Autor(es):
Martins, Margarida Raquel Ramos Cardoso
Data: 2007
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/2998
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia química; Pasta de papel; Deslenhificação; Branqueamento; Electrólise
Descrição
Numa altura em que um dos principais temas da actualidade é a poluição e os
problemas que ela irá causar no futuro, a indústria da pasta de papel, que
ocupa uma parte importante na economia mundial, tem sido pressionada no
sentido de substituir os métodos convencionais de branqueamento, que
utilizam principalmente cloro (Cl2) e dióxido de cloro (ClO2), por tecnologias
amigas do ambiente.
Desde a década de noventa que têm sido feitos esforços consideráveis no
sentido de introduzir reagentes alternativos para a deslenhificação da pasta de
papel. Surge assim uma nova classe de compostos que apresentam
vantagens enquanto oxidantes ou catalisadores regeneráveis e reutilizáveis no
processo de deslenhificação de pasta – os polioxometalatos. Estes são
catalisadores altamente selectivos em sínteses orgânicas oxidativas e na
deslenhificação oxidativa, reagindo com a lenhina por mecanismos de
transferência de electrões.
Esta dissertação tem como objectivo desenvolver um processo alternativo de
branqueamento de pasta kraft de Eucalyptus globulus; tentando remover a
lenhina residual da pasta usando um sistema de deslenhificação
electroquímica que tem como intermediário um polioxometalato. Neste
sistema, a lenhina existente na pasta é oxidada pelo polioxometalato e a forma
reduzida deste é novamente oxidada por intermédio de uma célula
electroquímica.
O trabalho experimental decorreu em três fases. Na primeira, ocorreu a síntese
e caracterização do polioxometalato que foi posteriormente usado nas
deslenhificações. Na segunda, efectuaram-se deslenhificações
electroquímicas, considerando vários tempos de deslenhificação, à
temperatura de 90ºC e pressão atmosférica. E na terceira fase, branquearamse
pasta kraft e pasta kraft deslenhificada com polioxometalato. A pasta kraft
foi branqueada pelo método convencional, usando dióxido de cloro (ClO2),
numa sequência D0ED1ED2, enquanto que o branqueamento aplicado na pasta
kraft deslenhificada com polioxometalato foi uma sequência POMD0ED1D2.
Com este sistema de deslenhificação obteve-se um máximo de 44% de
remoção da lenhina residual poupando 36% de dióxido de cloro.
ABSTRACT: Nowadays, when environmental pollution is a major concern worldwide, paper
pulp industry, which plays a key role in world economy, has been forced to
substitute conventional bleaching processes with chlorine (Cl2) and chlorine
dioxide (ClO2) by environment-friendly technologies.
Since the 1990s there have been considerable efforts to introduce alternative
mediators for pulp delignification. A new class of compounds appears, with
countless advantages as oxidants or recyclable and reusable catalysts for pulp
delignification – polyoxometalates. They are highly selective catalysts in
oxidative organic syntheses and in oxidative delignification, reacting with lignin
by electron-transfer mechanisms.
This thesis aimed to develop an alternative process for Eucalyptus globulus
kraft pulp bleaching; namely, to remove residual lignin from pulp by an
electrochemical delignification system using a polyoxometalate as intermediate.
In such a system, lignin in pulp is oxidized by the polyoxometalate and the
latters reduced form is reoxidized in an electrochemical cell.
Experimental work proceeded in three steps. In the first step, the
polyoxometalate used in delignification processes was synthesized and
characterized. In the second step, electrochemical delignification of pulp was
done, considering several times of delignification, at 90ºC and atmospheric
pressure. Finally, in a third step, kraft pulp and kraft pulp delignified with
polyoxometalate were bleached. The kraft pulp was bleached by a conventional
method, using chlorine dioxide (ClO2), in a D0ED1ED2 sequence, alternatively
kraft pulp was delignified first with polyoxometalate as mediator, using electro
chemical re-oxidation step, and then bleached by chlorine dioxide in a
POMD0ED1D2 sequence. In this pulp delignification with POM were obtained
44% of degree of delignification was obtained saving 36% of chlorine dioxide. Mestrado em Engenharia Química