BR112019013996B1

BR112019013996B1 - Processo para a conversão de material residual celulósico em um produto de celulose reciclado, fibras fiadas, seu uso, produto de película, hidrogel e aerogel

Info

Publication number: BR112019013996B1
Application number: BR112019013996-6A
Authority: BR
Inventors: Hebert Sixta; Yibo Ma; Michael Hummel
Original assignee: Aalto Univerisity Foundation Sr
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2024-02-27
Also published as: WO2018142025A1; US11486094B2; EP3577271A1; CA3051971A1; US20190376236A1; BR112019013996A2; CN110249093A; CN110249093B

Abstract

A presente invenção refere-se um processo para a conversão de material residual celulósico em um produto de celulose recicla-do, que compreende as etapas de cozimento do material residual em um licor de cozimento para remover a lignina do material residual e prover a polpa deslignificada, dissolução da polpa deslignificada em um líquido iônico para obter um agente de dopagem de fiação apropriado para fiação a úmido com jato seco em uma solução líquida iônica, e submeter o agente de dopagem de fiação a uma etapa de processamento adicional para obter um produto de celulose reciclado, a dita etapa adicional selecionada do grupo das fibras de celulose de fiação para uso nos têxteis da solução, extrusão de um produto de película para uso em embalagem, regeneração do agente de dopagem como um hidrogel e regeneração do agente de dopagem como um aerogel.

Description

CAMPO

[0001] A presente invenção refere-se a um método de conversão de material residual derivado de polpas mecânicas em produtos de celulose de alto valor agregado, incluindo, por exemplo, fibras têxteis fiadas, películas extrudadas, hidrogéis e aerogéis.

ANTECEDENTES

[0002] A taxa de reciclagem de jornais preparados a partir de pol pas mecânicas (TMP, CTMP) foi registrada em 73% (Holik, 2006) nos países da CEPI. Esse cálculo mostra que a reciclagem de jornal é bastante eficiente, mas o valor agregado ainda é baixo. Além disso, tendo em vista um declínio no mercado de jornais, usos alternativos com um potencial de valorização mais alto devem ser considerados. A conversão, por exemplo, em fibras de celulose sintéticas deve resultar em um aumento de quase trinta vezes o valor da matéria-prima (100 € a 3.000 €/t).

[0003] O uso de papel residual para a produção de fibras de celu lose regeneradas com base na tecnologia de fiação de Lyocell é conhecido. Por exemplo, Firgo et al relataram o uso de papel residual destintado no processo de NMMO. No entanto, mesmo que o papel residual fosse derivado de um papel sem madeira (sem lignina), a tenacidade não excederia 20 cN/tex, o que dificilmente é aceitável no mercado (Firgo et al., 1996). Recentemente, foi relatada a produção de fibras de celulose regeneradas feitas de um papel fino pré-tratado com um teor de lignina de somente 1,1% mediante o uso do processo de Ioncell-F (Ma et al., 2016). As propriedades mecânicas das fibras pro- duzidas foram de 44,1 e 32,0 cN/tex nos estados condicionado e úmido, respectivamente, e desse modo atenderam os requisitos das modernas fibras têxteis.

[0004] Sob condições alcalinas aquosas, a celulose de DP é am plamente preservada, contanto que a temperatura permaneça abaixo de 140°C para evitar a hidrólise alcalina da celulose (Nieminen et al., 2014). No entanto, sem um nucleófilo eficiente, tal como o sulfeto de hidrogênio ou os ânions de sulfito, uma deslignificação eficiente não é possível a baixas temperaturas. A substituição da água por um solvente orgânico para a lignina promove a deslignificação e permite o uso de uma temperatura mais alta para melhorar a eficiência da deslignifi- cação enquanto a despolimerização da celulose pode ser mantida em um nível moderado. Demirbas e Celik propuseram o glicerol alcalino como um sistema eficiente de deslignificação. No entanto, temperatu-ras muito altas (> 210°C) e eficiência de deslignificação moderada foram relatadas (Demirbas, 1998; Demirbas & Celik, 2005). Recentemente, Hundt et al. demonstraram que o uso de glicerol (quase) sem água em combinação com o hidróxido de potássio a concentrações muito elevadas pode remover a lignina da madeira de pinho a níveis muito baixos (números de Capa abaixo de 10) enquanto a celulose permanece amplamente preservada (Hundt et al., 2014; Hundt et al., 2013a; Hundt et al., 2013b). As polpas obtidas foram caracterizadas somente em relação ao seu teor de lignina residual e ao seu índice de cristalinidade porque o alvo consistia em converter os polissacarídeos em monoaçúcares pelo tratamento enzimático para a subsequente fermentação. A celulose de DP ou mesmo a distribuição do peso molecular das polpas não foram determinadas.

[0005] Esse método de fracionamento parece ser atrativo porque o glicerol é um produto barato e um resíduo verde da produção de biodiesel. Um dos inconvenientes para a comercialização do processo é a quantidade substancial de KOH carregada no solvente. Um conceito de biorrefinaria de lignocelulose integrada com base em um processo de formação de polpa contínuo foi publicado recentemente (Hundt et al., 2016), onde os autores sugerem o uso de eletrodiálise com membranas bipolares para a reciclagem de hidróxido de potássio. O excesso de água no glicerol (da lavagem) é removido por meio de evaporação em um evaporador de película fina. Além disso, uma melhoria substancial das condições do processo, desse modo com foco na redução da carga alcalina e na substituição do KOH por NaOH, é necessária para tornar o fracionamento do glicerol alcalino um processo comercialmente viável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] O objetivo da presente invenção consiste na superação de pelo menos algumas das desvantagens descritas acima e na apresentação de um processo para a conversão de material residual celulósico derivado de polpas mecânicas em produtos de celulose de alto valor agregado. Fibras de celulose regeneradas (têxteis) com excelentes propriedades mecânicas podem ser produzidas com jornal velho que foi pré-tratado por um novo processo de fracionamento verde. Essas descobertas oferecem novas possibilidades para estratégias de reciclagem avançadas mediante o uso dos materiais residuais da vida cotidiana de qualidade mais baixa e convertendo esses materiais em produtos de valor agregado, tais como fibras têxteis, películas altamente transparentes para revestimentos e embalagens, membranas e separadores de baterias, para citar alguns.

[0007] A invenção é definida pelas características das reivindica ções independentes. Algumas modalidades específicas são definidas nas reivindicações dependentes.

[0008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é apresentado um processo para a conversão do material residual ce- lulósico em um produto de celulose reciclado, o qual compreende as etapas de cozimento do material residual para remover a lignina do material residual e obter uma polpa deslignificada, dissolução da polpa deslignificada em um líquido iônico a fim de obter um agente de dopa- gem de fiação apropriado para a fiação a úmido com jato seco em uma solução líquida iônica e submissão do agente de dopagem de fiação a uma etapa de processamento adicional para obter um produto de celulose reciclado, e a dita etapa adicional é selecionada do grupo de fiação de fibras de celulose para uso em têxteis da solução com extrusão de um produto de película para uso em embalagens, regeneração do agente de dopagem como um hidrogel e regeneração do agente de dopagem como um aerogel.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] As modalidades preferidas a seguir serão examinadas mais atentamente com o auxílio da descrição detalhada e com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0010] A Figura 1 é um gráfico que mostra o MMD de um jornal destintado pré-tratado por cozimento com glicerol alcalino.

[0011] A Figura 2 é um gráfico em que o rendimento é traçado comparando o teor de lignina total (KL + ASL) do cozimento com kraft e glicerol alcalino do jornal destintado.

[0012] A Figura 3 mostra um par de gráficos em que a razão de estiramento é traçada comparando a tenacidade das fibras no estado condicionado (à esquerda) e a razão de estiramento é traçada comparando a tenacidade no estado úmido de fibras feitas de jornal destinta- do após cozimento com glicerol alcalino.

[0013] As Figuras 4 a 8 são relevantes apenas para os exemplos comparativos.

MODALIDADES

[0014] Por meio das modalidades, foi verificado surpreendente- mente que os jornais velhos não tratados ou os jornais destintados preparados com TMP de fibras longas ou polpas de CTMP podem ser utilizados como matéria-prima para a produção de fibra de Lyocell. A diminuição do teor de lignina nestes substratos semelhantes a madeira com um pré-tratamento químico garante a capacidade de fiação em um processo de fiação de Lyocell. O pré-tratamento químico dos jornais, da TMP de fibras longas ou das polpas de CTMP e dos substratos relacionados pode ser obtido por um processo de cozimento com glicerol alcalino. Pela primeira vez, as fibras de celulose regeneradas com excelentes (têxteis) propriedades mecânicas podem ser produzidas com jornal velho, pré-tratado por um processo de fracionamento novo, verde. Essas descobertas oferecem possibilidades novas para as estratégias de reciclagem avançadas mediante o uso de materiais residuais da vida cotidiana de qualidade mais baixa e ao converter os mesmos em produtos de valor agregado, tais como fibras de têxteis, películas altamente transparentes para revestimentos e embalagens, membranas, separadores de baterias, para nomear alguns. No presente contexto, os materiais residuais referem-se não somente aos substratos recicláveis pós-consumo, tais como jornal e similares, mas também aos substratos de pré-consumo, que são os produtos residuais gerados em processos industriais, tais como aparas da indústria gráfica e outros, tais como o papel e produtos parecidos com a madeira.

[0015] A Figura 1 é um gráfico que mostra o MMD medido por GPC de um jornal destintado pré-tratado com cozimento com glicerol alcalino. O MMD do jornal destintado é de (474 kDa) comparado com o jornal destintado cozido com glicerol alcalino a 170°C por 3 horas (356 kDa) e o jornal destintado cozido com glicerol alcalino a 180°C por 1 hora (395 kDa). Como pode ser visto no gráfico, a formação de polpa com glicerol alcalino mostra ser muito eficiente e seletiva. A celulose de DP permanece em uma faixa aceitável enquanto a deslignificação alcança níveis muito altos. A Figura fornece a confirmação de que a massa molecular é preservada durante a formação de polpa do glice- rol alcalino.

[0016] A Figura 2 é um gráfico em que o rendimento é traçado comparando o teor total de lignina (KL + ASL) de cozimento com kraft e glicerol alcalino do jornal destintado. A comparação é feita entre a seletividade da deslignificação da formação de polpa de kraft a 170°C e da formação de polpa com glicerol alcalino a 170°C e da formação de polpa com glicerol alcalino a 180°C. A seletividade da deslignifica- ção expressa como a relação entre rendimento-versus-lignina excede aquela da formação de polpa kraft.

[0017] A Figura 3 mostra que um par de gráficos em que a razão de estiramento é traçada comparando a tenacidade das fibras no estado condicionado (à esquerda) e a razão de estiramento é traçada comparando a tenacidade no estado úmido das fibras feitas de jornal destintado após o cozimento com glicerol alcalino. As fibras são provenientes de jornal destintado tratado com glicerol alcalino cozido a 170°C por 3 horas (polpa #26) e de jornal destintado tratado com glice- rol alcalino cozido a 180°C por 1 hora (polpa #25). A resistência a tração das fibras tanto no estado seco (ou condicionado) quanto no estado úmido é notavelmente alta.

[0018] Tal como mencionado acima, as modalidades referem-se a um processo para a conversão de material residual celulósico em um produto de celulose reciclado, o qual compreende as etapas de cozimento do material residual em um licor de cozimento para remover a lignina do material residual e prover a polpa deslignificada, dissolução da polpa deslignificada em um líquido iônico para obter um agente de dopagem de fiação apropriado para fiação a úmido com jato a seco e sujeição do agente de dopagem de fiação a uma etapa de processamento adicional a fim de prover um produto de celulose reciclado, e a dita etapa adicional é selecionada do grupo de fiação de fibras de celulose para o uso em têxteis derivados da solução com extrusão de um produto de película para uso em embalagens, a regeneração do agente de dopagem como um hidrogel e a regeneração do agente de do- pagem como um aerogel. Para as finalidades das presentes modalidades, um agente de dopagem de fiação é uma solução de celulose feita pela dissolução da celulose ou da lignocelulose rica em celulose que compreende as propriedades viscoelásticas apropriadas para estira- mento/fiação.

[0019] Em uma modalidade, o material residual celulósico é deri vado da polpa mecânica. A quantidade de material residual celulósico derivado de polpa mecânica produzido anualmente é imensa e continua a aumentar, fornecendo um recurso barato, mas valioso, que pode ser reciclado por meio das modalidades. Recolher o material residual celulósico derivado de polpa mecânica e submeter o mesmo às modalidades da invenção aumenta o valor do material quase trinta vezes. Por exemplo, o valor típico do jornal reciclado é de cerca de 100 € por tonelada, enquanto o valor das fibras de celulose recicladas apropriadas, por exemplo, para uso na indústria têxtil é avaliado em cerca de 2.500 € ou mesmo cerca de 3.000 € por tonelada. No contexto atual, os materiais residuais referem-se não somente aos substratos recicláveis de pós-consumo, tais como jornal e outros, mas também aos substratos de pré-consumo que são os produtos residuais gerados em processos industriais, tais como aparas na indústria gráfica e outros, tais como papel e produtos semelhantes a madeira. Em uma modalidade, as fibras de celulose recicladas são obtidas, por exemplo, da indústria como "recicláveis pré-consumo". Esses materiais recicláveis são resíduos gerados em processos industriais, por exemplo, na produção de produtos de consumo que foram coletados antes de os produtos serem usados. Em uma modalidade, o material residual celulósi- co é selecionado do grupo do jornal, de inserções em jornais, de listas, tais como listas telefônicas, de livros, por exemplo, brochuras, revistas, catálogos, cupons, pôsteres e uma mistura dos mesmos. Cada um desses materiais residuais é de disponibilidade imediata, tal como descrito acima.

[0020] Em uma modalidade, o licor de cozimento compreende o glicerol alcalino. Foi verificado que a formação de polpa do material residual celulósico em um licor de cozimento que compreende o glice- rol alcalino provê uma polpa que é deslignificada a um grau tal que é apropriada para fornecer um agente de dopagem de fiação. A Tabela 1 a seguir mostra os resultados dos testes de cozimento com glicerol alcalino preliminares do jornal destintado. No teste de cozimento, o licor de cozimento apresenta uma razão entre líquido e sólido de 11,3:1, e a razão entre glicerol e a alcalinidade do jornal destintado é de 10:1,25:1. Tal como pode ser visto na Tabela 1, o teor de lignina diminuiu 28,0% na matéria-prima para tão pouco quanto 3,1% quando cozida por 3 horas a 180 graus.

[0021] Os hidróxidos de metal do grupo um são apropriados como componente alcalino no licor de cozimento. Em uma modalidade, o componente alcalino do glicerol alcalino é selecionado de KOH e de NaOH. Em uma modalidade preferida, o componente alcalino do glice- rol alcalino é o NaOH.

[0022] A razão entre líquido e sólido no processo de formação de polpa é otimizada para deslignificar o material residual ao grau mais alto quanto possível, enquanto mantém um rendimento elevado, por exemplo, um rendimento de 50 %odw ou mais é aceitável, contanto que a lignina total restante na polpa seja de 15 %odp ou menos, de preferência de 13,2 %odp ou menos. Desse modo, em uma modalidade, o glicerol alcalino e o material celulósico têm uma razão entre líquido e sólido de 2 a 15, de preferência de 3 a 6.

[0023] A substituição da água no licor de cozimento com glicerol permite o uso de temperaturas que normalmente devem causar a hidrólise alcalina da celulose, isto é, temperaturas de 140°C e mais altas. A substituição da água por glicerol promove a deslignificação e permite o uso de uma temperatura mais alta para melhorar a eficiência da deslignificação enquanto mantém a despolimerização da celulose em um nível moderado. Em uma modalidade, o cozimento é realizado a uma temperatura na faixa de 160°C a 200°C, de preferência a uma temperatura na faixa de 170°C a 180°C e apropriadamente a uma temperatura de 170°C ou de 180°C.

[0024] O tempo de cozimento também é diretamente correlaciona do com a eficiência da deslignificação. Em uma modalidade, o cozimento é realizado por um período de 30 minutos a 300 minutos, de preferência por um período de 60 a 180 minutos, e em particular por um período de 60 minutos ou 120 minutos ou 180 minutos. O cozimento nos períodos especificados permite uma deslignificação eficiente quando combinado com o cozimento nas temperaturas descritas acima.

[0025] O teor alcalino no licor pode ser ajustado de acordo com os requisitos, tais como o ajuste para aumentar o grau de deslignificação e/ou o ajuste, por exemplo, até que a polpa termomecânica pré-tratada ou o papel-jornal sejam completamente solúveis no solvente. Em uma modalidade, o teor alcalino do licor compreende de 2 a 20% em peso do líquido, de preferência entre 5 e 10% em peso do líquido.

[0026] Nas modalidades, o processo forma uma polpa deslignifi- cada que é dissolvida em um líquido iônico para obter um agente de dopagem de fiação. A quantidade de lignina restante na polpa desligni- ficada tem efeitos na capacidade de fiação do agente de dopagem de fiação no processo de fiação de Lyocell. De maneira ideal, a polpa deslignificada compreende 15% em peso ou menos de lignina. Em uma modalidade, a polpa deslignificada compreende de 1 a 15% em peso de lignina, de preferência de 3,1 a 13,21% em peso de lignina, apropriadamente de 3,1, 4,6, 6,1, 4,27, 6,02 ou 13,21% em peso de lignina.

[0027] Tal como descrito nas modalidades acima, a polpa desligni- ficada é dissolvida em um líquido iônico. Em uma modalidade, o líquido iônico é um líquido iônico à base de superbases. Em uma modalidade adicional, o líquido iônico é selecionado do grupo que consiste em [DBNH][OAc] e [MTBDH][OAC]. A dissolução da polpa deslignifi- cada em tais líquidos iônicos forma um agente de dopagem que pode ser fiado.

[0028] Os substratos podem ser submetidos a um tratamento com ácido após o processo de cozimento para remover o teor de cinzas. Em uma modalidade, o agente de dopagem de fiação na solução tem um teor de cinzas na faixa de 0,05% em peso a 5% em peso, e de preferência de 0,5 a 3% em peso.

[0029] A viscosidade da polpa pré-tratada ou deslignificada tem uma viscosidade que pode variar dentro de determinados parâmetros. Em uma modalidade, a polpa deslignificada tem uma viscosidade na faixa de 250 a 700 ml/g, de preferência de 400 a 500 ml/g, e um teor de lignina residual de 0 a 15% em peso, de preferência de 5 a 10% em peso.

[0030] Em uma modalidade, o jornal pré-tratado com produtos químicos, isto é, a polpa pré-tratada ou deslignificada (em geral: substratos lignocelulósicos semelhantes a madeira) que tem o teor de cinzas descrito acima é dissolvida em um líquido iônico à base de superbases, de preferência [DBNH][OAc] e [MTBDH][OAc], a fim de gerar um agente de dopagem que pode ser fiado. O agente de dopagem que pode ser fiado gerado tem várias características reológicas.

[0031] Em uma modalidade, o agente de dopagem de fiação tem uma viscosidade de cisalhamento zero entre 10.000 e 60.000 Pa.s, de preferência de 20.000 a 40.000 Pa.s. Em uma modalidade adicional, o agente de dopagem de fiação tem uma viscosidade de cisalhamento zero na faixa de 10.000 a 60.000 Pa.s, de preferência de 20.000 a 40.000 Pa.s. Em uma modalidade, o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção (COP) que tem uma frequência angular entre 0,2 e 5s-1, de preferência de 0,5 a 2s-1. Em uma modalidade adicional, o agente de dopagem de fiação tem um COP que tem uma frequência angular na faixa de 0,2 a 5s-1, de preferência de 0,5 a 2s-1. Em uma modalidade apropriada, o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção (COP) que tem um módulo dinâmico entre 1.000 e 7.000 Pa, de preferência de 2.000 a 5.000 Pa. Em uma modalidade adicional, o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção (COP) que tem um módulo dinâmico na faixa de 1.000 a 7.000 Pa, de preferência de 2.000 a 5.000 Pa.

[0032] Em uma modalidade, o agente de dopagem de fiação é usado para fiar as fibras. Em uma modalidade na qual o processo de fiação é o processo de Ioncell-F, vide as referências publicadas. As fibras fiadas produzidas pelas modalidades têm propriedades que tornam as fibras apropriadas para o uso, por exemplo, na indústria têxtil. Em uma modalidade, as fibras têm um título na faixa 0,5 a 5 dtex, de preferência de 0,8 a 1,3 dtex. Em uma modalidade adicional, as fibras têm um título entre 0,5 e 5 dtex, de preferência de 0,8 a 1,3 dtex. Em outra modalidade, as fibras têm tenacidades condicionadas > 35 cN/tex, de preferência > 40cN/tex. Em uma modalidade, as fibras têm uma razão entre tenacidade a úmido-a seco > 0,7, de preferência > 0,85.

[0033] Depois do pré-tratamento, as frações que não de carboidra tos residuais ficam disponíveis para uso adicional. Em uma modalidade, as frações que não de carboidratos residuais na fibra, especial- mente a fração de lignina, podem servir como corante natural.

[0034] Tal como descrito acima, as fibras produzidas pelas moda lidades podem ser usadas em várias aplicações. Em uma modalidade, as fibras são usadas para a preparação de um produto da fibra. Em uma modalidade adicional, o produto da fibra é selecionado do grupo que consiste em têxteis e de não trançados. As fibras também são apropriadas para o uso em aplicações técnicas, com ênfase especial no uso como fibra precursora de fibras de carbono. Desse modo, em uma modalidade, o produto da fibra é uma fibra precursora de fibras de carbono.

[0035] O agente de dopagem de fiação gerado também pode ser extrudado para os produtos de película usados em embalagens, em aplicações de revestimentos, em membranas e em separadores de baterias. Em uma modalidade, é apresentado um produto de película selecionado do grupo que consiste em embalagens, revestimentos, membranas e separadores de baterias produzido pelas modalidades do método.

[0036] Do mesmo modo, em uma modalidade adicional, é apre sentado um hidrogel produzido pelas modalidades do método. Em outra modalidade, é apresentado um aerogel produzido pelas modalidades do método.

EXEMPLOS

[0037] O cozimento com glicerol alcalino do jornal destintado (Hel- singin Sanomat) foi realizado mediante o uso de condições ligeiramente modificadas, tal como relatado por Hundt et al. (Hundt et al., 2013b). Nos testes preliminares, que compreendem duas séries de cozimento curtas com etapas de tempo de 1, 2 e 3 horas a 170°C e 180°C, respectivamente, a eficiência e a seletividade da remoção de lignina foram investigadas. Os resultados são resumidos na Tabela 1. Tabela 1: Resultados dos testes de cozimento com glicerol alcalino preliminares do jornal destintado (DNP). Condi- ções constantes: L:S = 11,3:1. Glicerol: KOH:DNP = 10:1,25: 1 (p/p)* * Ligeiramente modificado em comparação com as condições propostas por Hundt et al. (Hundt et al., 2013b): 13,3:1,33:1. ** Total de lignina = KL + ASL (lignina klason + lignina solúvel em ácido) AX = arabinoxilano, GM = glucomanan.

[0038] A formação de polpa com glicerol alcalino demonstrou ser muito eficiente e seletiva. Ao contrário dos tratamentos com organos- solventes ácidos, a celulose de DP permaneceu em uma faixa aceitável, enquanto a deslignificação alcançou níveis muito elevados. A pre-servação da massa molecular durante o processo de fracionamento de glicerol alcalino é confirmada pelas medições de GPC mostradas na Figura 1.

[0039] As medições de GPC revelam cisões relativamente mode radas das cadeias longas que se acumulam na faixa de peso molecular médio (Log MM ~ 5) enquanto as hemiceluloses restantes mantiverem sua massa molecular, como esperado, pelas reações de eliminação beta dominantes, tal como ocorre durante os tratamentos alcalinos a temperaturas elevadas.

[0040] A seletividade da deslignificação, expressa como a relação rendimento-versus-lignina, excedeu aquela da formação de polpa de kraft, tal como mostrado na Figura 2.

[0041] Os resultados dos testes preliminares (Tabela 1) indicou que a formação de polpa com glicerol alcalino de jornal destintado pode ajustar tanto o teor de lignina desejado (< 8% em peso) quanto a faixa de viscosidade (450 ± 50 ml/g) somente em uma etapa. Isto alertou os inventores a selecionar duas condições para o cozimento com glicerol alcalino para os testes principais, uma a 180°C e uma a 170°C, para preparar diretamente as polpas apropriadas para a fiação a úmido com jato seco em uma solução de [DBNH][OAc]. Tabela 2: Resultados dos testes principais de cozimento com glicerol alcalino de jornal destintado (DNP). Condições constantes: L:S = 11,3:1. Glicerol: KOH:DNP = 10:1,25:1 (p/p)* 1 Ligeiramente modificado em comparação com as condições propostas por Hundt et al. (Hundt et al., 2013b): 13,3:1,33:1. 2 * Total de lignina = KL + ASL (lignina klason + lignina solúvel em ácido) AX = arabinoxilano, GM = glucomanan.

[0042] A produção de polpas de jornal destintado para os testes de fiação em dois lotes maiores foi bem-sucedida e as propriedades-alvo em termos de teor de lignina e de viscosidade foram obtidas, tal como visto na Tabela 2. As soluções de ambas as polpas em [DBNH][OAc] foram preparadas para a fiação. Desse modo, a concentração da polpa #25 no líquido iônico foi reduzida de 13 para 12% em peso devido a sua viscosidade de polpa ligeiramente mais alta em comparação com a polpa #26. As propriedades reológicas-chave dos agentes de dopa- gem à temperatura de fiação são listadas na Tabela 3. A viscosidade de cisalhamento zero das soluções de celulose está dentro da faixa do agente de dopagem que pode ser fiado, enquanto tanto a frequência angular de COP quanto o módulo dinâmico de COP são ligeiramente mais baixos do que o determinado para uma fiação ideal (0,8 a 1,5 s-1 e 3.000 a 6.000Pa, respectivamente) (Michud et al., 2015). Tabela 3: Propriedades reológicas dos agentes de dopagem de fiação preparados de polpas de jornal destintado após cozimento com glicerol alcalino e [DBNH][OAc] como solvente em condições de fiação.

[0043] No entanto, o desempenho da fiação foi excelente, exce dendo parcialmente o dos agentes de dopagem preparados de polpas com dissolução padrão. Em ambos os casos, a razão de estiramento de 18 foi facilmente possível, tendo por resultado microfibras de pro-priedades mecânicas muito boas. O mais notável é o comportamento de fiação estável sem nenhum defeito de fiação por um longo período de tempo.

[0044] Tal como demonstrado na Figura 3, a resistência a tração das fibras tanto no estado seco quanto no úmido foi notavelmente ele- vada, especialmente quando é considerado o alto teor de hemicelulose e quando é comparada com as tenacidades das fibras feitas de jornal destintado que foi pré-tratado pelo cozimento kraft (Tabela 4). As tena-cidades mais altas podem ser explicadas por uma melhor orientação das moléculas de celulose ao longo do eixo da cadeia em domínios ordenados e não ordenados. O desenvolvimento das tenacidades como uma função da razão de estiramento é completamente comparável para ambas as polpas. No entanto, enquanto a tenacidade condicionada das fibras feitas de polpa de viscosidade mais baixa (#26) é estabilizada a um DR de 7 a 10, ela continua a crescer até o DR mais alto no caso de fibras preparadas de polpa com viscosidade mais alta. Mesmo que a viscosidade da solução seja ligeiramente mais baixa para o agente de dopagem preparado da polpa de viscosidade mais alta devido a uma concentração mais baixa no agente de dopagem (Tabela 3), as cadeias mais longas continuam a se alinhar ao longo do eixo da cadeia mesmo a razões de estiramento muito altas. A Tabela 5 resume as propriedades de fibra obtidas de DRs mais altos. Tal como mencionado antes, as tenacidades são notavelmente altas para as fibras que consistem de menos de 75% de celulose. Tabela 5: Os resultados da fiação a úmido com jato a seco dos agentes de dopagem preparados de jornais destinta- dos tratados pela formação de polpa com glicerol alcalino (detalhes na Tabela 7). Condições constantes: fieira de 200 furos com um diâmetro de furo de 100 μm, velocidade de extrusão de 5,5 ml/min, temperatura de fiação 74 a 76°C, temperatura do banho da fiação 10°C.

EXEMPLOS COMPARATIVOS

[0046] Antes da dissolução, o jornal residual foi destintado e pica do. A primeira tentativa de dissolver o jornal pré-tratado no líquido iôni- co, em acetato de 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-ênio ([DBNH][OAc]) mediante o uso do processo de Ioncell-F (Hummel et al., 2015), prova-velmente não foi bem-sucedida devido a uma estreita interação entre a lignina e os polissacarídeos que impediram a solvatação eficiente dos polímeros. Os testes de dissolução resultaram na geração de um gel forte.

[0047] Com essa observação, nós concluímos que o teor de ligni- na tem de ser reduzido para permitir uma dissolução completa em [DBNH][OAc]. Primeiro, o cozimento kraft foi aplicado em uma série de Fatores-H diferentes para remover o teor de lignina a um certo grau até que um agente de dopagem que pode ser fiado do resíduo pudesse ser preparado. Os resultados são resumidos na Tabela 6. DRmax =razão de estiramento máxima = v extração/v extrusão * Um tratamento com ácido pode remover o teor de cinzas para níveis <1% Tabela 6: Cozimento Kraft de jornal destintado. Condições constantes: L:S = 10:1, Carga-EA = 20% odw; sulfidez = 40%.

[0048] As viscosidades intrínsecas (DP) das polpas após o cozi mento foram muito altas para seu uso direto no processo de fiação. A fim de evitar um tratamento químico que consumisse água e energia, as polpas foram irradiadas como folhas secas com feixes de elétron de alta energia (10 meV) para ajustar a viscosidade intrínseca ao valor alvo de 450 ± 40 ml/g (DPv = 1050 ± 120). Tal como mostrado na Tabela 7, uma dosagem de 10 kGy (1 MRad) foi apropriada para conseguir a DP alvo das polpas tratadas com os três Fatores-H mais altos. Mesmo que a DP da polpa Fator-H-500 fosse muito próximo do valor alvo, a solução preparada em [DBNH][OAc] não poderia ser fiada. O mesmo também se aplica à polpa Fator-H-1000 que podia ser fiada, mas rupturas começaram a ocorrer em razões de estiramento em torno de 5, impedindo desse modo razões de estiramento mais altas. Cisões de cadeia por AHG Valor-G = número de cisões por 100 eV de energia absor- fl 0.162 L03 ’ 1 vida Tabela 7: Irradiação de feixe de elétron (tratamento de Feixe-E) de jor-nais destintados tratados por formação de polpa Kraft com os três níveis de Fatores-H diferentes. Condições constantes: L:S = 10:1, Car- ga-EA = de 20% odw; sulfidez = 40%.

[0049] As mudanças da distribuição da massa molecular da celu lose através do tratamento de Feixe-E e do processamento da fibra são documentadas na Figura 4. O tratamento de Feixe-E resulta no estreitamento da distribuição, tal como mostrado pela diminuição do índice de polidispersidade (PDI) de 5,9 para 4,5. Durante a dissolução e a regeneração da polpa tratada com Feixe-E, uma certa fração das cadeias longas, no entanto, também é clivada, o que é acompanhado de um aumento do PDI para 5,2. Pode ser especulado que o tratamento de Feixe-E causa a geração de grupos carbonila, o que, por sua vez, inicia a beta-eliminação em um ambiente ligeiramente alcalino a uma temperatura elevada.

[0050] Desse modo, somente o agente de dopagem preparado com a polpa-H1500 revelou uma capacidade de fiação aceitável. As propriedades reológicas dos agentes de dopagem na mesma concen-tração de polímero de 13% em peso são muito diferentes. A viscosidade de cisalhamento zero do agente de dopagem como uma função da temperatura aumenta com a diminuição da intensidade (Fator-H) durante o tratamento de cozimento do substrato, tal como revelado pela Figura 5.

[0051] Os resultados confirmam a suposição de que uma quanti dade muito alta de lignina associada com a celulose produz moléculas ou agregados de moléculas mais prolongados (raio de rotação), tendo por resultado viscosidades de cisalhamento zero mais altas. As mudanças nas propriedades reológicas também são refletidas na frequência angular do ponto de interseção (COP). Com a diminuição do raio de rotação, as frequências de interseção se deslocam para valores mais altos (w = 0,18, 0,49 e 0,83 1/s a 70°C e HF = 500, 1.000 e 1.500, respectivamente). Concluindo, as propriedades elásticas começam a dominar em frequências mais altas para os agentes de dopa- gem que podem ser fiados, o que confirma as observações precedentes de que uma boa capacidade de fiação é garantida, entre outros, quando w do COP é cerca de 0,5 a 2 s-1 (Sixta et al., 2015).

[0052] O agente de dopagem preparado de jornal pré-tratado de Fator-H-1500 mostrou uma capacidade de fiação de média-a-boa de-monstrada por uma razão de estiramento máxima (DR) de 10,6. No entanto, as propriedades da fibra, tal como mostrado na Tabela 3, não excederam aquelas das boas fibras de viscose, com exceção da tena-cidade a úmido que foi melhor do que aquela das fibras Modal. Tabela 4: Resultados da fiação a úmido com jato seco dos agentes de dopagem preparados de jornais destintados tratados por formação de polpa Kraft com os Fatores-H 1.000 e 1.500 (para mais detalhes, vide a Tabela 2). Condições constantes: 13 % em peso de concentração de polímero; fieira de 36 furos com um diâmetro de furo de 100 μm, velo-cidade de extrusão de 1,6 ml/min, temperatura de fiação de 65 a 70°C, temperatura do banho da fiação de 12°C. 61.

[0053] Os resultados mostram claramente que a formação de pol pa kraft não é apropriada para o pré-tratamento dos jornais velhos para que eles possam ser processados em fibras de celulose sintéticas de alta qualidade. Mesmo em uma intensidade de cozimento muito alta (Fator-H 1.500), a capacidade de processamento dos agentes de do- pagem preparados da polpa resultante permanece instável. Além disso, o processo de kraft não é adequado em termos de custos e de cuidados com o meio ambiente. Portanto, os inventores procuraram como alternativa processos mais "verdes", deixando os jornais de um modo que pode ser processado de forma que eles podem ser fiados, gerando, desse modo, fibras de celulose regeneradas de alta qualidade.

[0054] Foram selecionados dois processos de organossolvente catalisados por ácido, primeiro o propileno glicol catalisado por ácido sulfúrico (PGcat), tal como proposto por Uraki et al. (Uraki & Sano, 1999), e segundo o processo de SO2-Etanol-Água (SEW), seguindo o trabalho de Iakovlev e Van Heiningen (Iakovlev & Van Heiningen, 2012; Yamamoto et al., 2014a; Yamamoto et al., 2014b). Ambos os processos foram usados para o fracionamento de uma espécie de fibra longa altamente resistente, mesmo contendo parcialmente frações de cascas.

[0055] Já os testes de formação de polpa kraft de jornal destintado confirmaram sua resistência elevada para a deslignificação. A TMP de fibras longas foi usada como substrato modelo para os testes de cozi-mento de PGcat e SEW porque é a matéria prima da produção de jornal. Surpreendentemente, ambos os processos causaram uma despo- limerização muito forte da celulose, mesmo parcialmente alcançando o nível de celulose sem a DP. A Tabela 7 mostra os resultados do cozi-mento de PGcat de TMP seguindo as condições propostas por Uraki et al. (Uraki & Sano, 1999). * Clorito dignificado de acordo com Wise (Wise et al., 1946) Tabela 7: Cozimento de PGcat de TMP. Condições Constantes: L:S = 10:1, 95 % de PG, 3 % em peso de H2SO4, a 170°C.

[0056] O cozimento de PGcat é claramente incapaz de remover a lignina enquanto preserva a celulose de DP. A alta concentração de ácido é necessária para tornar a lignina solúvel em água pela fragmentação severa a frações de baixo peso molecular. No entanto, ao mesmo tempo, o xilano é substancialmente hidrolisado a frações solúveis em água em paralelo a uma despolimerização intensa da celulose pelo enfoque de LODP. Este comportamento altamente não seletivo para a celulose pode ser observado na Figura 6, onde a distribuição de massa molecular de duas amostras de TMP tratadas com PGcat é comparada com a distribuição de massa molecular do jornal destintado (em vez da TMP não tratada, uma vez que esta última não é solúvel em LiCl/DMAc). Uma vez que a redução da concentração de ácido em PG causaria uma redução adicional de sua eficiência de deslignificação, a formação de polpa de PGcat pode ser excluída como um método de pré-tratamento viável para o jornal velho.

[0057] Mais ênfase foi dada no método de fração de SEW, onde ambos, o jornal destintado e também a TMP, foram usados como um substrato. Além disso, a temperatura de cozimento foi ajustada a dois níveis, 135° e 150°C, para garantir as condições mais seletivas para a deslignificação. Os resultados são resumidos na Tabela 8.

[0058] Para grande surpresa, os autores da presente invenção ob servaram o mesmo comportamento a respeito da despolimerização da celulose para os tratamentos de SEW e de PGcat. Mesmo em condições relativamente amenas, 80 minutos a 135°C, a viscosidade intrínseca diminuiu a um nível muito baixo, indicando uma acessibilidade da celulose melhorada em comparação com uma polpa química devido a uma cristalinidade diminuída (Tabela 5). Certamente, um teor de cris- talinidade mais baixo de 64% foi determinado para a TMP limpa com-parado a 77% para polpa de kraft de fibras longas não alvejadas com base no método de cálculo de Segal de espectros WAXS (Agarwal et al., 2015).

[0059] A despolimerização severa da celulose é destacada pelas medições de GPC na Figura 7, onde o efeito drástico dos tratamentos de SEW na cisão da cadeia da celulose é visível. Ambos os substratos, TMP e jornal destintado, comportam-se do mesmo modo. 1 Lignina de Klason (KL) e lignina solúvel em ácido (ASL) 2 * Clorito dignificado de acordo com Wise (Wise et al., 1946) AX = arabinoxilano, GM = glucomannan Tabela 8: Cozimento de SEW de TMP e de jornal destintado. Condições constantes: L:S = 6:1, composição de ácido do cozimento: 12% de SO2, 44% de etanol e 44% de água.

[0060] A seletividade da deslignificação de ambos os processos de organossolvente pode ser considerada como comparável às condições muito drásticas em que as viscosidades de menos de 120 ml/g são obtidas. Com uma maior intensificação das condições, a seletividade da deslignificação da formação de polpa de SEW começa a se tornar ligeiramente melhor do que aquela da formação de polpa de PGcat, tal como demonstrado na Figura 8. No entanto, isto não representa nenhum valor prático, uma vez que a viscosidade já está em um nível muito baixo.

[0061] Concluindo, os métodos de fracionamento de organossol- ventes ácidos não são apropriados para o pré-tratamento de jornais velhos a serem usados como matéria-prima para a fabricação de fibras de celulose regeneradas. Com os resultados obtidos, ficou claro que os métodos de fracionamento catalisados por ácidos não propiciaram um método apropriado de pré-tratamento do jornal velho ou a polpa de TMP.

[0062] Deve ser compreendido que as modalidades da invenção aqui descritas não são limitadas a estruturas, a etapas de processos ou aos materiais em particular aqui descritos, mas se estendem aos equivalentes dos mesmos, como pode ser reconhecido pelos elementos versados no estado da técnica relevante. Também deve ser com-preendido que a terminologia aqui empregada é usada somente com a finalidade de descrever as modalidades em particular, e não pretende ser limitadora.

[0063] A referência em todo o presente relatório descritivo a uma certa modalidade ou a uma modalidade significa que uma peculiaridade, uma estrutura ou uma característica em particular descrita em relação à modalidade está incluída em pelo menos uma modalidade da presente invenção. Desse modo, os aspectos das frases "em uma certa modalidade" ou "em uma modalidade" em vários lugares por todo o presente Relatório Descritivo não necessariamente se referem à mesma modalidade. Nos locais onde é feita referência a um valor numérico mediante o uso dum termo tal como, por exemplo, cerca de ou subs-tancialmente, o valor numérico exato também é descrito.

[0064] Tal como aqui utilizado, uma pluralidade de itens, elemen tos estruturais, elementos composicionais e/ou materiais podem ser apresentados em uma lista comum para conveniência. No entanto, essas listas devem ser interpretadas como se cada membro da lista fosse identificado individualmente como um membro separado e exclusivo. Desse modo, nenhum membro individual de tais listas deve ser in-terpretado como um equivalente de fato a nenhum outro membro da mesma lista com base unicamente em sua apresentação em um grupo comum sem indicações ao contrário. Além disso, as várias modalidades e exemplos da presente invenção podem ser aqui indicados junto com alternativas para os vários componentes dos mesmos. Deve ser compreendido que tais modalidades, exemplos e alternativas não devem ser interpretados como equivalentes de fato uns dos outros, mas eles devem ser considerados como representações separadas e autônomas da presente invenção.

[0065] Além disso, as peculiaridades, estruturas ou características descritas podem ser combinadas de qualquer maneira apropriada em uma ou mais modalidades. Na descrição a seguir, vários detalhes es-pecíficos são apresentados, tais como exemplos de comprimentos, larguras, formatos, etc., para fornecer uma compreensão completa das modalidades da invenção. Um elemento versado no estado da técnica deve reconhecer, no entanto, que a invenção pode ser praticada sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros métodos, componentes, materiais, etc. Em outros exemplos, estruturas, materiais ou operações bem conhecidos não são mostrados nem descritos em detalhes para evitar obscurecer os aspectos da invenção.

[0066] Embora os exemplos anteriores sejam ilustrativos dos prin cípios da presente invenção em uma ou mais aplicações em particular, ficará evidente aos elementos versados no estado da técnica que várias modificações na forma, no uso e nos detalhes da implementação podem ser feitas sem o exercício da faculdade inventiva e sem desviar dos princípios e dos conceitos da invenção. Por conseguinte, não é pretendido que a invenção seja limitada, a não ser pelas reivindicações indicadas a seguir.

[0067] Os verbos "compreender" e "incluir" são usados neste do cumento como limitações abertas que nem excluem, nem requerem a existência de peculiaridades não indicadas. As peculiaridades indicadas nas reivindicações dependentes são mutuamente combináveis de maneira livre, a menos que esteja indicado explicitamente de alguma outra maneira. Além disso, deve ser compreendido que o uso de "um" ou "uma", isto é, uma forma singular, por todo este documento, não exclui uma pluralidade.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0068] Pelo menos algumas modalidades da presente invenção encontram aplicação industrial nas estratégias de reciclagem avançadas mediante o uso dos materiais residuais da vida cotidiana de qualidade mais baixa e convertendo os mesmos em produtos de valor agregado, tais como fibras têxteis, películas altamente transparentes para revestimentos e embalagens, membranas, separadores de baterias, para citar alguns. LISTA DE CITAÇÕES Agarwal, U.P., Reiner, R.R., Ralph, S.A. 2015. Cellulose crystallinity of woods, wood pulps and agricultural fibers by FT-Raman spectroscopy. in: 16th ISWFPC. Vancouver, Canada, pp. 69-75. Demirbas, A. 1998. Aqueous glycerol delignification of wood chips and ground wood. Bioresour. Technol., 63(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 179-185. Demirbas, A., Celik, A. 2005. Degradation of poplar and spruce wood chips using alkaline glycerol. Energy Sources, 27(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1073-1084. Firgo, H., Eichinger, D., Eibl, M. 1996. Molding or spinning of recycled cellulose and/or cellulose from annual plants, Lenzing Ak- tiengesellschaft, Austria. pp. 17 pp. Holik, H. 2006. Handbook of Paper and Board. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Hummel, M., Michud, A., Tanttu, M., Asaadi, S., Hauru, L., Parviainen, A., King, A., Kilpelainen, I., Sixta, H. 2015. Ionic liquids for the production of man-made cellulosic fibers - opportunities and chal-lenges. Advances in Polymer Science, 1-36. Hundt, M., Engel, N., Schnitzlein, K., Schnitzlein, M.G. 2016. The AlkaPolP process: Fractionation of various lignocelluloses and continuous pulping within an integrated biorefinery concept. Chem. Eng. Res. Des., 107(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 13-23. Hundt, M., Engel, N., Schnitzlein, K., Schnitzlein, M.G. 2014. Combining the effects of pulping severity and alkali concentration to optimize the lignocellulose-based AlkaPolP biorefinery concept. Bio- resour. Technol., 166(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 411-419. Hundt, M., Engel, N., Schnitzlein, M.G., Schnitzlein, K. 2013a. Lignocellulose feedstock biorefinery based on alkaline polyol pulping. Chem. Ing. Tech., 85(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 758-763. Hundt, M., Schnitzlein, K., Schnitzlein, M.G. 2013b. Alkaline polyol pulping and enzymatic hydrolysis of softwood: Effect of pulping severity and pulp properties on cellulase activity and overall sugar yield. Bioresour. Technol., 134(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 307-315. Iakovlev, M., van Heiningen, A. 2012. Efficient Fractionation of Spruce by SO2-Ethanol-Water Treatment: Closed Mass Balances for Carbohydrates and Sulfur. ChemSusChem, 5(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1625-1637, S1625/1-S1625/4. Ma, Y., Hummel, M., Maattanen, M., Sarkilahti, A., Harlin, A., Sixta, H. 2016. Upcycling of waste paper and cardboard to textiles. Green Chem., 18(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 858-866. Michud, A., Hummel, M., Sixta, H. 2015. Influence of molar mass distribution on the final properties of fibers regenerated from cel-lulose dissolved in ionic liquid by dry-jet úmido spinning. Polymer, 75(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1-9. Nieminen, K., Paananen, M., Sixta, H. 2014. Kinetic Model for Carbohydrate Degradation and Dissolution during Kraft Pulping. Ind. Eng. Chem. Res., 53(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 11292-11302. Sixta, H., Michud, A., Hauru, L., Asaadi, S., Ma, Y., King, A.W.T., Kilpelainen, I., Hummel, M. 2015. Ioncell-F: a high-strength re-generated cellulose fiber. Nord. Pulp Pap. Res. J., 30(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 43-57. Uraki, Y., Sano, Y. 1999. Polyhydric alcohol pulping at at-mospheric pressure. An effective method for organosolv pulping of softwoods. Holzforschung, 53(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 411-415. Wise, L.E., Murphy, M., D'Addieco, A.A. 1946. Chlorite hol ocellulose, its fractionation and bearing on summative wood analysis and on studies on the hemicelluloses. Pap. Trade J., 122(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 35-43. Yamamoto, M., Iakovlev, M., van Heiningen, A. 2014a. The effect of chemical and physical characteristics of spruce SEW pulps on enzymatic hydrolysis. Cellulose (Dordrecht, Neth.), 21(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 3395-3407. Yamamoto, M., Niskanen, T., Iakovlev, M., Ojamo, H., van Heiningen, A. 2014b. The effect of bark on sulfur dioxide-ethanol-water fractionation and enzymatic hydrolysis of forest biomass. Bioresour. Technol., 167(Copyright (C) 2016 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 390-397.

Claims

1. Processo para a conversão de material residual celulósico em um produto de celulose reciclado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: • cozer o material residual em um licor de cozimento para remover a lignina do material residual e obter uma polpa deslignifica- da, • dissolver a polpa deslignificada em um líquido iônico para obter um agente de dopagem de fiação apropriado para fiação a úmido com jato seco, e • submeter o agente de dopagem de fiação a uma etapa de processamento adicional a fim de obter um produto de celulose reciclado, a dita etapa adicional é selecionada do grupo de o fiar as fibras de celulose para uso nos têxteis da solução, o extrudar um produto de película para uso em embalagens, o regenerar o agente de dopagem como um hidrogel e o regenerar o agente de dopagem como um aerogel.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material residual celulósico é derivado de polpa mecânica.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material residual celulósico é selecionado do grupo que consiste em jornal, inserções em jornal, listas, tais como listas telefônicas, livros, por exemplo, brochuras, revistas, catálogos, cupons, pôsteres, e uma mistura dos mesmos.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o licor de cozimento compreende o glicerol alcalino.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica ções 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o componente alcalino do glicerol alcalino é selecionado de KOH e NaOH.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o glicerol alcalino e o material celulósico têm uma razão entre líquido e sólido de 2 a 15, de preferência de 3 a 6.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o cozimento é realizado a uma temperatura na faixa de 160°C a 200°C, de preferência a uma temperatura na faixa de 170°C a 180°C, a uma temperatura de 170°C ou de 180°C.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o cozimento é realizado por um período de 30 minutos a 300 minutos, de preferência por um período de 60 a 180 minutos, em particular por um período de 60 minutos ou de 120 minutos ou de 180 minutos.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o teor alcalino do licor compreende de 2 a 20 % em peso de líquido, de preferência entre 5 e 10 % em peso do líquido.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a polpa deslignificada compreende de 1 a 15 % em peso de lignina, de preferência de 3,1 a 13,21 % em peso de lignina, em particular de 5 a 10 % em peso de lignina, e apropriadamente de 3,1, 4,6, 6,1, 4,27, 6,02 ou 13,21 % em peso de lignina.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico é um líquido iônico à base de superbases.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico é selecio-nado do grupo que consiste em [DBNH][OAc] e [MTBDH][OAc].

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a polpa deslignificada é submetida a um tratamento com ácido para remover as cinzas antes da dissolução no líquido iônico.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação na solução tem um teor de cinzas na faixa de 0,05 % em peso a 5 % em peso, de preferência de 0,5 % em peso a 3 % em peso.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a polpa deslignificada tem uma viscosidade de 250 a 700 ml/g, de preferência de 400 a 500 ml/g.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem uma viscosidade de cisalhamento zero na faixa de 10.000 a 60.000 Pa.s, de preferência na faixa de 20.000 a 40.000.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem uma viscosidade de cisalhamento zero entre 10.000 e 60.000 Pa.s, de preferência de 20.000 a 40.000.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção que tem uma frequência angular na faixa de 0,2 a 5 s-1, de preferência de 0,5 a 2 s-1.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem o ponto de interseção que tem uma frequência angular entre 0,2 e 5 s-1, de preferência 0,5 a 2 s-1.

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção que tem um módulo dinâmico na faixa de 1000 a 7000 Pa, de preferência de 2000 a 5000 Pa.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que o agente de dopagem de fiação tem um ponto de interseção que tem um módulo dinâmico entre 1000 e 7000 Pa, de preferência de 2000 a 5000 Pa.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que o processo de fiação é o processo de Ioncell-F.

23. Fibras fiadas produzidas pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizadas pelo fato de que as fibras têm um título na faixa de 0,5 a 5 dtex, de preferência de 0,8 a 1,3 dtex.

24. Fibras fiadas de acordo com a reivindicação 23, caracterizadas pelo fato de que as fibras têm um título entre 0,5 e 5 dtex, de preferência de 0,8 a 1,3 dtex.

25. Fibras fiadas de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizadas pelo fato de que as fibras têm tenacidades condicionadas > 35 cN/tex, de preferência > 40cN/tex.

26. Fibras fiadas de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizadas pelo fato de que as fibras têm uma razão entre tenacidade a úmido-a seco > 0,7, de preferência > 0,85.

27. Uso de fibras fiadas como definidas em qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que é para a preparação de um produto de fibra.

28. Uso de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o produto de fibra é selecionado do grupo que consiste em têxteis e não trançados.

29. Uso de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o produto de fibra é uma fibra precursora para fibras de carbono.

30. Produto de película, caracterizado pelo fato de que é selecionado do grupo que consiste em embalagem, revestimento, membrana e separador de baterias produzido pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22.

31. Hidrogel, caracterizado pelo fato de que é produzido pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22.

32. Aerogel, caracterizado pelo fato de que é produzido pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22.