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Title:
METHOD FOR PRODUCING CELLULOSE PULP, CELLULOSE PULP AND USE THEREOF, PAPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/112995
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an improved method for producing cellulose pulps with an increase in the quality and applicability of these pulps, especially in the properties of physical resistance and degree of drainability resistance, due to the enzymatic treatment step included in the method for producing such cellulose pulp, accompanied by the admixture of a carbohydrate-based polymer.

Inventors:
MAMBRIM FILHO OTÁVIO (BR)
ALVES DE MELO LEONARDO (BR)
Application Number:
PCT/BR2016/050355
Publication Date:
July 06, 2017
Filing Date:
December 27, 2016
Export Citation:
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Assignee:
FIBRIA CELULOSE SA (BR)
International Classes:
D21H17/21; D21C3/02; D21C9/10; D21H11/04; D21H21/10; D21H21/18
Domestic Patent References:
WO2013090272A12013-06-20
Foreign References:
US6939437B12005-09-06
US20020100568A12002-08-01
US5169497A1992-12-08
US5423946A1995-06-13
US5501770A1996-03-26
US5507914A1996-04-16
Other References:
SARKAR, J.M. ET AL.: "Applying enzymes and polymers to enhance the freeness of recycled fiber", TAPPI JOURNAL (USA, vol. 78, no. 2, February 1995 (1995-02-01), pages 89 - 95, XP 000541957
REID, L ET AL.: "Pectinase in papermaking: solving retention problems in mechanical pulp bleached with hidrogen peroxide", ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY, vol. 26, no. 2-4, 2000, pages 115 - 123, XP 055398020
MORAN, B.R.: "Enzyme treatment improves refining efficiency, recycled fiber freeness", PULP & PAPER, vol. 70, no. 9, September 1996 (1996-09-01), pages 119 - 121, XP009511374
Attorney, Agent or Firm:
WEGMANN, Ana Cristina Almeida Müller (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Processo para produção de polpa de celulose a partir de matéria-prima celulósica caracterizado pelo fato de que compreende as etapas :

a) tratar a matéria-prima celulósica através do processo de polpação química ou semi-química para produzir polpa de celulose marrom (PM) ; b) branquear a polpa de celulose marrom através de sequência de branqueamento para obter a polpa de massa branca; c) adicionar o polímero com base de carboidratos (B) , em que a dosagem do dito polímero varia entre 2 a 12 kg/tonelada de polpa de celulose; d) adicionar a enzima ou mistura de enzimas à polpa de massa branca já aditivada com o polímero com base de carboidratos (B) , em que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições: i. temperatura reacional entre 40 a 90 °C; ii. pH reacional entre 3,0 e 9,0; iii. tempo de reação entre 10 a 300 minutos; iv. quantidade de enzima entre 10 g de EZ a 200 g de EZ por tonelada de celulose; e) passar a polpa de massa branca aditivada pela torre de reação antes da máquina de secagem (TMCB) ; e f) secar (S) a polpa de massa branca aditivada para obter a polpa de celulose (CL) .

2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a matéria-prima celulósica é uma fibra vegetal .

3. Processo de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de que a fibra vegetal é um fibra curta, mais preferencialmente, uma fibra de eucalipto.

4. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 3 caracterizado pelo fato de que o processo de polpação é um processo Kraft.

5. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 4 caracterizado pelo fato de que branquear compreende utilizar uma sequência de branqueamento ECF ou TCF.

6. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 5 caracterizado pelo fato de que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições :

i. temperatura reacional entre 50 a 80 °C; ii. pH reacional entre 3,5 e 8,0; iii. tempo de reação entre 30 a 120 minutos; iv. quantidade de enzima entre 20 g de EZ a 100 g de EZ por tonelada de celulose.

7. Processo para produção de polpa de celulose a partir de matéria-prima celulósica caracterizado pelo fato de que compreende as etapas : a) tratar a matéria-prima celulósica através do processo de polpação química ou semi-química, para produzir polpa de celulose marrom (PM) ; b) branquear a polpa de celulose marrom através de sequência de branqueamento para obter a polpa de massa branca; c) adicionar a enzima ou mistura de enzimas à polpa de massa branca e já aditivada com o polímero com base de carboidratos (B) , em que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições: i. temperatura reacional entre 40 a 90 °C; ii. pH reacional entre 3,0 e 9,0; iii. tempo de reação entre 10 a 300 minutos; iv. quantidade de enzima entre 10 g de EZ a 200 g de EZ por tonelada de celulose; d) adicionar o polímero com base de carboidratos (B) , em que a dosagem do dito polímero varia entre 2 a 12 kg/tonelada de polpa de celulose;

e) passar a polpa de massa branca aditivada pela torre de reação antes da máquina de secagem (TMCB) ; e

f) secar (S) a polpa de massa branca aditivada para obter a polpa de celulose (CL) .

8. Processo de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pelo fato de que a fibra vegetal é uma fibra curta, mais preferencialmente, uma fibra de eucalipto.

9. Processo de acordo com as reivindicações de 7 a 8 caracterizado pelo fato de que o processo de polpação é um processo Kraft.

10. Processo de acordo com as reivindicações de 7 a 9 caracterizado pelo fato de que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições :

i. temperatura reacional entre 50 a 80 °C; ii. pH reacional entre 3,5 e 8,0; iii. tempo de reação entre 30 a 120 minutos; iv. quantidade de enzima entre 20 g de EZ a 100 g de EZ por tonelada de celulose.

11. Polpa de celulose caracterizada pelo fato de que é obtida pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.

12. Polpa de celulose caracterizada pelo fato de que apresenta índice de tração que varia entre 27,2 a 52,2 Nm/g nas celuloses branqueadas que foram tratadas pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.

13. Polpa de celulose caracterizada pelo fato de que apresenta índice de rasgo entre 4,5 e 6,5 Nm2/Kg nas celuloses branqueadas que foram tratadas pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10.

14. Uso da polpa de celulose de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13 caracterizado pelo fato de ser para produção de papel.

15. Papel caracterizado por compreender a polpa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13.

Description:
PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE POLPA DE CELULOSE , POLPA DE CELULOSE

E SEU USO , PAPEL

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a produção de polpas de celulose com aumento da qualidade e da aplicabilidade das ditas polpas, especialmente suas propriedades de resistência física e de grau de resistência à drenabilidade, através de etapa de tratamento enzimático compreendida no processo de produção da dita polpa de celulose, concomitantemente com a dosagem de polímero com base de carboidratos .

Antecedentes da invenção

[002] A qualidade e as características finais de um papel estão diretamente associadas ao tipo de fibra de celulose utilizada em sua composição. Nos últimos anos, diversos estudos vêm sendo realizados com o intuito de relacionar o impacto de modificações das características das fibras de celulose nas propriedades físico-mecânicas do papel. Dentre essas características das fibras de celulose, a sua flexibilidade e o seu número de grupos carboxílicos são considerados importantes para o desenvolvimento de papel com resistência física, sem comprometer sua estrutura.

[003] Além da preocupação com a qualidade da fibra e do melhoramento de suas características, a indústria de papel e celulose enfrenta constantes desafios para solucionar os problemas relacionados ao elevado consumo de água industrial em seus processos, que resulta em grande consumo de energia.

[004] Os tratamentos enzimáticos descritos no estado da técnica foram introduzidos no processo de produção de fibra de celulose como uma solução para promover a redução do consumo de produtos químicos empregados no processo através da sua ação, e com isso, também melhorar as características do efluente gerado pelo processo. Outro resultado da dosagem de enzimas no processo é a redução do gasto energético.

[005] Em relação às propriedades de resistência física das fibras de celulose, pode-se afirmar que estão relacionadas à quantidade de grupos carboxílicos presentes e à flexibilidade das fibras.

[006] Quanto maior a quantidade de grupos carboxílicos presente nas fibras e, quanto mais flexíveis essas fibras, maior resistência física, isto é, tração será conferida ao papel produzido a partir das mesmas.

[007] Isso ocorre devido ao aumento da área de contato entre as fibras com essas características, que então possibilita um crescimento no número de ligações entre as ditas fibras. Além disso, o aumento de grupos carboxílicos ou ligantes permite a formação de maior número de ligações de ponte de hidrogénio.

[008] Alguns documentos do estado da técnica também mencionam a diferenciação das propriedades físicas das fibras e do papel através da aplicação de enzimas no processo de produção. No entanto, de acordo com o já descrito no estado da técnica, o aumento da resistência física da polpa, via uso de enzimas, muitas vezes compromete a sua drenabilidade . Ou ainda, quando se obtém uma melhora na capacidade de drenagem da fibra, há uma piora na sua resistência física. [009] O documento WO2003/021033 descreve um processo de fabricação de papel tissue em máquina, em que o produto de papel contém fibras de celulose. É realizado um tratamento enzimático sobre as fibras de celulose com o objetivo de aumentar o número de grupos aldeídos reativos na superfície das referidas fibras. O tratamento revelado no referido documento consiste na mistura de uma suspensão aquosa de fibras de celulose com uma ou mais enzimas hidrolíticas , opcionalmente, na presença de tensoativos, outras enzimas não celulases/ hemicelulases ou reagentes químicos não hidrolíticos em que os grupos aldeídos são formados na superfície das fibras ou perto delas. A utilização dessas enzimas hidrolíticas , em particular as celulases, é responsável pela degradação da parede celular fibrosa, prejudicando as propriedades de tração do papel.

[0010] González et al . (2013) descreve um processo de tratamento enzimático de polpa combinado com a adição de celuloses nanofibriladas (NFC) que resulta no aperfeiçoamento das propriedades físicas e mecânicas de uma suspensão de polpa utilizada na fabricação de papel. No entanto, os resultados do estudo mostraram que não houve aumento da drenabilidade das fibras .

[0011] Pommier et al . (1989) descreve a ação enzimática na polpa de celulose como um "efeito peeling" e sugere que as enzimas desfibrilam as fibras de celulose através da remoção de moléculas com grande afinidade com a água, mas com uma pequena contribuição para o potencial global de ligação de hidrogénio das fibras. Esta redução nas interações polpa-água permite uma maior drenagem da polpa. No entanto, leva a uma redução da resistência e do comprimento da fibra, além de uma produção excessiva de finos. Como consequência, a resistência do papel é dramaticamente afetada.

[0012] Embora a realização de uma etapa de tratamento enzimático no processo de refino de celulose seja conhecida do estado da técnica, mostra-se premente o desenvolvimento de um processo em que a aplicação da enzima resulte em aumento da área superficial da fibra de celulose, sem comprometer as propriedades físicas da fibra tratada, e em que a polpa de celulose obtida apresente maior resistência física - tração e rasgo - e pelo menos a manutenção de seu grau de resistência à drenabilidade .

Sumário da invenção

[0013] A presente invenção objetiva prover polpas de celulose com propriedades superficiais aprimoradas, sendo que estas propriedades são também observadas no papel produzido a partir da referida polpa de celulose.

[0014] Uma primeira concretização da presente invenção diz respeito a um processo de produção de polpa de celulose a partir de matéria-prima celulósica, através da dosagem de enzimas em determinadas concentrações e etapa do processo.

[0015] Uma segunda concretização da invenção refere-se à polpa de celulose produzida a partir do referido processo, sendo que a referida polpa apresenta índice de tração que varia entre 27,2 e 52,2 Nm/g, mais preferencialmente entre 27,5 e 34,0 Nm/g e índice de rasgo entre 4,0 e 8,0 Nm 2 /Kg, mais preferencialmente entre 4,5 e 6,5 Nm 2 /Kg, e ainda a dita polpa produzida pelo referido processo mantém o grau de resistência à drenabilidade .

[0016] Uma terceira concretização da invenção diz respeito ao uso da polpa de celulose obtida pelo dito processo para produzir papel.

[0017] E uma quarta concretização que se refere ao papel produzido a partir da polpa obtida pelo dito processo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0018] Figura 1 - apresenta fluxograma simplificado mostrando a etapa de tratamento enzimático concomitantemente com dosagem de polímero com base de carboidratos de acordo com uma concretização preferencial da invenção.

[0019] Figura 2 - apresenta gráfico que mostra aumento na área superficial da fibra com a dosagem da enzima.

[0020] Figura 3 - apresenta gráfico com dados do ensaio que confirmam que o tratamento enzimático é capaz de alterar a reatividade da superfície das fibras, avaliada através do potencial zeta.

[0021] Figura 4 - gráfico que mostra o aumento do índice de tração da polpa da presente invenção comparada com a polpa de referência .

[0022] Figura 5 - gráfico que mostra o aumento do índice de rasgo da polpa da presente invenção comparada com a polpa de referência .

[0023] Figura 6 - gráfico que mostra um comparativo entre o grau de resistência à drenabilidade da polpa da presente invenção e aquela da polpa de referência. [0024] Figura 7 - gráfico que demonstra que o papel produzido a partir da polpa da presente invenção reproduz os ganhos de tração que a polpa da presente invenção apresenta.

[0025] Figura 8 - representação da máquina piloto de produção de papel tissue.

Descrição detalhada da invenção

[0026] A presente invenção se refere a um processo de produção de polpa de celulose com aumento da qualidade e da aplicabilidade das ditas polpas, especialmente suas propriedades de resistência física, pelo menos com a manutenção de seu grau de resistência à drenabilidade, através de etapa de tratamento enzimático, concomitantemente à dosagem de um polímero com base de carboidratos , compreendida no processo de produção da dita polpa de celulose.

[0027] O polímero com base de carboidratos pode ser selecionado a partir do grupo que consiste de: amido, carboximetilcelulose, goma guar, entre outros.

[0028] O tratamento enzimático compreende a utilização de enzima ou mistura de enzimas hidrolíticas (EZ), conhecidas de um técnico no assunto e comercialmente disponíveis, e que pode (m) ser selecionada ( s ) a partir do grupo que consiste de: -amilase,2 β-amilase, glucan 1 , 4- -glucosidase, celulase, endo-1 , 3 ( 4 ) -β-glucanase, inulinase, endo-1 , 4^-xilanase, oligo-1 , 6-glucosidase, dextranase, chitinase, poligalacturonase, lisozime, exo- -sialidase, -glucosidase, β-glucosidase . -galactosidase, β-galactosidase, - mannosidase, β-mannosidase, β-fructofuranosidase, , - trehalase, β-glucuronidase, endo-1 , 3^-xilanase, amilo-1,6- glucosidase, hialuronoglucosaminidase, hialuronoglucuronidase, xilan 1 , 4^-xilosidase, β-D-fucosidase, glucan endo-1 , 3-β-ϋ- glucosidase, -L-rhamnosidase, pululanase, GDP-glucosidase, β- L-rhamnosidase, fucoidanase, glucosilceramidase, galactosilceramidase, galactosilgalactosilglucosilceramidase, sucrose -glucosidase, -Ν-acetilgalactosaminidase, -N- acetilglucosaminidase .

[0029] A atuação da enzima ou mistura de enzimas (EZ) disponíveis no mercado se dá na área superficial da fibra de celulose, potencializando a capacidade de adsorção de químicos modificadores da fibra durante o processo de produção da polpa de celulose.

[0030] No entanto, a dosagem de enzimas em concentrações excessivas pode causar uma atuação das mesmas de forma mais profunda nas fibras, o que poderia alterar de forma significativa sua resistência física e seu grau de resistência à drenabilidade e, até mesmo, degradar as paredes das ditas fibras .

[0031] Os inventores verificaram aumento da resistência física e, surpreendentemente, a pelo menos manutenção do grau de resistência à drenabilidade da polpa de celulose obtida pelo processo aqui descrito, através da definição de teores específicos de enzima a serem dosados em conjunto com o polímero com base de carboidratos , na etapa após o branqueamento da polpa e antes da secagem da dita polpa.

[0032] A Figura 1 ilustra as etapas do processo da presente invenção. O processo de produção de polpa de celulose compreende as etapas de: a) tratar a matéria-prima celulósica através do processo de polpação química ou semi-química para produzir polpa de celulose marrom (PM) ; b) branquear a polpa de celulose marrom através de sequência de branqueamento para obter a polpa de massa branca; c) adicionar o polímero com base de carboidratos (B) , em que a dosagem do dito polímero varia entre 2 a 12 kg/tonelada de polpa de celulose; d) adicionar a enzima ou mistura de enzimas à polpa de massa branca já aditivada com o polímero com base de carboidratos (B) , em que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições : i. temperatura reacional entre 40 a 90 °C; ii. pH reacional entre 3,0 e 9,0 utilizando para o ajuste um base forte ou um ácido forte, com controle através de medição do pH; iii. tempo de reação entre 10 a 300 minutos; iv. quantidade de enzima entre 10 g de EZ a 200 g de EZ por tonelada de celulose; e) passar a polpa de massa branca aditivada pela torre de reação antes da máquina de secagem (TMCB) ; e f) secar (S) a polpa de massa branca aditivada para obter a polpa de celulose (CL) .

[0033] A Figura 2 mostra que a dosagem de 50, 100 ou 200 g/ton de enzima provoca um aumento da área superficial da fibra quando comparado a uma amostra de referência. A amostra de referência é uma polpa de massa branca que não foi aditivada, ou seja, não recebeu dosagem de polímero com base de carboidratos e de enzima ou mistura de enzimas.

[0034] O tratamento enzimático aplicado em condições controladas das variáveis cinéticas das reações envolvidas, a saber, temperatura, pH e tempo, propicia uma maior eficiência do tratamento e com isso, uma dosagem de enzima mais otimizada ao processo de produção da polpa de celulose.

[0035] A figura 3 mostra o aumento da reatividade da fibra produzida pelo processo da presente invenção. A reatividade está representada pelo potencial zeta.

[0036] As figuras 4 e 5 demonstram os ganhos de resistência física da polpa obtida pelo processo descrito na presente invenção quando comparada com a polpa de referência. E ainda, a Figura 6 comprova a manutenção do grau de resistência à drenabilidade da polpa da presente invenção em comparação à polpa de referência.

[0037] O papel obtido a partir da polpa da presente invenção reproduz esses ganhos de resistência física, conforme demonstrado na Figura 7.

[0038] E ainda, como a dosagem da enzima ou da mistura de enzimas comerciais ocorre antes da etapa de secagem da polpa de massa branca, a referida enzima ou mistura de enzimas sofre desnaturação durante a dita etapa de secagem, o que resulta em uma polpa de celulose (CL) sem resíduos de enzima ou de mistura de enzimas, conforme foi comprovado através da realização de teste ELISA. [0039] Em uma concretização preferencial da presente invenção, o processo de produção de polpa de celulose compreende as etapas de: a) tratar a matéria-prima celulósica através do processo de polpação química, em que preferencialmente a polpação química é um processo tipo Kraft, para produzir polpa de celulose marrom (PM) ; b) branquear a polpa de celulose marrom através de sequência de branqueamento que compreende tratamento com dióxido de cloro à quente (DHT) , seguido de tratamento com soda e peróxido (EOP) , seguido de tratamento com dióxido de cloro (Dl ) ; c) adicionar o polímero com base de carboidratos (B) , em que a dosagem do dito polímero varia entre 2 a 12 kg/tonelada de polpa de celulose, preferencialmente adicionar entre 3 e 10 Kg de polímero/ tonelada de polpa de celulose; d) adicionar a enzima ou mistura de enzimas à polpa de massa branca e já aditivada com o polímero com base de carboidratos (B) , em que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições : i. temperatura reacional entre 50 a 80 °C; ii. pH reacional entre 3,5 e 8,0, utilizando para o ajuste hidróxido de sódio ou ácido sulfúrico; iii. tempo de reação entre 30 a 120 minutos; iv. quantidade de enzima entre 20 g de EZ a 100 g de EZ por tonelada de celulose; e) passar a polpa de massa branca aditivada pela torre de reação antes da máquina de secagem (TMCB) ; e f) secar (S) a polpa de massa branca aditivada para obter a polpa de celulose (CL) .

[0040] Em outra concretização preferencial da presente invenção, o processo de produção de polpa de celulose pode ser descrito como: a) tratar a matéria-prima celulósica através do processo de polpação química, em que preferencialmente a polpação química é um processo tipo Kraft, para produzir polpa de celulose marrom (PM) ; b) branquear a polpa de celulose marrom através de sequência de branqueamento que compreende tratamento com dióxido de cloro à quente (DHT) , seguido de tratamento com soda e peróxido (EOP) , seguido de tratamento com dióxido de cloro (Dl ) ; c) adicionar a enzima ou mistura de enzimas à polpa de massa branca e já aditivada com o polímero com base de carboidratos (B) , em que a adição da enzima (E) ou mistura de enzimas ocorre de acordo com as seguintes condições : i. temperatura reacional entre 50 a 80 °C; ii. pH reacional entre 3,5 e 8,0, utilizando para o ajuste hidróxido de sódio ou ácido sulfúrico; iii. tempo de reação entre 30 a 120 minutos; iv. quantidade de enzima entre 20 g de EZ a 100 g de EZ por tonelada de celulose; d) adicionar o polímero com base de carboidratos (B) , em que a dosagem do dito polímero varia entre 2 a 12 kg/tonelada de polpa de celulose, preferencialmente dosar entre 3 e 10 Kg de polímero/ tonelada de polpa de celulose; e) passar a polpa de massa branca aditivada pela torre de reação antes da máquina de secagem (TMCB) ; e f) secar (S) a polpa de massa branca aditivada para obter a polpa de celulose (CL) .

[0041] O processo de polpação química, mais especificamente o processo de polpação Kraft, conforme já descrito no estado da técnica, compreende tratar as fibras de origem vegetal, incluindo as seguintes etapas: a) digestão - onde há o cozimento das fibras de origem vegetal junto ao hidróxido de sódio e sulfeto de sódio para separar a polpa de celulose marrom (PM) da lignina; b) separação do licor negro da celulose - o licor negro tem que ser separado da polpa de celulose marrom (PM) ; c) caldeira de recuperação - o licor negro é tratado até poder ser queimado na caldeira de recuperação para gerar energia; d) o fechamento do circuito através da recuperação do hidróxido de sódio, sulfeto de sódio e a água; e) transformação da polpa de celulose marrom (PM) em celulose branqueada (CL) ; sendo que a referida transformação compreende i) lavar a polpa de celulose com água para eliminar o residual de licor negro; ii) o pré-branqueamento ; iii) o branqueamento; iv) secagem da celulose (CL) .

[0042] Em outras concretizações da presente invenção, a etapa (b) de branqueamento de uma polpa marrom de celulose (PM) do processo de obtenção da polpa de celulose da presente invenção pode ser selecionada do grupo consistindo de:

1) dioxidação à quente (D0HOT) , seguida por extração oxidativa com peróxido (EOP) , seguida de dioxidação final (D) - produto isento de cloro elementar (ECF) ;

2) estágio ácido com sulfúrico ou clorídrico (A), DO (dioxidação sem ser à quente) , seguida por extração oxidativa com peróxido (EOP) , seguida por dioxidação (Dl), seguida por extração com peróxido (Ep) , seguida por outra dioxidação (D2) - produto isento de cloro elementar (ECF) ;

3) dioxidação à quente (DoHOT) , seguida por extração oxidativa com peróxido (Eop) , seguida por dioxidação com neutralização com soda, e outro estágio de dioxidação (DnD) - produto isento de cloro elementar (ECF) ;

4) um estágio de deslignifiacação (O) seguido por passagem da polpa em torre de ácido, lavagem, utilização de ozônio com extração (AZe) , seguido por outra lavagem, depois dioxidação (d) e adição de peróxido (P) - produto isento de cloro elementar (ECF) ; 5) um estágio de deslignifiacação (0) , seguido por acidulação (aZe) por 15 minutos, seguido por aplicação de ozônio, seguida por extração, em seguida, lavagem com água, dioxidação (D) , novamente lavagem, adição de peróxido (P) , seguida de lavagem, e por fim, secagem - produto isento de cloro elementar (ECF) ;

6) um estágio de deslignifiacação (0) , seguido de estágio ácido com sulfúrico ou clorídrico (A) , seguido de extração com ozônio (Ze), seguido de adição de peróxido (P) , seguida de nova adição de peróxido (P) - produto totalmente livre de cloro elementar e compostos à base de cloro (TCF) ;

7) um estágio de deslignifiacação (0), utilização de ozônio com extração ( aZe ) seguido de adição de peróxido (P) , seguida de nova adição de peróxido (P) - produto totalmente livre de cloro elementar e compostos à base de cloro (TCF) ; e

8) deslignificação (00) com oxigénio para baixar o número Kappa em 35%, estágio ácido com sulfúrico ou clorídrico e dioxidação à quente (A DoHOT) , seguida por extração oxidativa com peróxido (EoP) , seguida de dioxidação (D) , e adição final de peróxido (P ) - produto isento de cloro elementar (ECF) .

[0043] No último estágio do branqueamento, são dosados o polímero com base de carboidratos e a enzima ou mistura de enzimas comerciais, que logo em seguida passam por um dispositivo de homogeneização, que garante o maior contato entre os produtos dosados e a fibra. Em seguida, essa mistura, é transferida para uma bomba de mistura onde ocorre a mistura efetiva dos aditivos. Em seguida, a polpa aditivada com polímero com base de carboidratos e enzima ou mistura de enzimas comerciais, é bombeada para uma torre de reação, onde a mistura permanece por 10 a 300 minutos, mais preferencialmente por 30 a 120 minutos, a uma temperatura entre 40 e 90°C, mais preferencialmente entre 50 e 80 °C e pH variando entre 3,0 e 9,0, mais preferencialmente variando entre 3,5 e 8,0, utilizando para o ajuste hidróxido de sódio ou ácido sulfúrico, de forma a completar a reação.

[0044] A polpa obtida é então diluída e bombeada para a etapa de secagem. Segue-se então a obtenção da polpa de celulose (CL) para o mercado de papel.

[0045] Os inventores verificaram ainda que, ao contrário do que indicam os ensinamentos do estado da técnica, o processo aqui descrito resulta em uma polpa de celulose (CL) com maior resistência física, ou seja, rasgo e tração, e também com a pelo menos manutenção do grau de resistência à drenabilidade, conforme gráficos das Figuras de 4 a 6.

[0046] De acordo com uma concretização preferida da presente invenção, o tratamento enzimático é realizado pela ação de enzimas hidrolíticas, como por exemplo, celulases, ou mistura de celulases com outras enzimas disponíveis no mercado com cargas variando na faixa de 20 a 100 gramas de enzima por tonelada de celulose.

[0047] O referido tratamento enzimático (E) é conduzido em uma etapa posterior ao processo de branqueamento da polpa obtida pelo processo de polpação química, e antes da etapa de secagem (S) da polpa para que seja então utilizada na fabricação de papel.

[0048] De modo preferencial, o tratamento enzimático apresenta um tempo de retenção na faixa de 30 a 120 minutos, um valor do pH na faixa de 3,5 a 8,0, uma temperatura na faixa de 50 a 80°C, preferencialmente, quando a enzima hidrolitica for uma celulase.

[0049] As fibras utilizadas no processo da presente invenção podem ser as chamadas fibras de origem vegetal, preferencialmente fibras curtas, mais preferencialmente fibras de eucalipto.

[0050] A polpa de celulose da presente invenção, obtida através de um processo que inclui uma etapa de tratamento enzimático, concomitantemente a dosagem de um polímero com base de carboidratos , surpreendentemente apresenta aumento na área superficial da fibra de celulose, sem comprometer as propriedades físicas da fibra tratada, e ainda garantindo que a polpa de celulose obtida apresente maior resistência física - tração e rasgo - e pelo menos mantenha seu grau de resistência à drenabilidade .

Exemplos

[0051] Os exemplos a seguir vão melhor ilustrar a presente invenção e as condições e parâmetros particulares descritos representam concretizações preferidas, mas não limitantes da presente invenção.

Exemplo 1 : Processo de produção da polpa - adição de polímero seguida da adição de enzima [0052] Para um processo de tratamento de polpa Kraft, foi usado um polímero com base de carboidrato, mas especificamente amido, em uma dosagem entre 3 a 10 Kg/ tonelada de polpa de celulose a partir de fibras curtas. Em seguida, foi adicionada de 30 a 50g de EZ por tonelada de celulose, em que as condições reacionais são as que seguem: temperatura de 50 a 90 °C, pH 3,0 a 8,0, durante um período 60-240 minutos. A sequência de branqueamento utilizada foi uma sequência ECF.

Exemplo 2 : Processo de produção da polpa - adição de enzima seguida da adição de polímero

[0053] Para um processo de tratamento de polpa Kraft, foi adicionada 30 a 50g de EZ por tonelada de celulose a partir de fibras curtas, em que as condições reacionais são as que seguem: temperatura de 50 a 90 °C, pH 3,0 a 9,0, durante um período de 60 a 240 minutos. Em seguida, foi dosado um polímero com base de carboidrato, mas especificamente amido, em uma dosagem entre 3 e 10 Kg/ tonelada de polpa de celulose. A sequência de branqueamento utilizada foi uma sequência ECF.

Exemplo 3: Descrição dos testes comparativos com as re erências .

[0054] Foram realizados testes comparativos para avaliação das características da polpa de celulose obtida a partir do processo da presente invenção, com a adição concomitante de polímero a base de carboidratos e enzima ou mistura de enzimas, disponíveis comercialmente.

[0055] Nos testes em laboratório, o equipamento usado era um reator de branqueamento de celulose com uma capacidade de 300 g de fibras secas e controle automático total das condições de processo, que foram ajustadas para: 50 °C de temperatura, pH igual a 7,0 e tempo de reação de 120 minutos. A quantidade de enzima ou mistura de enzimas utilizada variou entre 0 (Referência) e 50 a 200 g/tsa (Amostras A, B, C e D) .

[0056] Os resultados dos testes em laboratório estão descritos na Tabela 1.

Tabela 1:

[0057] Como pode ser evidenciado pelos resultados acima, houve uma melhora nos índices de rasgo e tração da polpa obtida .

[0058] Os testes comparativos seguiram com testes em escala maior, quando foi utilizado o reator com uma capacidade de polpa seca de 100 kg, e que também tinha controle automático das variáveis do processo. As variáveis se mantiveram: temperatura de 50 °C, pH igual a 7,0 e tempo de reação de 120 minutos. A quantidade de enzima ou mistura de enzimas utilizada foi de 50 g/tsa. [0059] Novamente foi possível verificar que, em comparação referência, a polpa da presente invenção apresentou melhora resistência física sem comprometer seu grau de resistência drenabilidade . Os resultados estão descritos na Tabela 2.

Tabela 2

[0060] E ainda, testes em escala ainda maior foram realizados, e também comprovaram a melhora na resistência física da polpa obtida, com a manutenção do grau de resistência à drenabilidade da mesma. A quantidade de enzima ou mistura de enzimas utilizadas foi de 30 g/tsa e 50 g/tsa.

[0061] Os resultados podem ser visualizados na tabela 3 a seguir .

Tabela 3 índice de índice de

Drenabilidade

Amostra Rasgo Tração

(°SR)

(Nm 2 /kg) (Nm/g)

Referência A 23,5 3,1 22,4

Referência B 21, 0 3,4 22,7

Lote 1 21, 0 5, 2 27,2 Lote 2 21, 0 6, 5 27,4

Lote 3 22, 0 4,5 27,5

Lote 4 21, 0 5, 5 27,7

Lote 5 21, 0 5, 3 27,3

[0062] Os dados estão graficamente representados nas Figuras 4, 5 e 6.

[0063] A reprodutibilidade das características de resistência física melhorada da polpa da presente invenção foi observada, portanto, desde a escala laboratorial até maiores escalas .

Exemplo 4: Processo para fabricação de papel usando a polpa da presente invenção

[0064] Foi avaliada a capabilidade da polpa da presente invenção em máquina piloto de produção de papel tissue.

[0065] A preparação de massa foi realizada em batelada (batch) , onde foram preparadas 4,2 toneladas de massa.

[0066] Após o preparo, a massa foi enviada para teste em máquina de papel tissue disponível no mercado, conforme ilustrado na Figura 8.

[0067] Como resultado, foi observado que os resultados da resistência física no papel reproduziram os ganhos em resistência física que foram observados na polpa da presente invenção. Mas especificamente, houve um aumento no índice de tração de mais de 50%, conforme demonstrado na Figura 7.

[0068] Essas propriedades aperfeiçoadas - índice de rasgo e índice de tração - foram transferidas para o papel obtido, especialmente o papel tipo tissue, e papel para escrita e impressão, além de permitir que o processo de fabricação de papel a partir da polpa de celulose assim obtida apresente ganhos de produtividade e gerem economia de recursos, pois garantem uma drenagem/secagem mais eficiente, uma vez que o grau de resistência à drenabilidade foi mantido.