and chemical characterization of the wood samples were analyzed through dichloromethane extractives, pentosans, lignin, 8% alkali solubility and ash content. The chips were submitted to typical kraft-antraquinone pulping conditions to reach 17 ± 1.5 kappa number (active alkali was varied from 18.5 to 21%, 8% sulphidity, 0.05% antraquinone, 4:1 wood: liquor ratio, 60 minutes to reach maximum temperature, 45 minutes at maximum temperature). The unbleached pulps were chemically and physically characterized (yield, rejects, kappa number, viscosity, brightness, 5% alkali solubility). The unbeaten pulps were submitted to refination in a Jökro mill under 35° SR, and with the beaten pulps, were submitted to physical-mechanical and optical testing (tensile strength, stretch, burst strength, tear strength, bulk, brightness, Gurley air resistance and Klemm capillary rise). The highest alkali consumption has occurred for the wood from the 3 m x 4 m tree spacing test, hence degrading the pulp. The woods from all tree spacing tests are viable for pulp production. The potential for cost reduction is overseen due to lower alkali and wood consumption, compared to Eucalyptus grandis and Eucalyptus saligna. The Eucalyptus dunnii pulp is a viable source for papermaking. Some potential problems such as encrustations and the closing of the circuit may arise due to the high values of extractives and ash contents during the industrial process.

R E S U M O O presente estudo descreve os tratamentos alternativos a que foi submetido o efluente secundário de uma indústria de celulose kraft branqueada. As amostras do efluente foram analisadas quanto ao teor de cloretos e de elementos-traço (zinco, cobre, chumbo e cádmio) e, a seguir, foram tratadas com sulfato de alumínio ou cloreto férrico, como floculantes, utilizando-se, ainda, resíduos sólidos do processo industrial ("dreg", "grit", cinza pesada) e carvão ativo, como auxiliares de floculação. Foi observada uma significativa redução do teor de cloretos e de elementos-traço nos efluentes finais, com o uso combinado de sulfato de alumínio/carvão ativo 2 e cloreto férrico/resíduos industriais, respectivamente.

S U M M A R Y The present study describes the alternative treatments applied to the secundary effluent of a bleached kraft process pulp industry. The effluent samples were analysed in relation to their contents of chloride and trace elements (zinc, copper, lead and cadmium), and submitted to a treatment with aluminium sulphate or iron chloride, as floculants, using further, solid residues of industrial process (dreg, grit and heavy ash) and active carbon, as coagulation adjuvants. A significant reduction of the contents of chloride and trace elements in the final effluent was observed by the combined use of aluminium sulphate/active coal 2 and iron chloride/industrial residues, respectively.

RESUMO São descritos procedimentos para o tratamento terciário dos efluentes da indústria Riocell S.A. (Guaíba, RS), com base no reaproveitamento de resíduos sólidos e de excedentes de processo químico. As amostras de efluente foram caracterizadas em relação a sua cor aparente a a seu teor em organo-halogenados sendo após, submetidas a polimento com dois coagulantes/floculantes distintos, utilizando resíduos sólidos de processo (“dreg”, “grit”, cinzas) e carvão ativo como coadjuvantes. Uma apreciável redução na cor aparente e no teor de organo-halogenados dos efluentes finais foi observada, bem como uma economia no gasto com coagulantes/floculantes.

ABSTRACT Procedures based on the surplus of chemicals for the tertiary treatment process of the Riocell S.A. (Guaíba, RS state - Brazil), are described. The effluent samples were characterized in relation to their colors and contents of organ-halogenated compounds and then submitted to a conditioning step with application of two different flocculants using solid residues of process (“dreg”, “grit”, ashes) and active carbon as adjuncts. An appreciable reduction of the color and content in organ-halogenated compounds was observed, as well as an economy on costs with flocculants.