The performance of <i>Acacia mearnsii</i> De Wild for kraft pulping
DOI:
https://doi.org/10.5902/1980509850295Keywords:
Pulp yield, Wood chemistry, Wood propertiesAbstract
The growing worldwide interest in pulp produced from Acacia mearnsii encourages studies that prove its propensity and efficiency for this purpose. Thus, the objective of this work was to evaluate the performance of Acacia mearnsii to produce kraft pulp, under different pulping conditions. Wood samples from seed production areas (SPA) and clones were evaluated. Kraft pulping was performed at constant H-factor (1363), and the active alkali varied from 14% to 24%. The wood density of clone and SPA samples was approximately 0.544 g/cm³. The chemical analysis revealed that the content of extractives, lignin, and carbohydrates was 4.67%, 16.66%, and 77.02%, respectively. The optimal pulping condition was obtained with active alkali of 14%, where kappa number was 16; screened pulp yield was 57%. The results show that Acacia mearnsii is an outstanding source of short fibers to produce kraft pulp.
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References
ALMEIDA, F. S.; SILVA JÚNIOR, F. G. Influência da carga alcalina no processo de polpação Lo-solids para madeiras de eucalipto. In: CONGRESSO E EXPOSIÇÃO ANUAL DE CELULOSE E PAPEL, 37., 2004, São Paulo. Anais [...]. São Paulo, 2004. Available from: http://www.celso-foelkel.com.br/artigos/outros/06_alkali%20charge%20and%20HexAcds.pdf. Access: 13 jun. 2021.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11941: Madeira - Determinação da densidade básica. Rio de Janeiro, 2003.
BARBOSA, L. C. A.; MALTHA, C. R. A.; SILVA, V. L. Determinação da relação siringila/guaiacila da lignina em madeiras de eucalipto por pirólise acoplada à cromatografia gasosa e espectrometria de massas (pi-cg/em). Química Nova, São Paulo, v. 31, n. 8, p. 2035-2041, 2008.
BECK-PAY, S. L. Optimisation of pollen viability tests for Acacia podalyriifolia and two ploidys of Acacia mearnsi. South African Journal of Botany, Scottsville, v. 78, p. 285-289, 2012.
BIERMANN, C. J. Handbook of pulping and papermaking. San Diego: Academic press, 1996. 754 p.
BODIRLAU, R.; TEACA, C. A. Fourier transform infrared spectroscopy and thermal analysis of lignocellulose fillers treated with organic anhydrides. Romanian Journal of Physics, Iaşi, v. 54, n. 1/2, p. 93-104, 2009.
BROWN, A. G.; KO, H. C. Black wattle and its utilization – English edition. Canberra: Rural Industries Research and Development Corporation, 1997. 167 p.
CARDOSO, G. V. et al. Adequação de metodologia amostral de madeira de Eucalyptus Saligna e Eucalyptus Globulus para determinação do teor de cinzas. In: CONGRESSO ANUAL DE CELULOSE E PAPEL, 34., 2001, São Paulo. Anais [...]. São Paulo: Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel, 2001. Available from: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ssdLYcknIzQJ:www.celso-foelkel.com.br/artigos/ABTCP/abtcp.%2520para%2520site%25202001a.pdf+&cd=3&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br. Access: 13 jun. 2021.
CHAN, J. M. et al. Acacia mearnsii industry overview: current status, key research and development issues. Southern Forests, [s. l.], v. 77, p. 19-30, 2015.
COLODETTE, J. L. et al. Influence of pulping conditions on Eucalyptus kraft pulp yield, quality, and bleachability. Tappi Journal, Atlanta, v. 1, n. 1, p. 14 -20, 2002.
COLOM, X. et al. Structural analysis of photodegraded wood by means of FTIR spectroscopy. Polymer Degradation and Stability, Aubiere, v. 80, n. 3, p. 543-549, 2003.
CORREIA, F. M.; D’ANGELO, J. V. H.; SILVA JUNIOR, F. G. Revisitando o número kappa: conceitos e aplicações na indústria de celulose. O Papel, São Paulo, v. 80, p. 77-89, 2019.
COSTA, J. A. Qualidade da madeira de Eucalyptus grandis plantado no Distrito Federal para produção de celulose kraft. 2011. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Faculdade de Tecnologia, Universidade de Brasília, Brasília, 2011.
COSTA, M. M. et al. Avaliação preliminar do potencial de quatro madeiras de eucalipto na produção de polpa solúvel branqueada pela sequência OA(ZQ)P. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 21, n. 3, p. 385-392, 1997.
EMBRAPA. Sistemas de produção Embrapa: cultivo da Acácia Negra. [S. l.]: Embrapa Florestas, 2016.
FERREIRA, C. R. et al. Avaliação tecnológica de clones de eucalipto: parte 1 - qualidade da madeira para produção de celulose Kraft. Scientia Forestalis, Piracicaba. n. 70, p. 161-170, 2006.
FOELKEL, C. Os eucaliptos e as leguminosas: Parte 01: Acacia mearnsii. [S. l.]: Eucalyptus online Book & Newsletter, 2008.
FURTADO, C. M. et al. Pyroligneous liquor produced from Acacia mearnsii de wild wood under controlled conditions as a renewable source of chemicals. Química Nova, São Paulo, v. 38, n. 8, p. 1068-1074, 2015.
GOMES, F. J. B. et al. Influência do teor e da relação S/G da lignina da madeira no desempenho da polpação kraft. O Papel, São Paulo, v. 69, p. 95-105, 2008.
GOMIDE, J. L.; FANTUZZI NETO, H.; LEITE, H. G. Estratégia de análise da qualidade da madeira de Eucalyptus sp para produção de celulose kraft. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 28, n. 3, p. 443-4507, 2004.
GOMIDE, J. L.; FANTUZZI NETO, H.; REGAZZI, A. J. Análise de critérios de qualidade da madeira de eucalipto para produção de celulose kraft. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 34, n. 2, p. 339-344, 2010.
HIGA, R. C. V. et al. Acácia negra. [S. l.]: Embrapa Amapá, 1999.
INDÚSTRIA BRASILEIRA DE ÁRVORES. Relatório anual da Industria Brasileira de Arvores, ano base 2019. Brasília, 2020. 66 p.
INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Celulose e papel: tecnologia de fabricação da pasta celulósica. 2. ed. São Paulo, 1988. v. 1.
KLOCK, U. et al. Caderno didático de Química da madeira. 4. ed. Curitiba: Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, 2013.
LIN, S. Y.; DENCE, C. W. Methods in lignin chemistry. Berlin: Springer, 1992.
LOURENÇO, A. et al. The influence of heartwood on the pulping properties of Acacia melanoxylon wood. Journal of Wood Science, Japan. v. 54, p. 464-469, 2008.
MANDERS, W. F. Solid-state 13C NMR determination of the syringyl/guaiacyl ratio in hardwoods. Holzforschung, German, v. 41, n. 1, p. 13-18, 1987.
MARINHO, N. P. et al. Características da Polpa kraft Extraída da Espécie Acácia-negra na Produção de Papel. Floresta e Ambiente, Curitiba, v. 24, p. 1-10, 2017.
MOKFIENSKI, A. et al. A importância relativa da densidade da madeira e do teor de carboidratos no rendimento de polpa e na qualidade do produto. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 18, n. 3, p. 401-413, 2008.
MUNERI, A. Kraft pulping properties of Acacia mearnsii and Eucalyptus grandis grown in Zimbabwe. Southern African Forestry Journal, [s. l.], v. 179, p. 13-19, 1997.
NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY. NREL/TP-510-42618: Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass. Golden, 2012.
PANDEY, K. K. A study of chemical structure of soft and hardwood and wood polymers by FTIR spectroscopy. Journal of Applied Polymer Science, Hoboken, v. 71, n. 12, p. 1969-1975, 1999.
PANDEY, K. K.; PITMAN, A. J. FTIR studies of the changes in wood chemistry following decay by brown-rot and white-rot fungi. International Biodeterioration & Biodegradation, Shantou, v. 52, n. 3, p. 151-160, 2003.
PEREIRA, D. E. D. et al. A relação guaiacila/siringila como critério de seleção de árvores e sua importância no processo de deslignificação. In: CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE DESLIGNIFICAÇÃO, 1994, Vitória. Anais […]. Vitória: [s. n.], 1994.
PINTO, P. C.; EVTUGUIN, D. V.; PASCOAL NETO, C. Effect of structural features of wood biopolymers on hardwood pulping and bleaching performance. Industrial & engineering chemistry research, Pennsylvania, v. 44, p. 9777-9784, 2005.
RACHWAL, M. F. G. et al. Manejo dos resíduos da colheita de acácia-negra (Acacia mearnsii de Wild) e a sustentabilidade do sítio. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 17, n. 2, p. 137-144, 2007.
RIZALUDDIN, A. T. et al. Application of peroxymonosulfuric acid as a modification of the totally chlorine-free bleaching of Acacia mearnsii wood prehydrolysis-kraft pulp. Journal of Wood Science, Japan, v. 61, n. 3, p. 292-298, 2015.
SANSÍGOLO, C. A.; BUSNARDO, C. A.; GONZAGA, J. V. Qualidade de madeira e polpa de árvores jovens e adultas de Acacia mearnsii. In: CONGRESSO ANUAL DA ABTCP, São Paulo, 1986. Anais [...]. São Paulo, 1986. v. 19. p. 51-77.
SÁ, V. A. Influência da madeira de clones de Eucalyptus spp. na deslignificação e na qualidade da polpa kraft. 2014. Tese (Doutorado em Ciência da Tecnologia da madeira). Universidade Federal de Lavras. Lavras. 2014.
SANTOS, A.; ANJOS, O.; SIMÕES, R. Avaliação da qualidade do papel produzido com fibra de Acacia mearnsii spp. Silva Lusitana, Lisboa, v. 13, n. 2, p. 249-266, 2005.
SANTOS, R. et al. Polpação kraft e kraft/aq da madeira pré-hidrolisada de híbrido de Eucalyptus urophylla x grandis. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 26, n. 4, p. 1281-1290, 2016.
SARTO, C. SANSÍGOLO, C. A. Cinética da remoção dos extrativos da madeira de Eucalyptus grandis durante polpação Kraft. Acta Scientiarum. Maringá, v. 32, n. 3, p. 227- 235, 2010.
SEGURA T. E. S.; ZANÃO, M.; SILVA, F. G. Potencial da Madeira de acácia para a produção de polpa celulósica Kraft. In: ENCONTRO NACIONAL DA TECNICELPA; CIADICYP, 6. 2010, Lisboa. Anais […]. Lisboa: [s. n.], 2010.
SILVA JUNIOR, F. G.; BRITO, J. O. Panorama de la Industria de Celulosa y Papel en Iberoamérica. 1. ed. [S. l.]: Red Iberoamericana de Docencia e Investigación en Celulosa y Papel, 2008.
SINGH, P. M.; ANAYA, A. Effect of wood species on corrosion behavior of carbon steel and sainless in black liquors. Corrosion Science, [s. l.], v. 49. n. 2, p. 497- 509, 2007.
SIXTA, H. Handbook of pulp. 2nd ed. New York: Wiley-VCH, 2006.
SJÖSTRÖM, E. Wood chemistry: fundamentals and applications. 2nd ed. [S. l.]: Elsevier, 1993.
TAKAHASHI, S.; NAKAGAWA-IZUMI, A.; OHI, H. Differential behavior between Acacia mearnsii and Japanese larch woods in the formation and decomposition of hexenuronic acid during alkaline cooking. Journal of Wood Science, Japan, v. 57, p. 27-33, 2010.
TANIFUJI, K. et al. Advantage of acid sulfite cooking as processes of bioethanol production. Japan TAPPI Journal, Tokyo, v. 65, n. 5, p. 494-505, 2011.
TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY. T203: Alpha-, Beta- and Gamma-Cellulose in Pulp. Atlanta, 2009.
TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY. T204: solvent extractives of wood and pulp. Atlanta, 2007.
TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY. T211: ash in wood, pulp, paper and paperboard: combustion at 525°C. Atlanta, 2007.
TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY. T222: acid-insoluble lignin in wood and pulp. Atlanta, 2006.
TECHNICAL ASSOCIATION OF THE PULP AND PAPER INDUSTRY. T236: Kappa number of pulp. Atlanta, 2013.
TRUGILHO, P. F. et al. Clones de Eucalyptus versus a produção de polpa celulósica. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 15, n. 2, p. 145-155, 2005.
XING, D.; WANG, S.; LI, J. Effect of artificial weathering on the properties of industrial-scale thermally modified wood. Bioresources, Raleigh, v. 10, n. 4, p. 8238-8252, 2015.
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