Polpação Química

POLPAÇÃO QUÍMICA

Pode-se definir o processo de polpação como sendo o processo de separação das fibras da madeira mediante a utilização de energia química e/ou mecânica. Os diversos processos de polpação podem ser classificados de acordo com seus rendimentos ou de acordo com o pH utilizado.

1. Polpação Alcalina:

O termo polpação alcalina inclui todos os métodos de produção de pasta celulósica, nos quais os vegetais contendo fibras de celulose são tratados com soluções alcalinas aquosas.

Os dois principais processos alcalinos na produção de pasta química são: o processo soda e o processo Kraft ou sulfato. No processo soda, o principal reagente é o hidróxido de sódio, enquanto no processo sulfato usa-se, além do hidróxido de sódio, o sulfeto de sódio.

• Processo Kraft ou Sulfato:

A denominação do processo sulfato não é conveniente, pois faz pensar que o agente ativo do cozimento seja o sulfato, quando, na realidade, são o hidróxido de sódio e o sulfeto de sódio.

As principais vantagens desse processo sulfato sobre os demais são: grande flexibilidade com relação às espécies de madeira, ciclos de cozimento mais curtos que o processo sulfito ácido, pode ser utilizado para madeira resinosa, a recuperação do licor utilizado é economicamente viável, etc. Já as principais desvantagens desse processo são: alto custo de investimento na construção da fábrica, o problema do odor dos gases produzidos, baixo rendimento de polpação, alto custo de branqueamento, etc.

Produção de pasta de sulfato:

Os cavacos de madeira são aquecidos em um vaso de pressão (digestor) com licor de cozimento consistindo, principalmente, de uma solução aquosa de hidróxido de sódio e de sulfeto de sódio, além de outros sais de óxidos, frequentemente, em quantidades relativamente pequenas, sem afetar as reações.

O licor de cozimento é feito a partir do licor branco e do licor de um cozimento anterior contendo constituintes de madeira dissolvidos, ao lado de reagentes de cozimento não consumidos.

No processo Kraft, o sistema de alívio dos gases durante o cozimento não necessita de projeto tão elaborado como o do processo sulfito, pois apenas pequenas quantidades de gases estão envolvidas. Nos gases encontram-se os compostos orgânicos malcheirosos. Os gases de alivio são condensados e a terebintina, um desses gases, é recuperado, o que não acontece com as folhosas.

O vapor desprendido durante a descarga é usada para aquecer a água destinada ao consumo da fabrica. O licor negro diluído é adicionado à pasta e ao licor negro no tanque de descarga.

• Recuperação dos reagentes:

A recuperação constitui uma parte essencial do processo sulfato. A função do sistema de recuperação não consiste, unicamente, em retornar os reagentes ao digestor com um mínimo de perda, mas também consiste em produzir vapor para diversas operações tais como cozimento, branqueamento e secagem reduzindo os custos; ser capaz de produzir um licor de cozimento com composição adequada a sua reutilização; eliminar parte dos efluentes com potencial poluidor.

• Impregnação dos cavacos:

A finalidade de polpação é separar da sua organização compacta as fibras ou os traqueídeos. Essa separação é conseguida pela dissociação da lamela média, composta de lignina, em sua maior parte, e de material péctico.

Para a produção de pastas uniformes, deve-se dar um tratamento químico e térmico idêntico a todas as fibras.

A estrutura da madeira apresenta variações entre espécies, dentro da mesma espécie e ate mesmo da própria árvore.

Como a lignina situada em torno da fibra é rígida e impermeável a água, as árvores possuem uma estrutura dotada de meios de transportar os líquidos de cima para baixo, formando um sistema de comunicação entre as folhas e as raízes. Nas coníferas o fluxo vertical ocorre quase inteiramente através de lúmens de fibras e traqueídeos. O fluxo transversal de líquidos na estrutura da madeira é promovido pelas células radiais estendidas em grupos do centro da árvore até o câmbio. Nas folhosas, a estrutura de células radiais é bastante extensa e os grupos são mais contínuos na direção radial.

A penetração do licor na parece é promovida pela difusão a partir do lúmen, sendo a seqüência de contato do licor: parede secundária, lamela média e finalmente, as áreas nos cantos das células.

A impregnação nas coníferas ocorre pelo lúmen dos traqueídeos, pelas pontuações e pelos sistemas capilares da madeira. Nas folhosas essa penetração ocorre através de vasos conectados verticalmente em longas fileiras com poucas ou nenhumas interrupções.

Nas folhosas, a penetração ocorre, a sua maior parte, através dos vasos conectados verticalmente em longas fileiras com poucas, ou nenhuma interrupção.

• Reações dos constituintes da madeira:

As fibras da árvore estão cimentadas entre si pela lignina. Um dos objetivos dos processos químicos de polpação é o de remover a lignina da lamela média, visando a separação das fibras.

Na polpação química, os componentes da madeira podem ser classificados em dois grupos:

a) Os que formam parte da parece celular e da estrutura intercelular;

b) Os componentes não pertencentes a parede celular que não possuem características de estrutura essencial da madeira.

Os extrativos podem influir sobre a conveniência da utilização de um determinado processo, sendo esse um dos motivos de se aplicar ao pinho o processo Kraft e não o processo sulfito.

Os componentes da parece celular de maior interesse para a polpação classificam-se em:

 Polissacarídeos, formados por açúcares simples e ácidos sacarídeos, sendo as ligações entre os monômeros, mas resistentes ao álcali, porém passiveis de hidrolise por acido;

 Lignina, um polímero complexo formado por unidades hidrixifenilpropano, possuindo, por isso, caráter fenólico.

• Variáveis de processo de cozimento:

As variáveis que controlam o rendimento, a composição química e as propriedades físicas de pasta produzidas