Estudo sobre a elaboração de papel utilizando diferentes tipos de fibra celulósicas

Abstract

Nas últimas décadas houve um aumento significativo no consumo de papel ao redor do mundo, incentivando a criação de diversas pesquisas, investimentos, aprimoramento de técnicas de produção e, consequentemente, na expansão da indústria do papel. Sua matéria prima é a celulose, o biopolímero mais abundante do planeta que consiste em uma cadeia do monômero β-glicose. Ela passa primeiramente por processos mecânicos de descascamento e cisalhamento visando diminuir a quantidade de energia necessária para o rompimento das fibras, reduzindo a matéria bruta a pequenos pedaços. Posteriormente passa pela polpação kraft onde a matéria prima é mergulhada em licor branco (Na2S + NaOH) e aquecida, ocorrendo a degradação da lignina, separando as fibras e separando, principalmente, celulose e hemicelulose para serem usadas nos processos seguintes. As reações que ocorrem no processo kraft de polpação são complexas e não totalmente entendidas. Seguido do branqueamento, onde são retiradas as partes de lignina restantes na pasta celulósica. Depois são adicionados agentes químicos que melhoram as propriedades do papel como amidos, colas, alvejantes ópticos etc. E por último a secagem onde são definidos o formato e a espessura do produto final. Neste projeto, as fibras foram despedaçadas mecanicamente antes do processo, para facilitar na hora da polpação. Foi utilizado o método kraft para a produção do papel, adaptado, utilizando apenas hidróxido de sódio ao invés de utilizar este com sulfeto de sódio. A etapa do branqueamento foi feita usando cloro e a colagem realizada com a cola feita a partir do amido. O produto obtido ao final do experimento foi caracterizado fisicamente. Obteve-se papéis com características visuais e mecânicas particulares, porém, com alguns aspectos pouco razoáveis, bem distantes de um papel para uso comercial.

In recent decades there has been a significant increase in paper consumption around the world, encouraging the creation of various researches, investments, improvement of production techniques and, consequently, the expansion of the paper industry. Its raw material is cellulose, the most abundant biopolymer on the planet consisting of a β-glucose monomer chain. It first goes through mechanical peeling and shearing processes in order to reduce the amount of energy needed to break the fibers, reducing the raw material to small pieces. Subsequently, it goes through the kraft pulping process where the raw material is immersed in white liquor (Na2S + NaOH) and heated, where the degradation of the lignin occurs, separating the fibers and separating, mainly, cellulose and hemicellulose to be used in the following processes. The reactions that occur in the kraft pulping process are complex and not fully understood. Followed by bleaching, where the remaining parts of lignin in the cellulosic pulp are removed. Then chemical agents are added that improve the properties of the paper, such as starches, glues, optical brighteners, etc. And finally drying where the format and thickness of the final product are defined. In this project, the fibers were mechanically broken before the process, to facilitate pulping. The kraft method was used to produce the paper, adapted, using only sodium hydroxide instead of using it with sodium sulfide. The bleaching step was carried out using chlorine and the gluing was carried out with the glue made from starch. The product obtained at the end of the experiment was physically characterized. Papers with particular visual and mechanical characteristics were obtained, however, with some unreasonable aspects, far removed from a paper for commercial use.