BRPI0901909A2 - material celulósico compreendendo calathea sp. e processo de produção de material celulósico compreendendo calathea sp - Google Patents

Abstract

MATERIAL CELULóSICO COMPREENDENDO CALA THEA SP. E PROCESSO DE PRODUçãO DE MATERIAL CELULóSICO COMPREENDENDO CALATHEA SP. A presente invenção descreve material celulósico compreendendo cauaçu e processo mecânico de produção de material celulósico compreendendo Calathea sp., em especial talos de cauaçu, bucho e água. A presente invenção descreve uma nova utilização de cauaçu como adição para fazer folhas. O cauaçu tem um rápido crescimento, proporcionando assim uma fonte renovável e o uso sustentável dos recursos. Além disso, o papel produzido apresenta bons resultados. A presente invenção se situa no campo da química e engenharia.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção

Material Celulósico Compreendendo Calathea sp. ε Processo deProdução de Material Celulósico Compreendendo Calathea sp.

Campo da Invenção

A presente invenção descreve material celulósico chamado de cauaçu,Calathea sp., compreendendo em especial talos de cauaçu e seu processomecânico do bucho, casca e água. A presente invenção descreve uma novautilização de cauaçu como adição para fazer folhas. O cauaçu tem um rápidocrescimento, proporcionando assim uma fonte renovável e o uso sustentáveldos recursos. Além disso, o papel produzido apresenta bons resultados. Apresente invenção se situa no campo da química e engenharia.

Antecedentes da Invenção

O papel de cauaçu é uma fonte alternativa no setor de celulose e papel,tendo uma série de opções de uso como papel para impressão, revestimento,embalagem e decorativo, variando apenas na gramatura para precisão dautilização final. Possui forte apelo ambiental, pois sua produção é feita a partirde resíduos da fibra cauaçu utilizada largamente na Reserva deDesenvolvimento Sustentável Amanã por grupo de artesãs.

No âmbito patentário, foram localizados alguns documentos relevantesque serão descritos a seguir.

O documento Pl 0405647-7 revela um processo para o preparo de umapolpa a ser utilizada na fabricação de papel, onde a polpa é obtida de partes domilho, em especial o talo do milho. O processo de preparo envolve etapasmecânicas para a fabricação do papel. A presente invenção difere destedocumento pelo fato de utilizar cauaçu, e não milho, de forma que o materialvegetal é totalmente diferente. Além disso, o processo mecânico de produçãodo papel envolve o uso de uma polpa tratada quimicamente com agentes debranqueamento.O documento US 2008/057547 revela um processo de produção depolpa para a fabricação de papel compreendendo o uso de algas vermelhas(Rhodophyta)1 onde a polpa das algas é misturada a uma polpa de madeira. Odocumento também descreve um papel obtido pela combinação de ambas aspolpas através de métodos convencionais. A presente invenção difere destedocumento pelo fato de não utilizar algas vermelhas, mas sim Cauaçu, cujacomposição é completamente diferente, gerando um produto comcaracterísticas também diferentes.

O documento EP 1 088 937 revela um processo de produção de papelcompreendendo as etapas de maceração das fibras de plantas equatoriais,como abacaxi, côco, milho, arroz e outros, adição de potassa cáustica,neutralização da solução com ácido fosfórico e filtragem da suspensão,seguida de secagem e prensagem. A presente invenção difere destedocumento pelo fato de utilizar Cauaçu, que apesar de ser uma planta da zonaequatorial, não é citada como planta adequada pelo documento. Além disso, oprocesso de preparo não envolve o uso de tratamentos químicos, como basese ácidos, e o papel produzido por esse documento apresenta característicasdistintas do papel produzido com cauaçu.

O documento EPt645 491 revela um processo de preparo de papel apartir de plantas ou resíduos de plantas com baixo teor de alfa-celulosecompreendendo as etapas de secagem, moagem até a formação de micro-partículas, seguida da adição dessas partículas à mistura de fibras celulósicas.A presente invenção difere deste documento pelo fato do processo utilizadonão compreender a etapa de formação de micro-partículas da matéria vegetal.Além disso, o cauaçu não é citado em nenhum momento nesse documento.

O documento US 4,118,271 revela um processo para a produção depapel compreendo as etapas de moagem mecânica da matéria fibrosa,deslignificação com compostos clorados e amônia e separação do materialdeslignificado, onde a solução residual é tratada para reciclagem doscomponentes. A presente invenção difere deste documento pelo fato de nãocompreender nenhuma etapa de tratamento químico, sendo essencialmenteum processo mecânico. Além disso, o cauaçu não é citado em nenhummomento nesse documento.

Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontradosdocumentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção,de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventivafrente ao estado da técnica.

Sumário da Invenção

Em um aspecto, a presente invenção tem como objeto o cauaçu queapresenta um rápido crescimento, proporcionando assim uma fonte renovável eo uso sustentável dos recursos. Além disso, o papel produzido apresenta bonsresultados quando submetidos aos testes de qualidade.

É um objeto da presente invenção material celulósico compreendendo:

a) material vegetal de Calathea sp;

b) água.

É um dos objetos adicionais da presente invenção, processo mecânicode produção de material celulósico compreendendo as etapas de:

a) desintegração de uma mistura de material vegetal de Calatheasp seco e água;

b) secagem da pasta;

c) formação do material celulósico.

Em uma configuração preferencial, a desintegração do material é feitaem um desintegrador.

Em uma realização preferencial, a secagem da pasta é feita em umacentrífuga.

Em uma realização preferencial, a formação de folhas de papel é feita apartir da pasta seca.

Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizadospelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serãodescritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.Descrição Detalhada da Invenção

Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar umadas inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, oescopo da mesma.

Material celulósico

O material celulósico da presente invenção compreende quaisquermateriais compreendendo celulose escolhidos do grupo que compreende, masnão se limitando a, papel, papelão, entre outros, bem como a combinação dosmesmos. Em especial, a presente invenção compreende a produção de papel.

O material celulósico é obtido de plantas pertencentes ao gêneroCalathea sp. Exemplos de espécies adequadas incluem, sem limitações,Calathea albertii, Calathea crocata, Calathea insignis, Calathea lancifolia,Calathea loeseneri, Calathea louisae, Calathea makoyana, Calathea orbifolia,Calathea ornata, Calathea roseopicta, Calathea rufibarba, Calathea undulata,Calathea warscewiczii, Calathea zebrina e Calathea lútea aubl.Preferencialmente, a planta é Calathea lútea aubl, popularmente conhecidacomo cauaçu.

Para efeitos da presente invenção, a expressão cauaçu é intercambiávelcom qualquer planta adequada descrita acima.

O material celulósico pode ser obtido de qualquer parte do materialvegetal de cauaçu, como folhas, frutos, talos, raízes. O material celulósico dapresente invenção compreende:

a) material vegetal de Calathea sp;

b) água.

Em especial, são utilizadas as partes fibrosas do cauaçu, como os talos.O material vegetal de cauaçu inclui também aparas e resíduos provenientes dorespectivo material vegetal, como o bucho.

Processo de produção de material celulósico

O processo mecânico de produção de material celulósico compreendeas etapas de:a) desintegração de uma mistura de material vegetal de Calatheasp seco e água;

b) secagem da pasta;

c) formação do material celulósico.

A etapa de desintegração do material é realizada em qualquerequipamento adequado. Preferencialmente ela ocorre em um desintegrador, asecagem da pasta é realizada em uma centrífuga e numa realizaçãopreferencial, a formação de folhas de papel é feita a partir da pasta seca.

Exemplo 1. Realização Preferencial

O processo de confecção do papel de cauaçu (Calathea lútea aubl.)iniciou com a coleta de talos cedidos pelo grupo de RDS Amaná. A fibra éusada para confecção de artesanato de cestarias. O que o grupo chama buchoé descartado e este material serviu para os testes de confecção de papel a fimde subsidiar a pesquisa técnica para uso de resíduos do artesanato e geraçãode mais renda ao grupo. A escolha de papel foi devido às características damatéria-prima, ou seja, ser extremamente fibroso, além de contribuir ainda comuma fonte alternativa e ecologicamente correta: papel feito com o próprioresíduo do artesanato e este papel será usado no material de divulgação, ouseja, o ecomarketing do grupo. A pesquisa também busca ampliar em médioprazo a gama de interessados e oferecer o papel para outros ramos doartesanato e outros segmentos que tenham a mesma meta: uso de papel semaditivos químicos e feitos com resíduos da própria região amazônica.

O resíduo selecionado, bucho, foi trazido com liberação do grupo peloIDSM até o INPA e ao chegar, o material foi cortado e seco ao ar livre por 24horas. Após secagem, o teor seco foi de 84,41%. O material seguiu para odesintegrador no qual foi batido com água. Depois, a pasta foi seca nacentrífuga e seguiu para a sala de formação de folhas. Com a pasta foramformadas folhas no Formador de Folha 2000 Regmed com diferentesgramaturas. O processo mecânico, no qual não há adição de reagentesquímicos, o rendimento em polpa é superior, porém sua qualidade é inferior.Tal processo usado é simples em relação aos químicos e pode ser repassado ainteressados com baixo custo, um dos motivos para sua seleção. Outro fatorpositivo dentro desta formação de folhas foi a confecção de papéis sem refino,etapa que requer extremo cuidado, pois prepara as fibras ao abri-las pelo refinoe inchamento e as torna mais suscetíveis à adesão posterior. O ensaio semrefino e com processo mecânico com resíduo selecionado formou folha eatendeu aos ensaios submetidos. Foram feitos dois tipos de papel: aparasbrancas (70%) e bucho (30%) sem refino; aparas brancas (70%) e bucho (30%)com refino. As folhas formadas foram condicionadas conforme Norma ABCPP4/70 e seguiram para ensaios de determinação na Gramatura( Norma ABCPP6-1996), Arrebentamento (Norma ABCP P8-1994), Rasgo (Norma P2-1994), eTração e Alongamento (Norma ABCP P46-1998). Estes resultados informam aqualidade físico-mecânica para o papel. Novos testes deverão ser feitos comoutros processos, como clássico kraft, que é mundialmente usado. Osresultados indicam que em termos médios os papéis possuem bons resultadosque podem ser otimizados com novos processos que aumentariam a qualidadee ampliariam a gama de uso do papel final. Para efeito de comparação, foramfeitos ensaios apenas com aparas (papéis usados). Os ensaios físicos-mecânicos seguem na tabela abaixo:

Tabela 1 - Ensaios físicos-mecânicos do papel de cauaçu

<table>table see original document page 7</column></row><table>O caráter inovador do produto é a matéria-prima, resíduo de cauaçu,espécie que tem características favoráveis ao seu rápido crescimento e uso noartesanato e no segmento papeleiro da região, além de representar mais umtrajeto sustentável de uso dos recursos naturais com base em pesquisas eaplicações tecnológicas de fácil acesso e rápida transferência.

O papel de cauaçu visa atender a duas demandas atuais: novas fontespara fabricação de papel com menos impacto ambiental e que valorize a regiãooriginária o que pode virar um indicador geográfico e o uso de resíduos sem fimapropriado. Conforme sua aplicabilidade, seu custo é relativamente baixo, geraum produto final de qualidade e com alta produtividade.

Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados epoderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outrosvariantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.

Claims (17)

1. Material celulósico compreendendo Calathea sp. caracterizado porcompreender:a) material vegetal de Calathea sp\b) água.

2. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo material vegetal ser escolhido do grupo que compreende folhas, frutos,talos, raízes, cascas, resíduos provenientes do respectivo material vegetal ecombinações dos mesmos.

3. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo material vegetal ser aparas e bucho.

4. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo material vegetal compreender 70% de aparas e 30% de bucho.

5. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopela planta ser escolhida do grupo que compreeende Calathea albertii,Calathea crocata, Calathea insignis, Calathea lancifolia, Calathea loeseneri,Calathea louisae, Calathea makoyana, Calathea orbifolia, Calathea ornata,Calathea roseopicta, Calathea rufibarba, Calathea undulata, Calatheawarscewiczii, Calathea zebrina e Calathea lútea aubl e combinações dosmesmos.

6. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopela planta ser Calathea lútea aubl.

7. Material celulósico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor ser escolhido do grupo que compreende papel e/ou papelão.

8. Processo de produção de material celulósico compreendendoCalathea sp. caracterizado por compreender as etapas de:a) desintegração de uma mistura de material vegetal de Calatheasp seco e água;b) secagem da pasta; ec) formação do material celulósico.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelomaterial vegetal ser escolhido do grupo que compreende folhas, frutos, talos,raízes, cascas, resíduos provenientes do respectivo material vegetal ecombinações dos mesmos.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelomaterial vegetal ser aparas e bucho.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelomaterial vegetal compreender 70% de aparas e 30% de bucho.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelaplanta ser escolhida do grupo que compreeende Calathea albertii, Calatheacrocata, Calathea insignis, Calathea lancifolia, Calathea loeseneri, Calathealouisae, Calathea makoyana, Calathea orbifolia, Calathea ornata, Calathearoseopicta, Calathea rufibarba, Calathea undulata, Calathea warscewiczii,Calathea zebrina e Calathea lútea aubl e combinações dos mesmos.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelaplanta ser Calathea lútea aubl.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela etapade desintegração ser realizada em um desintegrador.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela etapade secagem ocorrer em uma centrífuga.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelomaterial celulósico ser papel e/ou papelão.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelafolha de papel possuir gramatura entre 55 g/cm2 e 65 g/cm2.