Tratamento do resíduo da depuração (UKP) da indústria de celulose para produção de chapas minerais
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos do desesenvolvimento sustentável
Dados abertos
Resumo
O processo de produção de celulose gera diversos resíduos, dentre eles
as fibras resultantes da depuração. O emprego desses resíduos na fabricação de
produtos pode agregar valor e solucionar problemas ambientais, além de
contribuir para o desenvolvimento de novos produtos e tecnologias. Objetivouse
neste trabalho caracterizar o resíduo UKP (“Unbleach Kraft Pulp”), e com
ele, produzir e caracterizar painéis cimento-madeira com este material. O
resíduo foi avaliado nas seguintes condições: in natura (N), com imersão em
água 24h (A), com imersão em hidróxido de sódio 10% por 24h (H) e com
imersão nesses dois líquidos com posterior refino do material (RA e RH). O
resíduo teve avaliadas suas características anatômicas, sua composição química,
seu comportamento à decomposição térmica, sua distribuição granulométrica e
suas densidades (básica e a granel). Os painéis minerais foram produzidos com
densidade nominal de 1,4 g.cm-3
, com o seguinte ciclo de prensagem:
temperatura ambiente, pressão de 0,4 MPa e grampeamento por 24 horas.
Posteriormente os painéis foram climatizados e cortados em corpos de prova
para realização de testes físicos e mecânicos. Os seguintes testes foram
realizados: absorção de água após 2 e 24 horas de imersão, inchamento em
espessura após 2 e 24 horas de imersão, densidade aparente, taxa de não retorno
em espessura, umidade, arrancamento de parafuso na face, compressão, ligação
interna e flexão estática. Para a distribuição granulométrica das partículas, o
maior percentual de material ficou retido na peneira de 20 mesh. Para as
características anatômicas avaliadas, houve redução do comprimento das fibras e
diminuição da espessura da parede da fibra, apenas para os tratamentos com
refino. Para a constituição química do resíduo, ocorreu redução do percentual de
lignina e extrativos para os tratamentos com refino e com hidróxido. Quanto ao
comportamento do resíduo, em função da decomposição térmica, foram
similares as curvas comumente encontradas para madeiras e resíduos
lignocelulósicos, diferindo apenas nos pontos onde se encontra a faixa de
decomposição da lignina. Para as propriedades físicas avaliadas, não houve
diferença significativa entre os tratamentos para as seguintes variáveis D (1,41
g.cm-3), UM (9,9%) e TNR (0,9%). Já para as variáveis AA_2h, AA_24h,
IE_2h , IE_24h, LI, AP, CP, MOE e MOR houve diferença entre os tratamentos
propostos. De maneira geral os tratamentos com imersão em solução com
hidróxido e os tratamentos com refino apresentaram melhor desempenho.
Portanto pode-se inferir que essa destinação para o resíduo é promissora, sendo
necessárias mais pesquisas.
Abstract
The production process of cellulose generates many residues, among
which are the fibers resulting of cleansing. The employment of these residues in
product manufacturing can add value and solve environmental issues, in addition
to contributing for developing new products and technologies. The objective of
this work was to characterize the UKP (Unbleach Kraft Pulp) residue, using it to
produce and characterize wood-cement panels. The residue was evaluated under
the following conditions: in natura (N), with water immersion for 24 hours (A),
with immersion in 10% sodium hydroxide for 24 hours (H), and with immersion
in both liquids with subsequent material refining (RA and RH). We evaluated
the residue‟s anatomical traits, chemical composition, behavior to thermal
decomposition, particle size distribution and basic and bulk densities. The
mineral panels were produced with nominal density of 1.4 g.cm-3
, and the
following pressing cycle: ambient temperature, pressure of 04 MPa and stapling
for 24 hours. Subsequently, the panels were acclimatized and cut into proofbodies
for conducting the following physical and mechanical tests: water
absorption after 2 and 24 hours of immersion, thickness swelling after 2 and 24
hours of immersion, apparent density, thickness non-return rate, moisture, screw
holding, compression, internal bonding and static bending. For particle
distribution, the highest percentage of material was retained in the 20 mesh
sieve. For the anatomical traits, there was decrease in the length of the fibers and
in the thickness of the fiber wall for treatments undergoing refinement. For
chemical constitution, there was decrease in the percentage of lignin and
extractives for treatments with refinement and hydroxide. Concerning the
behavior of the residue in function of thermal decomposition, the curves
commonly found for wood and lignin-cellulose residues were similar, differing
only at the point of lignin decomposition. Regarding the evaluated physical
properties, there was no significant difference between treatments for the
following variables: D (1.41 g.cm-3
), UM (9.9%) and TNR (0.9%). For variables
AA_2h, AA_24h, IE_2h, IE_24h, LI, AP, CP, MOE and MOR there were
significant differences between the proposed treatments. In general, the
treatments with immersion in hydroxide and those with refining presented better
performance. Therefore, we can infer that this is a promising destination for the
residue, however requiring more research.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
CÉSAR, A. A. da S. Tratamento do resíduo da depuração (UKP) da indústria de celulose para produção de chapas minerais. 2016. 103 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.