PT99205A

PT99205A - Processo para a deslignificacao e branqueamento de polpas de madeira

Info

Publication number: PT99205A
Application number: PT99205A
Authority: PT
Inventors: Malcolm Cronlund; Jairo M Lora; Jeanne L Powers
Original assignee: Repap Technologies Inc
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1991-10-11
Publication date: 1992-09-30
Also published as: EP0480469A3; JPH06287881A; AU8575691A; EP0480469A2; FI914766A7; FI914766A0; CA2053035A1; AU1018395A; BR9104455A; CA2053035C; MX9101558A; FI914766L

Description

Referência a Pedido Afim

Este é uma continuação em parte do Pedido Série Número 07/596.765, depositado em 12 de Outubro de 1990.

Fundamentação do Invento

Tem havido nos últimos anos uma preocupação pública crescente acerca de efluentes industriais, derramamentos e resíduos sólidos lançados para o meio ambiente. Pressões de mercado e legais estão agora exigindo aos fabricantes, em todos os sectores industriais, que reduzam ao mínimo os malefícios destas descargas no meio ambiente.

Na industria de branqueamento de polpa, os efluentes de instalações de branqueamento e moagem de polpa têm sido objecto de inspecção pública e governamental. Esses efluentes contêm produtos de reacção de branqueamento orgânicos clorados, que são geralmente determinados pelo seu halogénio orgânico adsorvível (AOX). A polpa branqueada pode também conter resíduos orgânicos clorados que são geralmente determinados pelo seu halogénio orgânico total (TOX).

Earl e Reeve, da Universidade de Toronto, estudaram os níveis de AOX em efluentes de instalações de branqueamento, e desenvolveram uma relação empírica para prognosticar os níveis de AOX produzidos no processo de branqueamento. De acordo com o grupo de Reeve, o AOX nos efluentes de instalações de branqueamento será de cerca de 10% do peso de cloro molecular (Cl2), e 5,3% do peso de dióxido de cloro (C102) utilizados no processo de branqueamento. Utilizando-se as quantidades de cloro e dióxido de cloro que são normais para branquear polpas Kraft de madeira macia com a tecnologia de branqueamento "convencional",

verificou-se que o AOX em efluentes não tratados de instalações de branquamento se situa na gama de 5 a 8 kg de AOX por tonelada de polpa branqueada. Sistemas de tratamento secundários removerão mais 40% a 60% deste AOX, indicando que a quantidade de AOX descarregado nas águas receptoras será de cerca de 2 a 6,8kg de AOX por tonelada. Os objectivos reguladores correntes parecem permitir um máximo de cerca de 2,5kg de AOX por tonelada, sendo previsíveis futuras restrições para l,5kg por tonelada.

0 uso de químicos de branqueamento à base de cloro deixa ainda alguns resíduos orgânicos clorados na polpa. Um estudo recente feito pelo grupo de Reeve revelou que o TOX total em polpas Kraft branqueadas de madeira macia obtidas de moinhos canadianos (onde alguns moinhos têm deslignificação por oxigénio) se situa na gama de 400 a 600 partes por milhão (ppm), e que para polpas Kraft branqueadas de madeira dura, se encontraram valores tão elevados como 2.000 ppm.

Por conseguinte, os moinhos de polpa tradicionais, a maior parte deles do tipo de processo Kraft têm desenvolvido novas condições de cozimento a fogo lento, para aumentar a deslignificação da polpa de madeira e têm-se tentado executar a deslignificação por oxigénio antes do branqueamento de forma a reduzir o consumo de agentes de branqueamento contendo cloro. Outras tentativas de deslignificação por oxigénio incluem a substituição de dióxido de cloro para cloro molecular, para se obter branqueamento equivalente com níveis muito menores de cloro atómico. A combinação destas tecnologias fornecerá os meios para os moinhos Kraft para que seja satisfeito o limite de 1,5 kg de AOX por tonelada.

Por outro lado, estão sendo desenvolvidos novos processos de branqueamento que não contêm quaisquer químicos de branqueamento à base de cloro. Para polpas kraft usuais de madeira macia, têm-se desenvolvido processos de branqueamento à base de oxigénio, ozónio e peróxido de hidrogénio. As polpas kraft de madeira macia branqueadas com oxigénio e peróxido de hidrogénio apresentam um fraco brilho e claridade e têm duvidosas propriedades de resistência. Outros desenvolvimentos com processos de tratamento de polpa kraft e sulfitada envolvem a incorporação de equipamento de branqueamento à base de ozónio, num esforço para eliminar o uso de agentes de branqueamento à base de cloro.

No entanto, com polpas kraft que constituem o padrão industrial para resistência de polpa tanto para a espécie de madeira dura como de madeira macia, obtiveram-se niveis menores de brilho e claridade em comparação com os mesmos níveis obtidos com cloro ou dióxido de cloro como agentes de branqueamento.

Existem outros benefícios ambientais e económicos com o uso de agentes de branqueamento sem cloro, nomeadamente a reci-clabilidade dos efluentes industriais. Para além disso, os processos de branqueamento que usam agentes de branqueamento sem cloro têm o potencial para deposição de todos os resíduos da instalação de branqueamento através de queima. Por norma, os processos de branqueamento que usam deslignificação por oxigénio têm a capacidade de reciclar os efluentes do branqueamento desta fase para o sistema de recuperação química do moinho. Os benefícios resultantes incluem uma reduzida necessidade de sistemas de tratamento secundários e uma redução dos custos de processamento químico. Adicionalmente, através da reciclagem de efluentes e descarga de efluentes industriais mais limpos, reduzem os custos relativos ao tratamento dos efluentes industriais. Por conseguinte, é vantajoso desenvolver processos industriais que fazem uso de efluentes reciclados, requerem menos água fresca e com menos

descargas de efluentes industriais, resultando tudo isto numa redução global dos custos de funcionamento da instalação.

Os processos industriais que são seguidos com os anteriores objectivos utilizam o conceito de "Moagem em Circuito Fechado". Este conceito requer que todos os químicos para processamento, nomeadamente água, sejam reciclados e também requer que quase todos os desperdícios, incluindo o calor, sejam reutilizados.

As polpas de madeira produzidas por processamento de polpa de dissolução orgânica de material lignocelulósico, tal como descritas, por exemplo, nas Patentes dos E.U. Nos. 4.100.016

D e 4.764.596, também designado por processo "ALCELL" , utilizam extracção de álcool. Tais processos serão colectivamente designados por "processos de dissolução orgânica" e oferecem algumas evidentes vantagens relativamente ao moinho de polpa fornecendo simultaneamente polpas de madeira dura de qualidade comercial, que são comparáveis em resistência, brilho e claridade e grau de limpeza às polpas kraft produzidas da mesma espécie de madeira. Nesses processos, pelos métodos do presente invento, os efluentes da instalação de branqueamento podem ser reenviados para o moinho de polpa com tratamento mínimo.

Contudo, para uma óptima resistência da polpa, as polpas de dissolução orgânica têm de ser sujeitas a digestão de modo a que haja um mais elevado grau de lignina residual na polpa de dissolução residual em comparação com as polpas kraft. A polpa é, nesta fase, designada por pasta castanha e a lignina residual na pasta castanha é medida por unidades designadas por números kappa. Os números kappa típicos para polpas de dissolução orgânica são 25 a 35, aproximadamente, dependendo da espécie da madeira e de outros factores, ao passo que os números kappa para polpas kraft de madeira dura variam tipicamente entre cerca de 17 e 21, dependendo dos mesmos factores. A consequência do mais elevado número kappa em polpas de dissolução orgânica é o facto de geralmente terem de ser usadas maiores quantidades de químicos de branqueamento para produzir polpas branqueadas com o mesmo nível de brilho e claridade em comparação com as polpas kraft. No entanto, em comparação com as polpas kraft, os métodos do presente invento requerem menores quantidades de compostos de branqueamento, para além do oxigénio e hidróxido de sódio, para que se obtenham polpas branqueadas com semelhante grau de brilho e claridade, conforme medição feita pelos padrões da "International Organization for Standardization" (ISO). A viscosidade, que é uma medida da resistência da polpa, (centipoise, cps, TAPPI Standard T-230), é também uma das importantes características da polpa. As viscosidades típicas da pasta castanha de dissolução orgânica variam de cerca de 40 a 13 cps e as da pasta castanha kraft variam de cerca de 45 a 20 cps, indicando os números mais baixos menor viscosidade ou resistência. É desejável ter o mínimo possível de redução de viscosidade durante o processo de branqueamento, dado as perdas de viscosidade estarem usualmente associadas a uma redução da resistência da polpa, conforme medição pelos testes normais de resistência à ruptura por tracção, arrebentamento e rasgão.

Uma desvantagem do processo kraft é que a deslignifi-cação por oxigénio da pasta castanha kraft resulta na redução da resistência da polpa abaixo dos limites aceitáveis, quando a deslignificação por oxigénio da polpa excede 50%, que corresponde a uma redução do número kappa da pasta castanha superior a 50%.

Pelo contrário, os métodos do presente invento revelam que as polpas podem ser branqueadas num grau superior a 85 ISO, sem ο uso de químicos de branqueamento contendo cloro. 0 resultado líquido é que estarão presentes níveis muito baixos de halogé-nio orgânico adsorvível (AOX) e halogénio orgânico total (TOX) no efluente de branqueamento e na polpa branqueada, respectiva-mente. Adicionalmente, se são requeridos um brilho e uma claridade superior a 85 ISO, isso pode ser alcançado com o uso de baixos níveis de dióxido de cloro para que o halogénio orgânico adsorvível no efluente não tratado da instalação de branqueamento seja cerca de 0,5 kg de AOX por tonelada de polpa.

Sumário do Invento É um objectivo principal deste invento apresentar um processo para deslignificação por oxigénio de polpa, em que a lignina residual da polpa diminui em mais de 50% a cerca de 76% com pouca ou nenhuma redução da viscosidade da polpa. É um outro objectivo deste invento apresentar um processo para maior deslignificação da polpa com ozónio, em que a lignina residual da polpa diminui em mais de cerca de 80% a cerca de 90% com pouca ou nenhuma redução da viscosidade da polpa, nomeadamente até valores na gama de cerca de 2 a 5 cps. É um outro objectivo deste invento apresentar um processo para branqueamento da polpa deslignificada para um grau de brilho e claridade superior a cerca de 70 ISO a cerca de 88 ISO, sem o emprego de químicos de branqueamento â base de cloro. É um outro objectivo deste invento apresentar um processo para deslignificar e branquear polpas de dissolução orgânica com valores kappa relativamente elevados em comparação com polpas kraft da mesma espécie de madeira, obtendo-se um elevado grau de brilho e claridade sem perda de resistência. Num aspecto do invento é fornecido um processo para a deslignificação por oxigénio da polpa em que a lignina residual da polpa é reduzida em mais de 50% com pequena ou nenhuma redução da viscosidade da polpa.

De acordo com um aspecto do invento, é apresentado um processo para deslignificação da polpa por oxigénio, em que a lignina residual da polpa é reduzida em mais de cerca de 50% a cerca de 76% ou sem redução da viscosidade da polpa.

De acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de pré-tratamento da pasta castanha com um composto peroxi, nomeadamete ácido peracético ou peróxido de hidrogénio, antes de se executar a deslignificação por oxigénio.

De acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de pré-tratamento da pasta castanha com ozónio, antes de se executar a deslignificação por oxigénio.

De acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de pré-tratamento da polpa deslignifiçada com um composto peroxi, nomeadamente ácido peracético ou peróxido de hidrogénio.

De acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de tratamento da polpa desligni-fiçada com ozónio. 10

Ainda de acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de pré-tratamento da pasta castanha com um composto peroxi, antes de se executar a deslignificação por oxigénio, e de se tratar a polpa resultante com composto peroxi, nomeadamente ácido peracético ou peróxido de hidrogénio.

Ainda de acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar os efeitos da deslignificação por oxigénio, que consiste no passo de pré-tratamento da pasta castanha com ozónio, antes de se executar a deslignificação por oxigénio e de se tratar a polpa resultante com um composto peroxi, nomeadamente ácido peracético ou peróxido de hidrogénio.

Ainda de acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste em se executar a deslignificação por oxigénio e se tratar a polpa resultante em duas fases de branqueamento, nomeadamente com ácido peracético, peróxido de hidrogénio ou uma combinação tanto de ácido peracético, como peróxido de hidrogénio.

Ainda de acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo para aumentar o efeito da deslignificação por oxigénio, que consiste em se executar a deslignificação por oxigénio e se tratar as polpas resultantes em duas fases de branqueamento, nomeadamente com ácido peracético, peróxido de hidrogénio e ozónio, ou uma combinação tanto de ácido peracético, como peróxido de hidrogénio ou ozónio.

De acordo com um outro aspecto do invento, é apresentado um processo contínuo para a deslignificação e branqueamento de polpa, em que são utilizados filtrados de branqueamento para lavar a pasta castanha, que são a seguir reciclados para reutilização num processo contínuo de tratamento da pasta.

Outros aspectos e vantagens deste invento tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição da forma preferida de realização e das reivindicações.

DESCRICÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um gráfico que mostra a redução de números kappa em polpas "ALCELL " depois da deslignificação por oxigénio (02) ( Δ ) e depois da extracção oxidante (Eqj ^ A Figura 2 é um gráfico que faz a comparação da redução de números kappa e valores da viscosidade em polpas kraft e "ALCELLR" depois da deslignificação por oxigénio. A Figura 3 é uma curva de batimento para uma polpa de madeira de bétula de dissolução orgânica branqueada para cerca de 88 ISO com a sequência EqDED. A Figura 4 é uma curva de batimento para uma polpa de madeira de bétula/álamo tremedor/acerácea de dissolução orgânica branqueada para cerca de 88 ISO com a sequência ODED. 12

A Figura 5 é uma curva de batimento para uma polpa de madeira de bétula/álamo tremedor/acerácea de dissolução orgânica branqueada para cerca de 83 ISO com a sequência PO(PA)P. A Figura 6 é um fluxograma de um processo para deslig-nificação e branqueamento contínuos da pasta castanha por meio de lavagem e reciclagem em contracorrente de solventes e filtrados, de branquiamento utilizando-se as seguintes sequências: (Peroxi)O(Peroxi)(Peroxi) e (Peroxi)OZ(Peroxi), em que (Peroxi) é ou peróxido de hidrogénio ou ácido peracético. A Figura 7 é um fluxograma de um processo para deslig-nificação e branqueamento contínuos da pasta castanha por meio de lavagem e reciclagem em contracorrente de solventes e filtrados, de branquiamento utilizando-se as seguintes sequências: ODEqD e ODED. A Figura 8 é um fluxograma de um processo para deslig-nificação e branqueamento contínuos da pasta castanha por meio de lavagem e reciclagem em contracorrente de solventes e filtrados de branqueamento, utilizando-se as seguintes sequências: O(Peroxi)D e OZD, em que (Peroxi) é ou peróxido de hidrogénio ou ácido peracético. »

MEMÓRIA DESCRITIVA DA FORMA PREFERIDA DE REALIZAÇÃO

Este invento diz genericamente respeito à deslignifi-cação e branqueamento de polpas obtidas por processos de tratamento de polpas kraft de dissolução orgânica. Os passos de deslignificação e branqueamento do processo podem ser levados a efeito quer em lotes quer de modo contínuo. As polpas podem ser deslignifiçadas com oxigénio e branqueadas e os valores Kappa podem ser reduzidos em mais de 50% e de preferência na gama de cerca de 50% a cerca de 76%, sem qualquer rèdúção significativa na viscosidade da polpa. Podem ser também obtidos elevados níveis de brilho e claridade, comercialmente aceitáveis. Os efluentes de branqueamento resultantes da prática do presente invento satisfazem ou excedem as rigorosas regulamentações ambientais.

Tanto pelo processo de lote como pelo processo contínuo do invento, a deslignificação por oxigénio de polpas de dissolução orgânica produz uma redução de números kappa superior a cerca de 50% e de preferência até cerca de 76%, sem uma redução dos valores da viscosidade, numa gama de cerca de 2 a não mais do que cerca de 8 cps de preferência a cerca de 5 cps. A Figura 1 mostra que uma polpa de dissolução orgânica, nomeadamente polpa "ALCELL R", com um número inicial kappa de 29 pode ser deslignificada usando-se oxigénio para um número kappa de cerca de 10, uma deslignificação de aproximadamente 67%. No entanto, como mostrado na Figura 2 por círculos fechados, a viscosidade da polpa "ALCELL R" mantem-se essencialmente inalterada com maior deslignificação. Pelo contrário, uma pasta castanha de madeira macia kraft, indicada por círculos abertos na Figura 2, mostra uma redução de viscosidade linear com aumento de deslignificação, como registado por outros. Em geral, as polpas de madeira dura kraft manifestam uma semelhante redução da viscosidade com deslignificação por oxigénio. A uma deslignificação a aproximadamente 50%, a viscosidade da polpa a dimimui a um ponto em que mais deslignificação começaria a afectar seria-mente as propriedades de resistência da polpa. A Figura 2 revela ainda que o número kappa da polpa deslignificada por oxigénio é relativamente independente do número kappa da pasta castanha, e que o número kappa final se situa na gama de cerca de 9 a cerca de 13 para deslignificação por oxigénio, o número kappa final para polpa deslignificada por extracção oxidante, que fornece condições de reacção mais suaves, situa-se na gama de 16 a 18.

No que concerne às curvas de batimento das Figuras 3, 4 e 5, pode-se ver que as propriedades de resistência para as polpas de dissolução orgânica são comparáveis às das polpas kraft ou da mesma espécie de madeira. As curvas de batimento são curvas de batimento de moinho "PFI" e são obtidas de acordo com "TAPPI STANDARD 248 OM-85". As propriedades físicas reveladas nas curvas são medidas de acordo Com "TAPPI Standards 220 OM-88", "403 OM-85", 414 OM-88" e 494 OM-88". As sequências de branqueamento utilizadas foram análogas às descritas nos Exemplos 16, 14 e 19, respectivamente.

Para além disso, pode-se aumentar a deslignificação e o branqueamento de polpas para se obterem níveis comercialmente aceitáveis de brilho e claridade, de novo sem perda significativa de viscosidade, pondo-se a polpa em contacto quer com ácido peracético quer peróxido de hidrogénio, quer de forma simples, em exposições graduais, quer seguindo-se deslignificação por oxigénio, e ou antes ou depois da deslignificação por oxigénio. Pode-se também utilizar uma fase de ozónio em combinação com deslignificação por oxigénio, e ou antes ou depois de peróxido de hidrogénio ou ácido peracético. Obtêm-se aqui, de novo, níveis de brilho e claridade comercialmente aceitáveis.

Os processos de dissolução orgânica produzem geralmente fibra de polpa de madeira dura com teores de lignina residuais com números kappa típicos de cerca de 20 a cerca de 40. Pelos métodos do presente invento, uma polpa de dissolução orgânica com um número kappa na pasta castanha de cerca de 40 pode ser deslignificada para um número kappa de cerca de 10 numa fase do tratamento, uma redução de cerca de 75%, com uma única fase de oxigénio. Em alternativa, quando a polpa é tratada com ozónio antes ou depois duma fase de deslignificação por oxigénio, a polpa é deslignifiçada para um número kappa de cerca de 80% a cerca de 90%. 0 tratamento da pasta castanha com compostos peroxi, nomeadamente peróxido de hidrogénio ou ácido peracético, na gama de cerca de 0,5% a cerca de 4% (em peso) de composto peroxi em polpa seca em forno (s.f.) para ácido peracético ou peróxido de hidrogénio, resulta na redução do número kappa depois da deslignificação por oxigénio em cerca de mais 50%, para um número kappa de cerca de 5 a cerca de 7, em comparação com o número kappa depois de uma fase única de deslignificação por oxigénio.

As polpas tratadas com ácido peracético ou peróxido de hidrogénio depois da deslignificação por oxigénio, quer com ou sem tratamento prévio com um composto peroxi, revelam maiores efeitos de branqueamento em comparação com polpas kraft tratadas de forma semelhante. 0 resultado do tratamento da polpa com um composto peroxi depois da deslignificação por oxigénio é a necessidade de um menor número de passos de branqueamento para se alcançar um específico nível de brilho e claridade e sendo requerida uma menor quantidade de químicos de branqueamento.

Obtêm-se maiores efeitos de branqueamento quando as polpas são previamente tratadas com um composto peroxi antes da deslignificação por oxigénio e são a seguir tratadas numa ou mais fases com um composto peroxi. Pode-se obter um brilho e claridade de cerca de 83 a 86 ISO, o que se engloba na mesma gama de brilho e claridade obtidos quando as polpas não foram sujeitas a tratamento prévio com compostos peroxi mas foram tratadas com químicos de branqueamento à base de cloro. Uma vantagem adicional é o facto de estas polpas conterem nível zero de TOX de químicos de branqueamento à base de cloro e, correspondentemente, os efluentes de branqueamento conterem também nível zero de AOX.

Obtêm-se também maiores efeitos de branqueamento quando as polpas são previamente tratadas com ozónio quer antes quer depois da deslignificação por oxigénio seguida de tratamento numa ou mais fases com um composto peroxi. Estas polpas têm um brilho e claridade de cerca de 82 a 86 ISO, o que se engloba na mesma gama de brilho e claridade obtidos quando as polpas não foram tratadas com ozónio mas foram tratadas com químicos de branqueamento à base de cloro. Aqui, de novo, uma vantagem adicional é o facto de estas polpas conterem nível zero de TOX de químicos de branqueamento à base de cloro e, correspondentemente, os efluentes de branqueamento conterem também nível zero de AOX.

Obtêm-se também maiores efeitos de branqueamento quando as polpas são previamente tratadas num processo contínuo de deslignificação e branqueamento com um composto peroxi antes ou depois da deslignificação por oxigénio seguida de uma fase de branqueamento com um composto peroxi ou ozónio. Pode-se obter um brilho e claridade de cerca de 83 a cerca de 88 ISO. Em alternativa, quando as polpas são tratadas numa fase de diõxido de cloro, pode-se obter um valor de brilho e claridade de cerca de 90 a cerca de 92 ISO.

Geralmente, antes da deslignificação ou branqueamento, a pasta castanha é lavada com uma solução de álcool constituída por: cerca de 40 a cerca de 80% (em volume) de um álcool alifá-tico inferior miscível em água de 1 a 4 átomos de carbono (por exemplo, metanol, etanol, isopropanol ou terc.-butanol); cerca de 20 a cerca de 60% de água; e, se necessário, uma pequena quantidade de um ácido forte solúvel em água, nomeadamente um ácido mineral (p.ex., ácido clorídrico, sulfúrico, fosfórico ou -X* · nítrico) ou um ácido orgânico (p.ex., ácido oxãlico, de preferência ácido acético, fórmico ou peroxi) para remoção de qualquer lignina solúvel antes da deslignificação ou branqueamento. A polpa lavada com álcool é lavada de novo com água para remoção de algum álcool residual e é deslignifiçada e branqueada quer em lote quer de forma contínua. A pasta castanha pode ser tratada com um composto peroxi, por exemplo, utilizando-se um ácido peracético (PA) ou peróxido de hidrogénio (P) a um pH de cerca de 1,5 a cerca de 11, de preferência a um pH de cerca de 2 a cerca de 6 com ácido peracético (PA) ou de preferência a um pH de cerca de 8,5 a cerca de 11 com peróxido de hidrogénio (P) e numa quantidade de cerca de 0,2 a cerca de 2%, de preferência de cerca de 0,5 a cerca de 1,5%, em peso, de composto peróxido por peso de polpa seca em forno (s.f.) Quando se utiliza peróxido de hidrogénio, o pH final é de preferência de cerca de 8,5 a cerca de 11 e é mantido a esse nível por adição de cáustico. A polpa pode ser de qualquer consistência, entre cerca de 8% a cerca de 55%, embora de preferência se situe entre cerca de 10% e cerca de 20%. O tempo de reacção é de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas e a temperatura é de cerca de 40°C a cerca de 90°C.

Em alternativa, em conjunto com tratamento com um composto peroxi, a pasta castanha pode também ser tratada num passo separado com agentes de quelação de metal de transição numa quantidade de cerca de 0,05 a cerca de 1% (em peso) de agente de quelação de metal em polpa seca em forno (s.f.), durante um período de tempo de reacção suficientemente longo para assegurar a quelação, por exemplo, utilizando-se ácido etilenodiamino tetraacético (EDTA) ou ácido dietilenotriamino pentaacético (DTPA) a fim de evitar a decomposição catalítica do composto peroxi por iões de metal de transição (tais como manganês, cobre e ferro). O tratamento por agentes de quelação de metal de transição pode ser efectuado antes ou durante o passo do tratamento com composto peroxi. Em alternativa à quelação, a polpa pode ser também primeiramente tornada ácida com um banho de ácido sulfuroso (H2S03), procedendo-se à lavagem da polpa com água e insuflando-se bolhas de gás de dióxido de enxôfre (S02) numa concentração bastante para que o pH seja de cerca de 2 a cerca de 3. Em alternativa ao ácido sulfuroso, podem-se também usar ácidos minerais, nomeadamente ácido sulfúrico. A polpa tornada ácida ou a polpa pré-tratada com agentes de quelação de metal é a seguir sujeita a um tratamento com um composto peroxi. Depois do tratamento com composto peroxi, a polpa é lavada com água. Em alternativa, se o passo de tratamento seguinte é deslignificação por oxigénio, o passo de lavagem pode ser omitido. Pode-se também adicionar sulfato de magnésio a cerca de 0,1% até cerca de 1,0%, em peso, de sulfato de magnésio na polpa seca em forno (s.f.) para protecção de viscosidade da polpa.

Uma fase de ozónio (Z) pode também ser utilizada para tratar pasta castanha, quer como um tratamento prévio antes da deslignificação por oxigénio (sequência ZO) quer a seguir à deslignificação por oxigénio (sequência OZ). O tratamento da pasta castanha com ozónio é efectuado a um pH de cerca de 1,5 a cerca de 5, de preferência de cerca de 2 a cerca de 3, a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 60°C, de preferência 25°C a cerca de 30°C. 0 pH pode ser ajustado para um nível apropriado por meio de ácido (p.ex., ácido acético ou sulfúrico). Adiciona--se bastante água ou retira-se através das técnicas conhecidas para que a consistência da polpa se situe em valores compreendidos entre cerca de 10% e cerca de 55%, de preferência cerca de 42%. Pode-se adicionar um catalisador, nomeadamente etanol, a um nível de cerca de 0,5% a cerca de 1%, de preferência cerca de 0,8%, em peso, de etanol em polpa seca em forno (s.f.). 0 ozónio 19 19

é gerado pelas técnicas conhecidas. Quando se utiliza uma polpa de elevada consistência, com cerca de 20% a cerca de 50% de sólidos de polpa, ela é desfeita em fibras separadas e as fibras são rapidamente misturadas com gás de ozónio numa concentração de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.) Quando se utiliza polpa de consistência média, o ozónio é introduzido na polpa quer na forma de uma solução contendo ozónio quer na forma de um gás. A solução de ozónio é obtida primeiramente por pressurização do ozónio sobre água a uma pressão suficiente para dissolver ozónio bastante para que a concentração do ozónio seja de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.) e a seguir a solução de ozónio é misturada com a polpa. Qualquer ozónio não reagido pode ser removido como efluente gasoso e pode ser controlado pelas técnicas conhecidas. A seguir à fase de tratamento com ozónio, o pH da polpa pode ser ajustado utilizando-se cáustico para um pH de cerca de 9 a cerca de 11, e a seguir, se fôr necessário, o pH da polpa pode ainda ser mais ajustado para um pH neutro por lavagens sucessivas com água.

Em alternativa, quando se utiliza uma fase de ozónio depois da deslignificação por oxigénio (sequência OZ) da pasta castanha, são seguidas as mesmas condições como no parágrafo anterior. No entanto, a seguir à deslignificação por oxigénio, o cáustico residual é retirado por lavagem da polpa, utilizando-se água e o pH pode ser ajustado para um pH de cerca de 2 a cerca de 5 por adição de um ácido. A deslignificação por oxigénio (O) da pasta castanha pode geralmente ser utilizada ou numa primeira fase (sequências OP, 0(PA), OZ), ou a seguir a uma fase de tratamento com composto peroxi ou uma fase de tratamento com ozónio (sequências PO, (PA), ZO). A deslignificação por oxigénio é feita misturando-se uma pasta da polpa com uma consistência de cerca de 9% a cerca de 15%, de preferência de cerca de 10% a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa, com uma solução cáustica incluindo, por exemplo, hidróxido de sódio. A quantidade de cáustico adicionado situa-se de preferência entre cerca de 2% a cerca de 8%, mais preferivelmente cerca de 3% a cerca de 6%, em peso, de cáustico em polpa seca em forno (s.f.). A pasta de polpa obtida desta maneira é depois misturada, a corte elevado, com gás de oxigénio de modo que o peso de gás de oxigénio seja de cerca de 0,5% a cerca de 2%, de preferência de cerca de 0,8% a cerca de 1,5%, em peso, de oxigénio em polpa seca em forno (s.f.). A temperatura da mistura de reacção situa-se entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, e a pressão . . . 3 3 de oxigénio e mantida entre cerca de 206,82x10 a 689,47x10 Pa 3 (30 a 100 psig), mais preferivelmente entre cerca de 482,58x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig). 0 tempo de reacção é de cerca de 6 a 60 minutos, mais preferivelmente cerca de 25 a cerca de 45 minutos. Podem-se juntar químicos adicionais para ajudar a conservar as propriedades de resistência, nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio, cerca de 0,1% a cerca de 0,5% de ácido dietilenotriamino pentaacético (DTPA), e cerca de 0,5% a cerca de 3% de silicato de sódio.

Em geral, uma fase de extracção oxidante (Eq) pode também ser utilizada para deslignificar uma pasta castanha a seguir a uma primeira fase de branqueamento com um composto peroxi, de preferência a seguir a uma primeira fase de branqueamento com ácido peracético (sequência 0(PA)EQ, (PA)Eq, uma fase de branqueamento com ozónio (sequência 0ZEq,ZEq) ou uma primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro (sequência ODEQD). Uma fase de extracção oxidante pode também ser utilizada antes de uma primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro (sequência EqDED). Uma pasta da polpa com uma consistência de cerca de 9% a l 4 21

cerca de 40%, de preferência de cerca de 10% a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa, é misturada com uma solução cáustica de cerca de 2% a cerca de 5%, de preferência de cerca de 2,5% a cerca de 4%, em peso, de hidróxido de sódio em polpa seca em forno (s.f.)· Adiciona-se à mistura de polpa cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio. 0 gás de oxigénio é introdu- 3 3 zido a uma pressão de cerca de 206,84x10 a 689,47x10 Pa (30 a 3 3 100 psig), de preferência cerca de 206,84x10 a 413,8x10 Pa (30 a 60 psig) e é misturado com a polpa a elevada velocidade de corte e por um período de tempo suficiente para assegurar uma adequada misturação. A temperatura da mistura de reacção situa-se entre cerca de 60°c e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, e a pressão de oxigénio é mantida entre cerca de 206,84x10 a 689,47x10 (30 a 100 psig), mais preferi- 3 3 velmente entre cerca de 206.84x10 a 413,8x10 Pa (30 a 60 psig). 0 tempo de reacção total com o oxigénio é de cerca de 6 a cerca de 60 minutos. Durante os primeiros 10 a 15 minutos, a pressão do oxigénio é reduzida para a atmosférica e a polpa fica depois numa atmosfera rica em oxigénio durante cerca de 20 a cerca de 40 minutos.

Em geral, a polpa deslignifiçada por oxigénio (O) pode ser tratada com dióxido de cloro (D) como uma subsequente primeira fase de branqueamento (sequência OD). Uma polpa deslignifiçada por oxigénio tratada com ozónio (sequência OZ) pode também ser tratada com dióxido de cloro (sequência OZD) e um tratamento com ozónio pode também ser feito depois de uma fase de tratamento com peroxi (sequências OPD, O(PA)D). O dióxido de cloro é utilizado na gama de cerca de 0,2% a cerca de 1,5%, em peso, de dióxido de cloro em polpa seca em forno (s.f.) A consistência da polpa é de cerca de 9% a cerca de 15%, de preferência cerca de 10% a cerca de 12%. Uma fase de branqueamento com dióxido de cloro a seguir à deslignificação por oxigénio é levada a um pH final de cerca de 2 a cerca de 3 e pode-se adicionar o cáustico necessário para manter o pH nesta gama. o tratamento com dióxido de cloro prossegue a uma temperatura de cerca de 30°C a cerca de 70°C durante cerca de 0#3 a cerca de 3 horas, de preferência 0,3 a 2 horas. Eventualmente poder-se-á proceder a uma segunda fase de branqueamento utilizando-se dióxido de cloro a seguir a uma fase de extracção oxidante (Eq) ou uma fase de extracção alcalina convencional (E) numa polpa primeiramente branqueada com dióxido de cloro (sequência ODED, 0DEoD). Uma fase de extracção alcalina consiste em se misturar a pasta castanha com cerca de 0,5% a cerca de 2% de cáustico, a uma temperatura de cerca de 40°C a cerca de 70°C, durante cerca de 1,5 a cerca de 3 horas, seguida de lavagem com água para dissolver e remover quaisquer produtos de reacção de branqueamento com dióxido de cloro. As condições são geralmente as mesmas da primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro, no entanto, um pH final preferido é de cerca de 3,5 a cerca de 4,5, que pode ser obtido por adição adequada de cáustico, sendo um tempo de reacção preferido 1,5 a 2 horas, aproximadamente. A pasta castanha pode ser deslignifiçada e branqueada num modo contínuo. Como mostrado nas Figuras 6, 7 e 8, os filtrados de branqueamento obtidos duma subsequente fase de branqueamento ou deslignificação podem ser reciclados como água de lavar para lavagem de pasta castanha numa fase anterior. Para além disso, depois da lavagem da pasta castanha, estes filtrados de branqueamento podem ser misturados com água e podem tornar-se parte do solvente álcool/água utilizado num processo contínuo de tratamento de polpa por dissolução orgânica como descrito no Pedido de Patente dos E.U. Série No. 07/649.683 ou para precipitar a lignina num tal processo. Numa outra alternativa, estes filtrados de branqueamento podem também ser concentrados, de preferência por evaporação, para produzirem condensado de evaporação e esse condensado de evaporação pode ser utilizado como água de lavar para lavagem de pasta castanha, como anterior-mente descrito. 0 condensado de evaporação pode também tornar-se parte do solvente álcool/água utilizado num processo contínuo de tratamento de polpa por dissolução orgânica como descrito no Pedido de Patente dos E.U. Série No. 07/649.683 ou para precipitar a lignina num tal processo. Ainda numa outra alternativa, estes filtrados de branqueamento podem ser concentrados e o material concentrado pode ser queimado com recuperação de energia. Pode também ser recuperado material como o cáustico.

Como revelado na Figura 6, a pasta castanha pode ser deslignifiçada e branqueada num modo contínuo. A pasta castanha, em qualquer determinada fase de tratamento, pode ser lavada numa maneira em contracorrente com os filtrados de branqueamento obtidos da lavagem da polpa numa subsequente fase de tratamento, inicialmente, a pasta castanha 10, de uma consistência de cerca de 10% a cerca de 15% de sólidos de polpa, é bombeada através da linha 20. A polpa é misturada numa máquina misturadora 21 com um composto peroxi, utilizando-se por exemplo ácido peracético (PA) ou peróxido de hidrogénio (P) a um pH de cerca de 1,5 a 11 e numa quantidade de cerca de 0,2% a 2%, em peso, de composto peroxi numa polpa seca em forno (s. f.).

Quando se utiliza peróxido de hidrogénio, este é introduzido na corrente líquida 76 para a mistura de reacção na máquina misturadora 21. 0 pH final é de preferência de cerca de 8,5 a cerca de 11, que pode ser mantido por adição de cáustico, nomeadamente hidróxido de potássio ou sódio, à mistura de reacção na corrente líquida 76. A polpa pode ser de qualquer consistência, embora de preferência seja de cerca de 10 a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa. Quando se utiliza ácido peracético (PA) como um composto peroxi, o pH final é de preferência de cerca de 2 a cerca de 5.

Quando se utiliza ácido peracético comercialmente disponível, ele pode ser introduzido na corrente líquida 76. 0 ácido peracético pode ser também obtido por recuperação e conversão do ácido acético que está presente no condensado de evaporação 70 da torre de recuperação de solvente utilizada para recuperar o solvente num processo de dissolução orgânica da polpa, como é descrito na Patente dos E.U. No. 4.764.596 e Pedido Série No. 07/649.683. 0 condensado de evaporação 70 é bombeado para o equipamento de processamento 71, que geralmente inclui equipamento de recuperação convencional, tal como equipamento de concentração de membrana e de extracção por solvente, que pode ser utilizado numa combinação adequada com concentração por congelação, destilação e afins. No equipamento de processamento 71, o ácido acético presente no condensado 70 é recuperado de preferência num grau de pureza a 100% e uma corrente inferior 72 é também recuperada na forma de uma solução aquosa que pode ser reciclada para utilização com a água introduzida em 61 no dispositivo de lavar 6. Depois da recuperação do ácido acético no equipamento de processamento 71, o ácido acético é bombeado para o equipamento de processamento 73. O equipamento de processamento 73 inclui geralmente um reactor de conversão em que o ácido acético é convertido parcialmente em ácido peracético. No equipamento de processamento 73, o peróxido de hidrogénio é introduzido na corrente líquida 82 e misturado com ácido acético numa relação apropriada, que pode ser cuidadosamente seleccionada para optimi-zar a conversão de ácido acético em ácido peracético em determinados parâmetros processuais. Pode-se adicionar ácido sulfúrico à corrente líquida 82 para a mistura de reacção no equipamento de processamento 73 e a reacção é deixada prosseguir nas condições de processamento adequadas para optimização da conversão de ácido acético em ácido peracético. Em alternativa, pode-se introduzir ácido acético comercialmente disponível na corrente líquida 82 e convertê-lo, no equipamento de processamento 73, em ácido peracético.

Após misturação com um composto peroxi, a polpa é bombeada através da linha 22 para o recipiente 23, que pode ser seleccionado do equipamento de branqueamento convencional, sendo o tempo de reacção de preferência de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, a temperatura de reacção de cerca de 40°C a cerca de 90°C, de preferência 50 °C a 70°C, que pode ser mantida pelo uso das técnicas de aquecimento convencionais, nomeadamente injecção de vapor.

Depois do tratamento com composto peroxi, a polpa tratada com peroxi é bombeada através da linha 25 e lavada na máquina de lavar 3 utilizando-se filtrados de branqueamento bombeados através da linha 44 de subsequentes fases de tratamento. Após a lavagem da polpa na máquina de lavar 3, os filtrados de branqueamento são removidos através da linha 34 e podem ser reciclados como descrito anteriormente. A máquina de lavar 3 e as máquinas de lavar 4, 5 e 6 podem ser seleccionadas do equipamento de lavagem convencional, nomeadamente máquinas de lavar de tambor, correia, deflector de compactação ou difusão de pressão. Dependendo do equipamento seleccionado, a polpa pode ser lavada à pressão atmosférica e a água removida ou por sucção aplicada por vácuo, por sucção mecânica ou por anéis concêntricos de pressão. A duração da lavagem da polpa na máquina de lavar 3 e subsequentes máquinas de lavar 4, 5 e 6 está também dependente do equipamento seleccionado. Depois da lavagem na máquina 3, a polpa é bombeada através da linha 30 para a misturadora 31 que de preferência é uma misturadora de elevado corte e pode resistir à pressão de funcionamento requerida pelo processo. A polpa tem uma 26

consistência de cerca de 9% a cerca de 40%, em peso, de sólidos de polpa. A polpa na misturadora 31 é misturada com uma solução cáustica, por exemplo uma solução de hidróxido de sódio, que é introduzida na corrente líquida 80. A quantidade de cáustico adicionado situa-se de preferência entre cerca de 2% a cerca de 8%, mais preferivelmente cerca de 3% a cerca de 6%, em peso, de cáustico em polpa seca em forno (s. f.). A pasta de polpa obtida desta maneira é depois misturada, a corte elevado, com gás de oxigénio que é introduzido na linha 30 através da corrente líquida 79. A temperatura da mistura de reacção na misturadora 31 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A pressão de oxigénio na mistura- dora 31 é de preferência mantida entre cerca de 206,84x10 a 3 ... 689,47x10 Pa (30 a 100 psig), mais preferivelmente entre cerca

de 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig). Podem-se juntar químicos adicionais à corrente líquida 79 para ajudar a conservar as propriedades de resistência da polpa nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio, cerca de 0,1% a cerca de 1% de ácido dietilenotriamino pentaacético (DTPA), e cerca de 0,5% a cerca de 3% de silicato de sódio. A polpa é bombeada através da linha 32 para o recipiente 33, que pode ser seleccio-nado de equipamento de branqueamento convencional, mas geralmente o recipiente 33 é um recipiente pressurizado seleccionado de modo a atingir o tempo de reacção e temperatura requeridos. A temperatura da mistura de reacção na misturadora 33 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, podendo o aquecimento da mistura de reacção no recipiente 33 ser obtido por injecção de vapor. A pressão de oxigénio no recipiente 33 é mantida entre cerca de 206,84x10 a 689,47x10 (30 a 100 psig), mais preferivelmente 3 3 entre cerca de 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig) e o tempo de reacção situa-se de preferência entre cerca de 6 e 60 de 25 e cerca de 50 minutos, mais preferivelmente entre cerca minutos.

Apôs a deslignificação por oxigénio, a polpa é bombeada através da linha 35 para a máquina de lavar 4 e é lavada por meio dos filtrados de branqueamento em contracorrente da linha 54. Depois da lavagem na máquina de lavar 4, a polpa deslignificada é bombeada através da linha 40 para o equipamento 41. 0 equipamento 41 pode ser uma misturadora quando a polpa é tratada com um composto peroxi ou pode ser uma prensa de desidratação quando uma polpa de elevada consistência é tratada com ozónio. A polpa é misturada na misturadora 41 com um composto peroxi, utilizando-se por exemplo ácido peracético (PA) ou peróxido de hidrogénio (P) a um pH de cerca de 3 a cerca de 11 e numa quantidade de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de composto peroxi em polpa seca em forno (s.f.). Quando se utiliza peróxido de hidrogénio, este é introduzido na corrente líquida 77 para a mistura de reacção na máquina misturadora 41. O pH final é de preferência de cerca de 8,5 a cerca de 11, que pode ser mantido por adição de cáustico, nomeadamente hidróxido de potássio ou sódio, na corrente líquida 77. A polpa pode ser de qualquer consistência, embora de preferência seja de cerca de 10% a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa. Quando se utiliza ácido peracético (PA) como um composto peroxi, o pH final é de preferência de cerca de 2 a cerca de 7 e o ácido peracético pode ser introduzido quer na corrente líquida 77 quer através da linha 75 proveniente da recuperação e conversão do ácido acético no equipamento de processamento 71 e 73. Após misturação com um composto peroxi, a polpa é bombeada através da linha 42 para o recipiente 43, que pode ser seleccio-nado do equipamento de branqueamento convencional. O recipiente 43 é geralmente seleccionado de modo que o tempo de reacção no recipiente 43 seja de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, situando--se a temperatura de reacção entre cerca de 40°C e cerca de 90°C, 28

de preferência 50°C a 70°C, que pode ser mantida pelo uso das técnicas de aquecimento convencionais, nomeadamente injecção de vapor.

I

Em alternativa, pode-se também utilizar uma fase de ozónio para tratar pasta castanha no recipiente 43. O tratamento da polpa com ozónio é efectuado a um pH de cerca de 1,5 a cerca de 5, de preferência de cerca de 2 a cerca de 3 e a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 60°C, de preferência 25°C a 30°C. Podem usar-se dois métodos alternativos de branqueamento com ozónio. Num método, com uma polpa de elevada consistência de cerca de 20% a 50% a polpa é desidratada no equipamento 41, que é de preferência uma prensa de desidratação de polpa a elevada consistência. Depois da desidratação, a polpa é transportada através da linha 42 para o recipiente 43, que pode ser seleccio-nado de equipamento de branqueamento convencional, mas que de preferência é uma torre de branqueamento de ozónio de elevada consistência. No recipiente 43, a polpa é amaciada pelas técnicas conhecidas na especialidade e o gás de ozónio é introduzido no recipiente 43 através da linha 46 e rapidamente reagido com as fibras da polpa numa concentração de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.). Em alternativa, quando se utiliza uma polpa de média consistência, o ozónio é introduzido na polpa como solução de ozónio ou como gás de ozónio na misturadora 41, que de preferência é uma misturadora de elevada pressão. A solução de ozónio foi obtida primeiramente da pressurização de gás de ozónio em água a uma elevada pressão, suficiente para dissolver ozónio bastante em água de modo que a concentração de ozónio seja de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.) e a seguir a solução de ozónio é misturada com a polpa. A solução de ozónio é introduzida na misturadora 41 através da corrente líquida 77 e misturada com a polpa. A mistura de reacção resultante é bombeada através da linha 42 para o recipiente 43, que ê uma torre de branqueamento convencional, de preferência seleccionado para estar conforme com os parâmetros de reacção. O pH final pode ser ajustado para um nível adequado através de um ácido, nomeadamente ácido sulfúrico, que pode ser introduzido na corrente líquida 77 para a misturadora 41. A polpa é a seguir bombeada através da linha 45 para a máquina de lavar 5 e, se necessário, o pH da polpa pode ser ajustado por meio de cáustico na corrente líquida 47 para um pH de cerca de 9 a 11, e pode ser ainda mais ajustado para um pH próximo do neutro por sucessivas lavagens com filtrados em contracorrente a partir da linha 64.

Depois de uma primeira fase de tratamento com composto peroxi ou uma fase de tratamento com ozõnio, a polpa é bombeada através da linha 45 para a máquina de lavar 5 e é lavada por meio de filtrados de branquemento em contracorrente a partir da linha 64. Depois da lavagem na máquina de lavar 5, a polpa é bombeada através da linha 50 para a misturadora 51. A polpa é misturada na misturadora 51 com um composto peroxi, utilizando-se por exemplo ácido peracético (PA) ou peróxido de hidrogénio (P) a um pH de cerca de 3 a cerca de 11 e numa quantidade de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de composto peroxi em polpa seca em forno (s.f.). Quando se utiliza peróxido de hidrogénio, este é introduzido na corrente líquida 81 para a mistura de reacção na máquina misturadora 51. 0 pH final é de preferência de cerca de 8,5 a cerca de 11, que pode ser mantido por adição de cáustico, nomeadamente hidróxido de potássio ou sódio, à mistura de reacção na corrente líquida 81. A polpa pode ser de qualquer consistência, embora de preferência seja de cerca de 10% a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa. Quando se utiliza ácido peracético (PA) como um composto peroxi, o pH final é de preferência de cerca de 2 a cerca de 7 e o ácido peracético pode ser introduzido quer na corrente líquida 81 quer através da linha 78 proveniente da recuperação e conversão do ácido acético no equipamento de processamento 71 e 73. Após misturação com um composto peroxi, a polpa é bombeada através da linha 52 para o recipiente 53, que pode ser seleccionado do equipamento de branqueamento convencional, de modo que o tempo de reacção seja de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, situando-se a temperatura de reacção entre cerca de 40°C e cerca de 90eC, de preferência 50°C a 60°C, que pode ser mantida pelo uso das técnicas de aquecimento convencionais, nomeadamente injecção de vapor. A polpa deslignifiçada e branqueada é removida na linha 62 e pode ser adequadamente sujeita a processamento ou secagem adicionais.

Em alternativa, como mostrado na Figura 7, a pasta castanha 10 com uma consistência de cerca de 9% a cerca de 40% de sólidos de polpa é bombeada através da linha 120 para a misturadora 121, que de preferência é uma misturadora de elevado corte e pode resistir à pressão de funcionamento requerida pelo processo. A polpa na misturadora 121 é misturada com uma solução cáustica, por exemplo uma solução de hidróxido de sódio, que é introduzida na corrente líquida 176. A quantidade de cáustico adicionado situa-se de preferência entre cerca de 2% a cerca de 8%, mais preferivelmente cerca de 3% a cerca de 6%, em peso, de cáustico em polpa seca em forno (s. f.). A pasta de polpa obtida desta maneira é depois misturada, a corte elevado, com gás de oxigénio que é introduzido na linha 120 através da linha 179. A temperatura da mistura de reacção na misturadora 121 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A pressão de oxigénio na misturadora 121 é mantida de 3 3 preferência entre cerca de 206,84x10 a 689,47x10 (30 a 100 3 psig), mais preferivelmente entre cerca de 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig). Podem-se juntar químicos adicionais à corrente líquida 176 para ajudar a conservar as propriedades de resistência da polpa, nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio, cerca de 0,1% a cerca de 1% de ácido dietilenotriamino pentaacético (DTPA), e cerca de 0,5% a cerca de 3% de silicato de sódio. A polpa é bombeada através da linha 122 para o recipiente 123, que pode ser seleccionado de equipamento de branqueamento convencional, mas geralmente o recipiente 123 é um recipiente pressurizado seleccionado de modo a atingir o tempo de reacção e temperatura requeridos. A temperatura da mistura de reacção no recipiente 123 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, podendo o aquecimento da mistura de reacção ser obtido por injecção de vapor. A pressão de oxigé- nio no recipiente 123 é mantida entre cerca de 206,84x10 a 3 ... 689,47x10 (30 a 100 psig), mais preferivelmente entre cerca de 3 3 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig) e o tempo de reacção situa-se de preferência entre cerca de 6 e 60 minutos, mais preferivelmente entre cerca de 25 e cerca de 50 minutos.

Após a deslignificação por oxigénio, a polpa é bombeada através da linha 125 para a máquina de lavar 13 e é lavada com água introduzida em 160. A máquina de lavar 13 e as máquinas de lavar 14, 15 e 16 podem ser seleccionadas do equipamento de lavagem convencional, nomeadamente máquinas de lavar de tambor, correia, deflector de compactação ou difusão de pressão. Dependendo do equipamento seleccionado, a polpa pode ser lavada à pressão atmosférica e a água removida ou por sucção aplicada por vácuo, por sucção mecânica ou por anéis concêntricos de pressão. A duração da lavagem da polpa na máquina de lavar 13 e nas máquinas de lavar 14, 15 e 16 está também dependente do equipamento seleccionado. Depois da lavagem da polpa na máquina de lavar 13, os filtrados de branqueamento são removidos através da linha 134 e podem ser reciclados como descrito anteriormente. 32

Depois da lavagem na máquina de lavar 13, a polpa deslignifiçada é bombeada através da linha 130 para a misturadora 131. À polpa deslignificada na misturadora 131 é misturada com uma solução líquida de dióxido de cloro introduzido na corrente líquida 180 e contendo dióxido de cloro na gama de cerca de 0,1% a cerca de 2%, em peso, de dióxido de cloro em polpa seca em forno (s.f.). A temperatura da mistura de reacção na misturadora 131 é de cerca de 30°C a cerca de 70°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A mistura de reacção é bombeada através da linha 132 para o recipiente 133, que pode ser seleccionado do equipamento de branqueamento convencional, embora geralmente, o recipiente 133 seja seleccionado de modo a que sejam alcançados os requeridos tempo de reacção e temperatura. A reacção no recipiente 133 prossegue a uma temperatura de cerca de 30°C a cerca de 70°C e o tempo de reacção é de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, de preferência 0,3 a 2 horas. A reacção de branqueamento de dióxido de cloro prossegue no recipiente 133 a um pH final de cerca de 2 a cerca de 3 e pode-se adicionar cáustico ou ácido na corrente líquida 180 numa quantidade suficiente para manter o pH dentro desta gama. A polpa branqueada com dióxido de cloro é bombeada através da linha 135 e lavada na máquina de lavar 14 utilizando-se lavagem em contracorrente com filtrados de branqueamento provenientes da máquina de lavar 15 e bombeado através da linha 154. Os filtrados resultantes da lavagem da polpa na máquina de lavar 14 são bombeados através da linha 140 e sujeitos a tratamento convencional para remoção de quaisquer produtos clorados ou cloro. Depois do tratamento, os resultantes filtrados de branqueamento podem ser combinados com filtrados de branqueamento da linha 134 e podem ser reciclados como descrito anterior-mente .

Depois da lavagem na máquina de lavar 14, a polpa lavada a uma consistência de cerca de 9% a cerca de 15%, de t * 33

preferência de cerca de IX a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa é bombeada através da linha 142 para a misturadora 141, que de preferência é uma misturadora de elevado corte e pode resistir â pressão de funcionamento requerida pelo processo. A pasta de polpa na misturadora 141 é misturada com uma solução cáustica introduzida na corrente líquida 177 e contendo cerca de 2% a cerca de 5%, preferivelmente cerca de 2,5% a cerca de 4%, em peso, de hidróxido de sódio em polpa seca em forno (s. f.). A pasta de polpa obtida desta maneira é depois misturada, a corte elevado, com gás de oxigénio que é introduzido na linha 140 através da linha 182. A temperatura da mistura de reacção na misturadora 141 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A pressão de oxigénio na misturadora 141 é mantida de preferência entre cerca 3 3 ... de 206,84x10 a 689,47x10 (30 a 100 psig), mais preferivelmente entre cerca de 206,84x10 a 413,68x10 Pa (30 a 60 psig). Podem-se juntar químicos adicionais à corrente líquida 177, nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio. A polpa é bombeada para o recipiente 143, que pode ser seleccio-nado de equipamento de branqueamento convencional, mas geralmente o recipiente 143 é seleccionado de modo a atingir o tempo de reacção e temperatura requeridos. A temperatura da mistura de reacção no recipiente 143 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, que pode ser obtida por injecção de vapor e o tempo de reacção total com oxigénio no recipiente 143 é de cerca de 6 a cerca de 60 minutos. Durante os primeiros 10 a 15 minutos, a pressão do oxigénio no recipiente 143 é reduzida para a atmosférica e a polpa fica no recipiente 143 numa atmosfera rica em oxigénio durante cerca de 20 a cerca de 40 minutos.

Em alternativa, depois da lavagem na máquina de lavar 14, numa fase de extracção alcalina, a pasta de polpa na misturadora 141 pode ser misturada com uma solução cáustica introduzida na corrente líquida 177 e contendo de cerca de 0,5% a cerca de 2%, em peso, de cáustico em polpa seca em forno (s. f.). A temperatura da mistura da reacção na misturadora 141 situa-se de preferência entre cerca de 40°C e cerca de 70°C que pode ser obtida por injecção de vapor. Podem ser adicionados outros agentes químicos na corrente líquida 177, nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio. A polpa é bombeada para o recipiente 143 que pode ser seleccionado do equipamento de branqueamento convencional, mas geralmente o recipiente 143 é seleccionado de forma a que se obtenham os requeridos tempo de reacção e temperatura. A temperatura da mistura de reacção no recipiente 143 situa-se de preferência entre cerca de 40°C e cerca de 70°C, que pode ser alcançada por injecção de vapor e o tempo de reacção total com oxigénio no recipiente 143 é de cerca de 1,5 a cerca de 3 horas, de preferência 1,5 a 2 horas.

Depois da fase de extracção oxidante ou da fase de extracção alcalina, a polpa é bombeada através da linha 145 para a máquina de lavar 15. A polpa é lavada na máquina de lavar 15, utilizando-se filtrados de branqueamento bombeados através da linha 164 e obtidos por lavagem da polpa na máquina de lavar 16. Os filtrados de branqueamento obtidos na máquina de lavar 15 são bombeados através da linha 154 e utilizados para lavar a polpa na máquina de lavar 14. Depois da lavagem da polpa na máquina de lavar 15, a polpa deslignifiçada é bombeada através da linha 150 para a misturadora 151. A polpa deslignifiçada na misturadora 151 é misturada com uma solução líquida de dióxido de cloro introduzido na corrente líquida 181 e contendo dióxido de cloro na gama de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de dióxido de cloro em polpa seca em forno (s.f.). A temperatura da mistura de reacção na misturadora 151 é de cerca de 30°C a cerca de 70°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A mistura de reacção é bombeada através da linha 152 para o recipiente 153, que pode ser selec-cionado do equipamento de branqueamento convencional, embora geralmente, o recipiente 153 seja seleccionado de modo a que sejam alcançados os requeridos tempo de reacção e temperatura. Ά reacção no recipiente 153 prossegue a uma temperatura de cerca de 30°C a cerca de 70°C e o tempo de reacção é de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, de preferência 1,5 a 3 horas. A reacção no recipiente 153 prossegue a um pH final de cerca de 3,5 a cerca de 4,5 e pode-se adicionar cáustico na corrente líquida 181 numa quantidade suficiente para manter o pH dentro desta gama. A polpa branqueada com dióxido de cloro no recipiente 153 é bombeada através da linha 155 e lavada na máquina de lavar 16 utilizan-do-se água introduzida na linha 161. Os filtrados de branqueamento são removidos da máquina de lavar 16 através da linha 164 e podem ser usados para lavar a polpa na máquina de lavar 15. A polpa deslignificada e branquiada é removida na linha 162 e pode ser adequadamente sujeita a processamento ou secagem adicionais.

Em alternativa, como mostrado na Figura 8, a pasta castanha 10 com uma consistência de cerca de 9% a cerca de 40% de sólidos de polpa é bombeada através da linha 220 para a misturadora 221, que de preferência é uma misturadora de elevado corte e pode resistir à pressão de funcionamento requerida pelo processo. A polpa na misturadora 220 é misturada com uma solução cáustica, por exemplo uma solução de hidróxido de sódio, que é introduzida na corrente líquida 276. A quantidade de cáustico adicionado situa-se de preferência entre cerca de 2% a cerca de 8%, mais preferivelmente cerca de 3% a cerca de 6%, em peso, de cáustico em polpa seca em forno (s. f.). A pasta de polpa obtida desta maneira é depois misturada, a corte elevado, com gás de oxigénio que é introduzido na linha 220 através da linha 279. A 36

temperatura da mistura de reacção na misturadora 221 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110“C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A pressão de oxigénio na misturadora 221 é mantida de preferência entre cerca de 206,84x10 a 689,47x10 (30

a 100 psig), mais preferivelmente entre cerca de 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a 100 psig). Podem-se juntar químicos adicionais à corrente líquida 276 para ajudar a conservar as propriedades de resistência, nomeadamente cerca de 0,1% a cerca de 1% de sulfato de magnésio, cerca de 0,1% a cerca de 0,5% de ácido dietilenotriamino pentaacético (DTPA), e cerca de 0,5% até cerca de 3% de silicato de sódio. A polpa é bombeada através da linha 222 para o recipiente 223, que pode ser seleccionado de equipamento de branqueamento convencional, mas geralmente o recipiente 223 é um recipiente pressurizado seleccionado de modo a atingir o tempo de reacção e temperatura requeridos. A temperatura da mistura de reacção no recipiente 223 situa-se de preferência entre cerca de 60°C e cerca de 110°C, mais preferivelmente cerca de 70°C e cerca de 90°C, podendo o aquecimento da mistura de reacção no recipiente 223 ser obtido por injecção de vapor. A pressão de oxigénio no recipiente 223 é de preferência mantida entre cerca de 206,84x10 a 689,47x10 (30 a 100 psig), mais . 3 3 preferivelmente entre cerca de 551,57x10 a 689,47x10 Pa (80 a

100 psig) e o tempo de reacção situa-se de preferência entre cerca de 6 e 60 minutos, mais preferivelmente entre cerca de 25 e cerca de 50 minutos.

Após a deslignificação por oxigénio, a polpa é bombeada através da linha 225 para a máquina de lavar 23 e é lavada com filtrados de branqueamento em contracorrente provenientes da linha 244. A máquina de lavar 23 e as máquinas de lavar 24 e 25 podem ser seleccionadas do equipamento de lavagem convencional, nomeadamente máquinas de lavar de tambor, correia, deflector de compactação ou difusão de pressão. Os filtrados de branqueamento são removidos da máquina de lavar 23 através da linha 234 e podem ser reciclados como descrito anteriormente.

Após lavagem da polpa na máquina de lavar 23, a polpa deslignifiçada é bombeada através da linha 230 para o equipamento 231. 0 equipamento 231 pode ser uma misturadora quando a polpa é tratada com um composto peroxi ou pode ser uma prensa de desidratação quando uma polpa de elevada consistência é tratada com ozónio. A polpa é misturada na misturadora 231 com um composto peroxi, utilizando-se por exemplo ácido peracético (PA) ou peróxido de hidrogénio (P) a um pH de cerca de 3 a cerca de 11 e numa quantidade de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de composto peroxi em polpa seca em forno (s.f.). Quando se utiliza peróxido de hidrogénio, este é introduzido na corrente líquida 280 para a mistura de reacção na máquina misturadora 231. O pH final é de preferência de cerca de 8,5 a cerca de 11, que pode ser mantido por adição de cáustico, nomeadamente hidróxido de potássio ou sódio, à mistura de reacção na corrente líquida 281. A polpa pode ser de qualquer consistência, embora de preferência seja de cerca de 10% a cerca de 12%, em peso, de sólidos de polpa. Quando se utiliza ácido peracético (PA) como um composto peroxi, o pH final é de preferência de cerca de 2 a cerca de 5 e o ácido peracético pode ser introduzido quer na corrente líquida 280 quer através da linha 275 proveniente da recuperação e conversão do ácido acético no equipamento de processamento 71 e 73. Após misturação com um composto peroxi, a polpa é bombeada através da linha 232 para o recipiente 233, que pode ser selec-cionado do equipamento de branqueamento convencional, de modo que o tempo de reacção seja de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, situando-se a temperatura de reacção entre cerca de 40eC e cerca de 90°C, de preferência 50°C a cerca de 60eC, que pode ser mantida pelo uso das técnicas de aquecimento convencionais, nomeadamente injecção de vapor.

Em alternativa, pode-se também utilizar uma fase de ozónio para tratar pasta castanha no recipiente 233. 0 tratamento da polpa com ozónio é efectuado a um pH de cerca de 1,5 a cerca de 5, de preferência de cerca de 2 a cerca de 3 e a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 60°C, de preferência 25°C a 30°C. Podem usar-se dois métodos alternativos de branqueamento com ozónio. Num método, com uma polpa de elevada consistência de cerca de 20% a 50% a polpa é desidratada no equipamento 231, que é de preferência uma prensa de desidratação de polpa a elevada consistência. Depois da desidratação, a polpa é bombeada através da linha 232 para o recipiente 233, que pode ser seleccionado de equipamento de branqueamento convencional, mas que de preferência é uma torre de branqueamento de ozónio de elevada consistência.

No topo do recipiente 233, a polpa é amaciada pelas técnicas conhecidas na especialidade e o gás de ozónio é introduzido no recipiente 233 através da linha 236 e rapidamente reagido com as fibras da polpa numa concentração de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.). Em alternativa, quando se utiliza uma polpa de média consistência, o ozónio é introduzido na polpa na misturadora 231 na forma de uma solução ou de um gás. A solução de ozónio foi obtida primeiramente da pressurização de gás de ozónio em água a uma elevada pressão, suficiente para dissolver ozónio bastante para que a concentração de ozónio seja de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno (s.f.) e a seguir a solução de ozónio é misturada com a polpa. A solução de ozónio é introduzida na misturadora 231 através da corrente líquida 280 e misturada com a polpa. A mistura de reacção resultante é bombeada através da linha 232 para o recipiente 233, que é uma torre de ; branqueamento convencional, de preferência seleccionado para estar conforme com os parâmetros de reacção. 0 pH final pode ser ajustado para um nível adequado através de um ácido, nomeadamente ácido sulfúrico, que pode ser introduzido na corrente líquida 281 para a misturadora 231 através da linha 230. A polpa é a seguir bombeada através da linha 235 para a máquina de lavar 24 e, se necessário, o pH da polpa pode ser ajustado por meio de cáustico para um pH de cerca de 9 a 11, que pode ser introduzido através da corrente líquida 237 e pode ser ainda mais ajustado para um pH próximo do neutro por sucessivas lavagens com água que é introduzida na linha 263.

Depois da fase de tratamento com composto peroxi ou da fase de tratamento com ozónio, a polpa ê bombeada através da linha 235 para a máquina de lavar 24. A polpa é lavada na máquina de lavar 24, utilizando-se água introduzida na linha 263. Os filtrados de branqueamento obtidos na máquina de lavar 24 são bombeados através da linha 244 e utilizados para lavar a polpa na máquina de lavar 23. Depois da lavagem da polpa na máquina de lavar 24, a polpa é bombeada através da linha 240 para a misturadora 241. A polpa na misturadora 241 é misturada com uma solução líquida de dióxido de cloro introduzido na corrente líquida 277 e contendo dióxido de cloro na gama de cerca de 0,1% a cerca de 2%, em peso, de dióxido de de cloro em polpa seca em forno (s.f.). A temperatura da mistura de reacção na misturadora 241 é de cerca de 30°C a cerca de 70°C, que pode ser obtida por injecção de vapor. A mistura de reacção é bombeada através da linha 242 para o recipiente 243, que pode ser seleccionado do equipamento de branqueamento convencional, embora geralmente, o recipiente 243 seja seleccionado de modo a que sejam alcançados os requeridos tempo de reacção e temperatura. A reacção no recipiente 243 prossegue a uma temperatura de cerca de 30°C a cerca de 70°C e o tempo de reacção é de cerca de 0,3 a cerca de 3 horas, de preferência 1,5 a 3 horas, A mistura da reacção no recipiente 243 prossegue a um pH final de cerca de 2 a cerca de 4,5 e pode-se adicionar cáustico na corrente líquida 277 numa quantidade suficiente para manter o pH dentro desta gama. A polpa branqueada com dióxido de cloro no recipiente 243 é bombeada através da linha 245 e lavada na máquina de lavar 25 utilizando-se água introduzida na linha 261. Os filtrados resultantes da lavagem da polpa na máquina de lavar 25 são bombeados através da linha 254 e sujeitos a tratamento convencional para remover qualquer cloro ou produtos clorados. Apôs tratamento, os resultantes filtrados de branqueamento podem ser combinados com filtrados de branqueamento provenientes da linha 234 e podem ser reciclados como descrito anteriormente. A polpa deslignifiçada e lavada é removida na linha 262 e pode ser adeguadamente sujeita a processamento ou secagem adicionais.

Salvo indicação em contrário, nos exemplos seguintes todas as polpas são polpas de dissolução orgânica que são preparadas por um processo de tratamento da polpa por dissolução orgânica. Depois do tratamento da polpa, ela é arrefecida, removida do recipiente de extracção e peneirada da forma usual na prática do tratamento da polpa, sendo o resultado uma pasta castanha tendo os números kappa e as viscosidades indicadas em cada exemplo.

Crê-se que os novos melhores efeitos encontrados nas polpas de dissolução orgânica se aplicam às polpas em geral. Por conseguinte, os seguintes exemplos não devem ser entendidos como limitativos do presente invento relativamente a qualquer polpa específica.

Os dois exemplos seguintes mostram o efeito da deslignif icação por oxigénio de uma polpa de dissolução orgânica. EXEMPLO 1

Sequência O

Misturou-se polpa de dissolução orgânica de madeira de bétula/ãlamo tremedor/acerácea com 4% de hidróxido de sódio e 0,5% de MgS04 numa consistência de 12%, que se colocou na câmara de misturação de uma misturadora de elevado corte "Quantum Technologies Mark II". A câmara foi a seguir tapada e enchida com gás 02, sendo levada à pressão com 02, solta e a seguir injectada até encher à pressão final de 02 de 689,47xl03 (100 psig). A polpa foi a seguir misturada a elevada velocidade durante 4 segundos a esta pressão, e foi reagida durante 45 minutos a 85°C, com eventual agitação a baixa velocidade.

Os resultados são revelados a seguir. 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 2. Deslignificação por oxigénio

Kanoa No. Viscosidade(cds^ 36,1 23,8 8,1 (O to 4*

Como pode ser facilmente visto, o número kappa da polpa deslignifiçada foi reduzida em cerca de 63%, enquanto a viscosidade se manteve virtualmente igual. EXEMPLO 2

Sequência O

Polpa de madeira acerácea de dissolução orgânica foi tratada como no Exemplo 1, com a excepção de a pressão de oxigé- 3 nio ter sido mantida a 551,57x10 Pa (80 psig).

Kaooa No. Viscosidade(cpsi

Pasta castanha de dissolução orgânica 36,6 20,7 Deslignificação por oxigénio 9,0 18,9 A redução do número kappa foi de cerca de 75%, com uma pequena redução de viscosidade de cerca de 2 cps. Tanto no Exemplo 1 como no Exemplo 2, a redução do número kappa foi aproximadamente de 70% para um número kappa final na gama de 9 a 13, com uma pequena redução da viscosidade na ordem de cerca de 2 cps ou menos. EXEMPLO 3

Pasta castanha de madeira macia kraft obtida de Skeena Cellulose Incorporated, Prince Rupert, British Columbia, foi tratada como no Exemplo 1. Como revelado na Figura 2 por círculos fechados, a viscosidade da polpa de dissolução orgânica ficou essencialmente inalterada com maior deslignificação por oxigénio. Pelo contrário, a pasta castanha Kraft, representada por círculos linear abertos na Figura 2, revela uma diminuição da viscosidade com o aumento da deslignificação por oxigénio.

Nos Exemplos 4 e 5 utilizou-se um processo de extracção oxidante (Eq) para deslignificar polpa de dissolução orgânica, como uma primeira fase. EXEMPLO 4

Sequência

Polpa de madeira acerácea de dissolução orgânica foi colocada na câmara de misturação de uma misturadora de elevado corte "Quantum Technologies Mark II". Uma carga de 4% de hidróxido de sódio e 0,5% de MgS04 foi injectada na câmara vedada, numa consistência de cerca de 11% a 12%. O oxigénio foi misturado com 3 a polpa a 220,6x10 Pa (32 psig) na misturadora de elevado corte durante quatro segundos. Durante os 12 minutos seguintes foi gradualmente libertada pressão de oxigénio até a pressão ser a atmosférica. A polpa permaneceu na misturadora a 70°C durante mais 45 minutos, com eventual agitação a baixa velocidade.

Kappa No. Viscosidade(cpsl 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 32,2 29,8 26,7 2. extracção de oxigénio(Eq) 16,7 - EXEMPLO 5

Secmência

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi tratada como no Exemplo 4, com a excepção de a 3 pressão de oxigénio inicial ser de 413,68x10 Pa (60 psig).

Kaooa No. Viscosidade fcos) Pasta castanha de dissolução orgânica 36,7 17,6 extracção de oxigénio(Eq) 18,2 00 r^· H Os exemplos 4 e 5 demonstram que quando se utilizam condições de extracção oxidante, o número kappa da polpa diminui em cerca de 50% para um número kappa final na gama de 16 a 18 com uma ligeira diminuição na viscosidade na ordem de cerca de 3 cps ou menos. Uma vantagem de se utilizar extracção oxidante é o facto de ela requerer um menor investimento de capital no que concerne à concepção e construção da instalação de branqueamento.

No exemplo seguinte a polpa é primeiramente deslignifi-cada com oxigénio e depois tratada com ácido peracético. EXEMPLO 6

Sequência O(PA)'

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi deslignificada com oxigénio como no Exemplo 1 para um número kappa de 10,3 e foi subsequentemente tratada com ácido peracético. A deslignificação por oxigénio foi realizada misturando-se uma pasta de polpa numa consistência de cerca de 12% com 3 uma solução a 4% de NaOH a 85°C, 689,47x10 (100 psig) durante 45 minutos. Adicionou-se também 1,0% de MgSO^ à mistura de reacção. A fase de ácido peracético foi efectuada misturando-se ou 2,7% ou 1,3% de ácido peracético e 2,5% de NaOH ou 4,0% de NaOH respectivamente a uma consistência de 10%. Adicionalmente, adiciona-se a ambas as misturas de reacção respectivas 0,5% de DTPA, 0,5% de MgSO^ e 4,0% de Na2Si04· O tempo de reacção foi de 1 hora a 60°C.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Brilho

Viscosidade

Kaooa No. .(cps) lISO), 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 2. Deslignificação por oxigénio 29,0 22,9 10,3 22,5 36,4 3. Deslignificação por oxigénio 24,1 58,5 22,3 64,7 + 1,3% ácido peracético 5,3 4. Deslignificação por oxigénio + 2,7% ácido peracético 4,0

Os valores anteriores revelam que uma deslignificação por oxigénio de cerca de 65% é significativamente aumentada em aproximadamente mais 50% para um número kappa de cerca de 5,3 a 4, sem redução significativa na viscosidade, quando a deslignificação por oxigénio da polpa é seguida por uma fase de tratamento com ácido peracético. Um tal tratamento também aumenta significativamente o brilho e a claridade da polpa de cerca de 37 ISO para cerca de 59 a 65 ISO.

No exemplo seguinte, a polpa deslignifiçada com oxigénio foi tratada com duas fases de exposições a compostos peroxi após a deslignificação por oxigénio. EXEMPLO 7

Sequência OfPAHPA) e OfPA)P A polpa deslignifiçada por oxigénio do Exemplo 6 foi subsequentemente tratada numa fase de tratamento com 1,3% ou 2,7% de ácido peracético, como descrito no Exemplo 6. Um terceiro tratamento foi a seguir executado quer com 1,3% de ácido peracé-tico quer 1,0% de peróxido de hidrogénio. A terceira fase de tratamento com ácido peracético foi executada fazendo-se reagir a polpa com 1,3% de ácido peracético, 2,5% de NaOH, 0,1% de MgSC>4, 0,1% de DTPA e 2,0% de Na„SiO. durante uma hora a 60°C numa consistência de 10%. A terceira fase de tratamento com peróxido de hidrogénio foi executada fazendo-se reagir a polpa com 1,0% de H202, 1,0% de NaOH, 0,2% de MgS04, 0,2% de DTPA e 4,0% de Na2Si04 durante uma hora a 60°C numa consistência de 10%. A quarta fase de tratamento com peróxido de hidrogénio foi executada fazendo-se reagir a polpa com 1,0% de H202, 0,8% de NaOH e 0,5% de DTPA durante 60 minutos a 70°C numa consistência de 12%.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Viscosidade Brilho

Kanoa No. -C-Qpsl CISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 29,0 22,9 - 2. Deslignificação por oxigénio 10,3 22,5 36,4 3. Deslignificação por oxigénio + 1,3% de ácido peracético + 1,3% de ácido peracético * 17,5 68,1 4. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético + 1,3% de ácido peracético * 21,7 76,5 5. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético + 1,0% de peróxido de hidrogénio _* 14,8 76,5

A

Os números kappa foram demasiado baixos para poderem ser medidos com precisão parece provocar

As sucessivas fases de tratamento com ácido peracético a seguir à deslignificação por oxigénio nas operações 3 e 4 resultaram em elevados níveis de brilho e claridade de 68,1 ISO e 76,5 ISO, de novo com apenas uma pequena redução de viscosidade (5 e 1 cps respectivamente). 0 tratamento com peróxido de hidrogénio na operação 5 parece provocar uma redução significativamente maior da viscosidade, embora o nível de brilho e claridade seja também de 76,5 ISO.

Deve notar-se que os níveis de brilho acima referidos foram obtidos sem quaisquer compostos de branqueamento contendo cloro e por isso a polpa deslignifiçada e branqueada contem nível zero de TOX de químicos à base de cloro e, correspondentemente, o efluente de branqueamento contem nível zero de AOX. EXEMPLO 8

Sequência ΟΓΡΑΪΡ e OfPA^DD A polpa de dissolução orgânica do Exemplo 5 foi deslignif içada com oxigénio para um número kappa de 10,3, como descrito no Exemplo 6. A polpa foi a seguir branqueada através de sucessivas fases de tratamento com ácido peracético e dióxido de cloro. Os tratamentos de segunda fase com deslignificação por oxigénio e ácido peracético foram executados como no Exemplo 7. As fases de terceiro tratamento com 0,4% e 0,8% de dióxido de cloro foram realizadas respectivamente pela reacção de 0,4% de C102 e sem NaOH com a polpa numa consistência de 10% durante 3 horas a 70°C, ou fazendo-se reagir a polpa com 0,8% de C102 e 0,35% de NaOH, nas mesmas condições. A quarta fase de tratamento com 0,4% de dióxido de cloro foi executada fazendo-se reagir a polpa com 0,4% de C102 e 0,1% de NaOH com a polpa numa consistência de 10% durante 3 horas a 70°C.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Kaooa No. Viscosidade (cpsl Brilho (ISO) 1. Deslignificação por oxigénio 10,3 22,5 36,4 2. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético 4,0 22,3 64,7 3. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético + 0,4% de dióxido cloro * 21,9 75,9 4. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético + 0,8% de dióxido de cloro * 20,8 86,3 6. Deslignificação por oxigénio + 2,7% de ácido peracético + 0,4% de dióxido de cloro + 0,4% de dióxido de cloro * 19,8 89,6 «fl»

Os números kappa foram demasiado baixos para poderem ser medidos com precisão

Enquanto que em todos os casos o brilho e a claridade da polpa aumentou significativamente pelas sucessivas fases de tratamento com ácido peracético e dióxido de cloro com pequena redução de viscosidade (3 cps ou menos), os tratamentos que incluíam a fase de tratamento com dióxido de cloro produziram aumentos significativos do brilho e claridade, para níveis superiores a 80 ISO. Mais especificamente, a diferença entre as

operações de tratamento 4 e 5, nomeadamente o fraccionamento da fase de tratamento com dióxido de cloro pelo normal passo de lavagem elevou o nível de brilho e claridade nuns significativos 3 pontos. As quantidades de dióxido de cloro necessárias para se obter um brilho e claridade superiores a 89 ISO são suficientemente baixas para que os efluentes da instalação de branqueamento contenham menos de 0,5 kg AOX por tonelada de polpa no efluente não tratado.

No exemplo seguinte uma fase de tratamento com peróxido de hidrogénio precedeu a deslignificação com oxigénio. Algumas das fases de deslignificação foram seguidas por várias fases de tratamento com peroxi. EXEMPLO 9

Sequência PO. POP. PO(PA) e PO(PA)P

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi tratada com peróxido de hidrogénio antes da deslignificação da polpa. O pre-tratamento ou tratamento de primeira fase foi efectuado com 2,0% de H202, 2,8% de NaOH, 0,5% de DTPA e 0,5% de MgS04 durante uma hora a 70°C numa consistência de 12%. A segunda fase de deslignificação por oxigénio foi executada com 4,0% de NaOH, 0,5% de MgSO^ durante 45 minutos a 85°C numa consistência de 12%. A terceira fase de tratamento com peróxido de hidrogénio foi obtida fazendo-se reagir polpa tratada com 2,0% de H202, 1% de NaOH, 0,5% de DTPA e 0,5% de MgS04 durante 45 minutos a 70°C. A terceira fase de tratamento com ácido peracé-tico foi executada fazendo-se reagir a polpa com 1,5% de ácido peracético, 1,5% de NaOH, 0,5% de MgS04 a 12% de cnsistência a 70°C durante 3 horas. A quarta fase de tratamento com peróxido de hidrogénio foi executada fazendo-se reagir 1,0% de H202, 0,8% de 52

NaOH, e 0,5% de DTPA durante 60 minutos a 70°c numa consistência de 12%.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Viscosidade Brilho Kappa No. fcps) (ISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 36,4 2. 2,0% Peróxido de hidrogénio +Deslignificação por oxigénio 6,1 3. 2,0% Peróxido de hidrogénio +Deslignificação por oxigénio +2,0% Peróxido de hidrogénio 3,0 4. 2,0% Peróxido de hidrogénio +Deslignificação por oxigénio +1,5% Ácido peracético 2,3 22,6 25,7 19,4 51,4 15,1 20,1 66,4 72,3

83,0 14,8 5. 2,0% Peróxido de hidrogénio +Deslignificação por oxigénio +1,5% Ácido peracético +1,0% Peróxido de hidrogénio _*

Os números kappa foram demasiado baixos para poderem ser lidos com precisão.

Em todos os casos, o pre-tratamento da polpa com peróxido de hidrogénio antes da deslignificação com oxigénio seguido por um tratamento com peroxi produziu polpas com números kappa muito reduzidos (83% ou mais), uma pequena perda de viscosidade (8 cps ou menos) e níveis de brilho e claridade na gama de 66/4 ISO a 83 ISO. Mais especificamente, obteve-se um nível de brilho e claridade de 83 sem emprego de quaisquer compostos cloro e manteve-se uma viscosidade superior a 14. A figura 5 é uma curva de batimento para a polpa de dissolução orgânica deste exemplo deslignifiçada e branqueada com a sequência PO(PA)P. Com a sequência PO(PA)P, pode-se obter um brilho e claridade de 83 ISO sem perda significativa de resistência da polpa. Essa polpa de dissolução orgânica é branqueada para 83 ISO sem diôxido de cloro e contem nível zero de TOX proveniente de químicos à base de cloro e os efluentes de branqueamento contêm correspondentemente nível zero de AOX.

No exemplo seguinte, ê revelado o efeito do tratamento prévio com ácido peracético ou uma fase de tratamento de ácido peracético corrosivo. EXEMPLO 10

Sequência (ΡΑΪΟ. (ΡΑΪΟίΡΑΪ. (PA corrosivo^O, (PA corrosivo) O (PA ^ . (PA corrosivo)OP e (PA corrosivo)ODED

Pasta castanha de madeira de bétula/álamo/choupo de dissolução orgânica foi ou branqueada usando-se 2% de ácido peracético ou primeiramente tornada ácida usando-se um banho de lavagem de H2S03 e a seguir tratada com 2% de ácido peracético antes da polpa ser deslignifiçada com oxigénio. A polpa voltou a ser branqueada usando-se dióxido de cloro, peróxido e/ou ácido peracético. A primeira fase de tratamento com ácido peracético foi executada fazendo-se reagir a polpa com 2% de ácido peracético, 0,5% de DTPA e 0,5% de MgS04 durante 2 horas a 70°C numa consistência de 12%. A terceira fase de tratamento com 2% de ácido peracético foi executada fazendo-se reagir a polpa com 2% de ácido peracético, 0,5% de DTPA, 0,5% de MgS04 durante 2 horas a 70°C numa consistência de 12% e um pH alcalino ajustado para um pH de 5 a 7 por adição de cáustico. A operação com peracético corrosivo foi efectuada procedendo-se à lavagem da polpa com água para a qual se insuflava bolhas de gás SO2 até se obter um pH de 2 a 3. A deslignificação por oxigénio foi realizada com 4% de NaOh e 0,5% de MgS04 numa consistência de cerca de 12% a 85°C e 689,47xl03 (100 psig) durante 45 minutos, o tratamento com dióxido de cloro da terceira fase para a operação 5 foi executado fazendo-se reagir a polpa com 0,5% de C102 durante 2 horas a 70°C. Seguiu-se uma quarta fase de extracção com hidróxido de sódio, como é prática normal na tecnologia de branqueamento, em que a polpa foi extraída com 2% de NaOH numa consistência de 12% durante 2 horas a 70°C. Para a quinta fase, a polpa foi feita reagir com 0,6% de Cl02, 0,22% de NaOH numa consistência de 12% durante 3 horas a 70°C. O tratamento de peróxido de hidrogénio da terceira fase para a operação 6 foi executada fazendo-se reagir 2,2% de NaOh, 0,5% de DTPA e 1,0% de Na2Si04 numa consistência de 15% a 70°C durante 2 horas. Para a operação 7, o tratamento de peróxido de hidrogénio a 1% da terceira fase foi executada fazendo-se reagir a polpa com 1% de H202, 1 de NaOH, 1% de NaSi04 e 0,5% de DTPA durante 60 minutos a 70°c.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Viscosidade Kappa No. (cpsl

Brilho (ISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 36,3 15,0 2. 2,0% Ácido Peracético +Deslignificação por oxigénio 5,6 13,6 3. 2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio +2,0% Ácido peracético _* 13,3 4. Banho de h2S03 +2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio 5,0 12,4 5. Banho de H2SQ3 +2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio +0,5 Dióxido de cloro +2,0% Extracção alcalina +0,6% Dióxido de cloro _* 10,9 6. Banho de +2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio +1,0% Ácido peracético _* 12,7 7. Banho de H2SQ3 +2,0% Ácido peracético 50,6 73,6 53,8 89,8 72,2 +Deslignificação por oxigénio +1,0% Peróxido de hidrogénio _* 10,0 72,0 «Jj»

Os números kappa foram demasiado baixos para poderem ser lidos com precisão.

Verificou-se que em todos os casos os números kappa diminuíram muito abaixo dos 70%, as reduções na viscosidade foram da ordem de 2 a 5 cps, e os níveis de brilho e claridade obtidos situaram-se entre cerca de 50 a cerca de 89 ISO. EXEMPLO 11

Sequência (PA)0

Neste exemplo é feita uma comparação entre ácido peracético gerado e ácido peracético comercialmente disponível. Pasta castanha de madeira de bétula/álamo/choupo de dissolução orgânica foi tratada de acordo com o Exemplo 10, primeiramente com ácido peracético a 1,1% e a seguir foi deslignifiçada por oxigénio.

Os resultados desses tratamentos são os seguintes:

Viscosidade Brilho Kanna No. (cps) (ISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 29,7 25,3 2. Ácido Peracético Ger. +Deslignificação por oxigénio 5,5 24,8 53,2 3. Ácido peracético Com. +Deslignificação por oxigénio 5,7 22,7 51,6

Neste exemplo a polpa pode ser tratada com ácido peracético gerada ou comercializado. Uma das técnicas que pode ser usada para gerar ácido peracético é por conversão de ácido acético na presença de perõxido de hidrogénio em condições acídicas. 0 perõxido de hidrogénio e o ácido acético são misturados numa relação apropriada para optimizar a conversão em ácido acético a determinados parâmetros processuais.

Este exemplo revela que, nas mesmas condições de reacção, se obtêm semelhantes resultados de brilho e claridade quando se utiliza ácido peracético gerado ou comercial.

Os exemplos 12 e 13 demonstram os níveis inferiores de deslignificação por oxigénio obtidos com polpas kraft quando são previamente tratadas com ácido peracético. Adicionalmente, verifica-se maiores perdas de viscosidade e menores níveis de brilho e claridade quando em comparação com polpas tratadas de forma semelhante de acordo com os métodos do presente invento. EXEMPLO 12

Sequência (PA)O

Pasta castanha de madeira macia kraft obtida de Skeena Cellulose Incorporated, Prince Rupert, British Columbia, foi deslignifiçada com oxigénio fazendo-se reagir a pasta castanha com 3,0% de NaOH a 80°C durante 30 minutos. A pasta castanha foi previamente tratada antes da deslignificação fazendo-se reagir a polpa com 1,0% de ácido peracético, 2,2% de NaOh, 0,5% de DTPA e 0,5% de MgS04 a um pH de 11 a 70°C durante duas horas.

Os resultados são indicados a seguir:

Viscosidade Brilho Kaooa No. Cçgs)- XISQ1 33,2 44,2 ___ 1. Pasta castanha kraft 2. Deslignificação por oxigénio 21,1 28,8 25,6 3. 1,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio 19,0 23,3 34,5 A redução do número kappa foi claramente muito menor, 36% e 42%, do que para polpas de dissolução orgânica tratadas de forma semelhante. Ao mesmo tempo, a perda de viscosidade foi significativa (21 a 14 cps), enquanto os níveis de brilho e claridade foram aproximados aos valores das polpas de dissolução orgânica tratadas de forma semelhante.

No exemplo seguinte apresenta-se o efeito de branqueamento adicional com ácido peracético de pasta castanha kraft de madeira macia. EXEMPLO 13

Sequência (ΡΑΪΟίΡΑΪ A pasta castanha kraft de madeira macia do Exemplo 10 foi previamente tratada com ácido peracético e subsequentemente deslignifiçada com oxigénio. Após deslignificação com oxigénio, a polpa foi tratada com ácido peracético como pelo Exemplo 10.

Os resultados são indicados a seguir:

Viscosidade Brilho Kaooa No. .(cps) 1I5Q) Pasta castanha kraft 33,2 44,2 22,8 2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio 16,8 17,3 29,2 2,0% Ácido peracético +Deslignificação por oxigénio +1,4% Ácido peracético * 9,4 17,6 44,9

Pode-se usar um número correspondente a 25 ml de permanganato como uma indicação do teor em lignina quando o número kappa é muito baixo. Numa estimativa grosseira, o número kappa é aproxi-madamente 1,5 vezes o número permanganato.

As reduções de viscosidade foram muito maiores do que com polpas de dissolução orgânicas tratadas de forma semelhante e os níveis de brilho e claridade não foram tão elevados.

Segundo um outro aspecto do invento, polpas de dissolução orgânica deslignifiçadas por oxigénio podem ser branqueadas para elevados níveis de brilho e claridade utilizando-se duas fases de branqueamento com dióxido de cloro (D) com uma fase de extracção alcalina (E) entre elas (sequência de branqueamento ODED). EXEMPLO 14

Sequência ODED A polpa de dissolução orgânica foi deslignificada por oxigénio para um número kappa de 9,7 utilizando-se as condições do Exemplo 1. Esta polpa foi depois posta em contacto com 0,97% de C102 numa consistência de polpa de 10% de sólidos durante 2 horas a 70°C. Depois da lavagem, a polpa foi posta em contacto com 2,0% de NaOH numa consistência de 12% durante 2 horas a 70°C. Esta polpa foi a seguir lavada e posta em contacto com 0,8% de C102 e NaOH suficiente para se obter um pH de 3,5 a 4,5 durante 3 horas a 70°C.

Os resultados são indicados a seguir:

Brilho (ISO). 91

Viscosidade

Kappa No. (cps) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 35 24,3 2. Deslignificação por oxigénio 9,7 20,1 3. Deslignificação por oxigénio +iafase Cl02 +Extracção alcalina +28fase C102 --- 15,9

Como pode ser facilmente visto, o número kappa da polpa foi reduzido em cerca de 62% por deslignificação por oxigénio e obteve-se um brilho e claridade finais de 91 ISO. EXEMPLO 15

Sequência ODED A polpa de dissolução orgânica foi deslignifiçada por oxigénio para um número kappa de 12,9 utilizando-se as condições do Exemplo 1. Esta polpa foi depois posta em contacto com 1,42% de C102 numa consistência de polpa de 10% de sólidos durante 2 horas a 70°C. Depois da lavagem, a polpa foi posta em contacto com 2,0% de NaOH numa consistência de 12% durante 2 horas a 70°C. Esta polpa foi a seguir lavada e posta em contacto com 0,7% de C102 e 0,3% de NaOH durante 3 horas a 70°C.

Os resultados são indicados a seguir:

Viscosidade Brilho Kaooa No. -f.cps) .(ISO). 1. Pasta castanha 37,4 17,6 — 2. Deslignificação por oxigénio 12,9 16,1 — 3. Deslignificação por tiafase C102 +Extracção alcalina +2âfase C102 oxigénio 11,0 90,2 A polpa deste exemplo foi analizada quanto ao teor cloro-orgânico residual e verificou-se que tinha os seguintes níveis: 158,0 ppm 5,4 ppm 15,0 ppm 137,0 ppm TOX total AOX lixiliável em água AOX extraível em álcool-benzeno

Organocloro não extraível

Este exemplo revela que as polpas branqueadas pela sequência ODED alcançam um brilho e claridade muito elevados utilizando-se um baixo nível de dióxido de cloro. 0 AOX no efluente não tratado deste exemplo é provavelmente de cerca de 63

1,1 kg de AOX por tonelada de polpa. O resíduo de TOX na polpa também é bastante baixo em relação a outras polpas. EXEMPLO 16 Sequência E^DED Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi tratada como no Exemplo 4 com uma carga de 4,5% de hidróxido de sódio e 0,5% de MgSO . Misturou-se oxigénio com a 3 ^ polpa a344,73x10 Pa (50 psig). Durante os seguintes 6 minutos a pressão de oxigénio foi gradualmente libertada até a pressão de oxigénio se tornar na atmosférica. A polpa permaneceu na máquina misturadora a 60°C por mais 45 minutos, com agitação ocasional a baixa velocidade. A polpa deslignifiçada por oxigénio foi a seguir tratada com dióxido de cloro e extracção alcalina como no Exemplo 14, utilizando-se 2,67% de dióxido de cloro na primeira fase de branqueamento. Os resultados são indicados a seguir:

Kappa No.

Viscosidade Brilho (CPS) (ISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 2. Extracção de oxigénio(EQ) 39,7 22,3 27,2 3. Extracção de oxigénio +iafase C102 +Extracção alcalina +2afase C10« 19,0 91

Como pode facilmente ser visto, uma polpa de dissolução orgânica pode ser deslignifiçada com a extracção oxidante mais suave (Ελ) e manter um elevado brilho e claridade de 91 ISO. o EXEMPLO 17

Sequência Z

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi acidificada com ácido sulfúrico para um pH de cerca de 2 a 3 e a seguir amaciada. A polpa amaciada foi posta em contacto com ozónio a cerca de 1,3%, em peso, de ozónio em polpa seca em forno(s.f.), estando o ozónio presente em oxigénio como um veículo de fase gasosa. A mistura de polpa foi agitada durante a ozonização.

Os resultados são revelados a seguir:

Kappa No. Brilho(ISO)

Pasta castanha de dissolução orgânica 20,7 — 1,3% Ozónio 6,6 48,3

Como pode ser facilmente visto, com uma única fase de ozónio o número kappa é reduzido em cerca de 68%. EXEMPLO 18

Sequência OZ

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi deslignifiçada com oxigénio para um número kappa de 9,9 utilizando-se as condições do Exemplo 1. A polpa deslignifi-cada foi tratada com 0,5% de ozónio como no Exemplo 17. Após tratamento com ozónio, o pH da polpa foi ajustado para 11 por meio de NaOH. Após ajustamento com NaOH, a polpa foi lavada com água para um pH neutro.

Os resultados são revelados a seguir:

Kappa No. Brilho(ISO) 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 35 --- 2. Deslignificação por oxigénio 9,9 --- 3. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio 2,0 65,6

Como pode ser facilmente visto, quando se utiliza uma deslignificação por oxigénio seguida por uma fase de ozónio, o número kappa pode ser reduzido em cerca de 90% e o brilho e claridade obtidos são superiores a 65 ISO. EXEMPLO 19

Sequência OZfedta^P. 0Z(PA> OZfedta^PD. OZfPA^D

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi deslignifiçada com oxigénio e tratada com ozónio como no Exemplo 18. A polpa foi a seguir tratada com cerca de 0,5% de EDTA durante 90 minutos a 70°C. O pH final foi de cerca de 5 a 7. A polpa tratada com EDTA numa consistência de 12% foi tratada com peróxido de hidrogénio a cerca de 2%. Adicionou-se DTPA a cerca de 0,2% a 70°C durante 3 horas. A polpa tratada com peróxido foi a seguir tratada com 0,2% de dióxido de cloro a 70°C durante 3 horas. Adicionou-se NaOH suficiente para um pH final de 3,5 a 4,5.

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi deslignifiçada com oxigénio e tratada com ozónio como no Exemplo 18. A polpa foi a seguir tratada com cerca de 2% de ácido peracético numa consistência de 12%. Adicionou-se NaOH suficiente para um pH de 5 a 7. Adicionou-se DTPA a cerca de 0,2% e a reacção prosseguiu a 70°C durante 3 horas. A polpa tratada com ácido peracético foi a seguir tratada com 0,2% de dióxido de cloro a 70°C durante 3 horas. Adicionou-se NaOH suficiente para um pH final de final de 3,5 a 4,5.

Os resultados são revelados a seguir:

Kappa No

Brilho(ISO! 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 35 2. Deslignificação por oxigénio 9,9 3. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio 2,0* 4. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +0,5% EDTA +2% peróxido de hidrogénio --- 5. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +2% ácido peracético --- 6. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +0,5% EDTA +2% peróxido de hidrogénio + 0,2% C102 --- 7. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +2% ácido peracético +0,2% C102 --- 65,6 81,1 84,1 89,1 89,6

Este exemplo revela que uma polpa de dissolução orgânica pode ser tornada brilhante e clara para um valor superior a 89 ISO com um baixo nível de diõxido de cloro.

Como pode ser facilmente visto, um brilho e claridade superiores a 84 ISO podem ser obtidos sem a adição de dióxido de cloro. Estas polpas contêm nível zero de TOX proveniente de químicos de branqueamento à base de cloro e, de forma correspondente, os efluentes de branqueamento contêm nível zero de AOX. EXEMPLO 20

Sequência ZO

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerácea de dissolução orgânica foi tratada com 0,5% de ozónio como no Exemplo 17 e a seguir deslignifiçada por oxigénio utilizando-se as condições do Exemplo 1.

Os resultados são revelados a seguir: 69

Kappa No. Brilho(ISO) 20,7 6,6 48,3 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 2. 0,5% Ozónio 3. 0,5% Ozónio + Deslignificação por oxigénio 4,2 58,3

I

Este exemplo revela que uma fase de ozónio pode deslignif icar ainda mais uma polpa antes e depois de uma fase de deslignificação por oxigénio. Pode-se obter uma redução no número kappa de cerca de 80%. EXEMPLO 21

Sequência ZO(edta)P

Polpa de madeira de bétula/álamo/acerãcea de dissolução orgânica foi tratada como no Exemplo 20. A polpa foi a seguir tratada com peróxido de hidrogénio. 0 passo de peróxido de hidrogénio foi executado misturando-se 2,5% de peróxido de hidrogénio, NaOH para um pH final de 10, a 70°C durante 3 horas. Adicionou-se EDTA a cerca de 0,5% numa consistência de 10 a 12% durante 90 minutos a 70°C.

Os resultados são revelados a seguir:

Kappa No.

Brilhofiscn 1. Pasta castanha de dissolução orgânica 20,7 --- 2. 0,5% Ozónio 6,6 48,3 3. 0,5% Ozónio + Deslignificação por oxigénio 4,2 58,3 4. 0,5% Ozónio

+ Deslignificação por oxigénio +0,5% EDTA + 2,5% peróxido de hidrogénio --- 86

Este exemplo revela que se pode obter um brilho e uma claridade de cerca de 86 ISO com uma fase de ozónio seguida por uma fase de deslignificação por oxigénio e de peróxido de hidrogénio. Estas polpas de dissolução orgânica branqueadas para cerca de 86 ISO sem dióxido de cloro contêm nível zero de TOX proveniente de químicos de branqueamento à base de cloro e, de forma correspondente, os efluentes de branqueamento contêm nível zero de AOX. EXEMPLO 22

Sequência OZD A polpa de dissolução orgânica do Exemplo 18 foi branqueada com dióxido de cloro como no Exemplo 8.

Os resultados são revelados a seguir:

Kappa No.

Brilho(ISOl 1. Pasta castanha de 65,6 65,6 89 90 dissolução orgânica 35 2. Deslignificação por oxigénio 9,9 3. Deslignificação por oxigénio * + 0,5% Ozónio 2,0 4. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +0,2% C102 --- 5. Deslignificação por oxigénio + 0,5% Ozónio +0,4% C102 + 0,4% C102

Pode-se usar rum número correspondente a 25 ml de permanganato como uma indicação do teor em lignina quando o número kappa é muito baixo. Numa estimativa grosseira, o número kappa é aproxi-madamente 1,5 vezes o número permanganato.

Como pode ser facilmente verificado, uma pequena quantidade de dióxido de cloro numa fase ou em duas fases consecutivas melhorou o brilho e claridade para 90 ISO. 0 exemplo seguinte mostra a deslignificação contínua e branqueamento de uma mistura de pasta castanha kraft de madeira macia e de dissolução orgânica. EXEMPLO 23

Sequência E DE D o p-

Este exemplo ilustra delignificação e branqueamento contínuos com reciclagem em contracorrente de filtrados de branqueamento. Durante as fases de deslignificação e branqueamento, a polpa foi lavada utilizando-se filtrados de branqueamento de uma fase de tratamento subsequente.

Uma pasta mista de cerca de 11% a 15% de consistência contendo 80% de polpa de madeira de bétula de dissolução orgânica e 20% de pasta castanha kraft foi deslignifiçada e branqueada utilizando-se a fase E DE D. Na fase E , a polpa mista foi tratada numa fase de extracção oxidante como no Exemplo 4, utilizando-se uma carga de hidróxido de sódio de cerca de 3,2%.

Depois da extracção oxidante, os filtrados da fase (E ) foram retirados da polpa por lavagem. Numa fase seguinte, a polpa mista foi tratada com uma primeira fase de dióxido de cloro a cerca de 3%, em peso, de dióxido de cloro em polpa seca em forno (s.f.) em condições semelhantes às do Exemplo 14. A polpa branqueada com dióxido de cloro foi lavada com filtrados de branqueamento provenientes da segunda fase de branqueamento â base de cloro que seguiu a fase (E ). A polpa branqueada com dióxido de cloro foi Jr sujeita a uma fase de extracção alcalina incluindo a adição de 0,2% de peróxido de hidrogénio e utilizando-se as mesmas condições do Exemplo 6, com uma carga de hidróxido de sódio de cerca de 0,7%. Seguiu-se uma segunda fase de dióxido de cloro com 1,2% de C102 e o pH foi ajustado utilizando-se hidróxido de sódio para uma gama de cerca de 3,5 a 4,5.

Os resultados são revelados a seguir:

Brilho

Viscosidade

Kappa No. (çpsl (ISO) 1. Pasta castanha 30 --- --- 2. Extracção oxidante 24 --- --- 3. Extracção oxidante +iafase C102 +Extracção alcalina --- 27,5 67 4. Extracção oxidante +iafase C102 +Extracção alcalina +2afase C102 --- 21 89

Este exemplo ilustra um teste de moagem utilizando-se o processo revelado na Figura 7. No entanto, neste exemplo, foi utilizada a extracção oxidante (Eq), que é um tratamento de deslignificação mais suave, em vez da deslignificação por oxigénio. Ao passo de extracção alcalina (E) da Figura 7, adicionou-se tua baixo nível de peróxido de hidrogénio para aumentar o brilho e claridade da polpa branqueada. Obteve-se um brilho e claridade da polpa de 89 ISO.

Deve ser entendido que, apesar de o invento ter sido descrito em conjunção com as suas formas de realização específicas preferidas, a anterior memória descritiva bem como os exemplos pretendem ilustrar e não limitar o âmbito do invento. Outros aspectos, vantagens e modificações dentro do âmbito do invento tornar-se-ão evidentes para os peritos da técnica da especialidade, a quem o invento se dirige.

Claims

REIVINDICAÇÕES: 1.® - Processo para a deslignificação e branqueamento da polpa, caracterizado por a lignina residual da referida polpa ser reduzida em mais de cerca de 50% a cerca de 76% e por a viscosidade da referida polpa diminuir em não mais de cerca de -3 8*10 Pa*s (8 cps). 2®. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender o passo de fazer reagir a referida polpa com cerca de 2% a cerca de 8% (p/p) de hidróxido de sódio relativamente à polpa seca em forno a uma pressão de oxigénio de cerca de 30 a cerca de 100 psig. 3®. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda o passo de tratamento da referida polpa com um composto peroxi. 4®. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o referido composto peroxi se situar na gama de cerca de 0,5% a cerca de 4% (p/p) em polpa seca em forno. 5®. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda um passo de extracção oxidante. 6®. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o passo de extracção oxidante compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 2% a cerca de 5% (P/P) de hidróxido de sódio em polpa seca em forno a uma pressão de oxigénio de cerca de 2,1*105 a 6,9*105 Pa (30 a 100 psig). 75

7a. - Processo de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado por compreender ainda o tratamento da referida polpa com ozono. 8δ. - Processo de acordo com a reivindicação 7, carac-terizado por o referido ozono se situar na gama de cerca de 0,2% a 2% (p/p) relativamente à polpa seca em forno. 9§. - Processo de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado por compreender ainda um passo de extracção oxidante.
102,- Processo de acordo com a reivindicação 9, carac-terizado por o passo de extracção oxidante compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 2% a cerca de 5% (p/p) de hidróxido de sódio relativamente à polpa seca em forno a . . 5 5 uma pressão de oxigénio de cerca de 2,1*10 a 6,9*10 Pa (30 a 100 psig).
112.- Processo de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado por compreender ainda um passo de tratamento com dióxido de cloro.
122.- Processo de acordo com a reivindicação 11 carac-terizado por o referido passo de tratamento com dióxido de cloro compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 0,2% a cerca de 1,5% (p/p) de dióxido de cloro relativamente à polpa seca em forno.
132.- Processo de acordo com a reivindicação 3, carac-terizado por compreender ainda um passo de tratamento com dióxido de cloro. 76 14a.- Processo de acordo com a reivindicação 13 carac-terizado por o referido passo de tratamento com dióxido de cloro compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 0,2% a cerca de 1,5% (p/p) de dióxido de cloro relativamente à polpa seca em forno. 15a.- Processo de acordo com a reivindicação 8, carac-terizado por compreender ainda um passo de tratamento com dióxido de cloro. 16¾.— Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o referido passo de tratamento com dióxido de cloro compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 0,2% a cerca de 1,5% (p/p) de dióxido de cloro relativamente à polpa seca em forno. 17 a.- Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender ainda um passo de tratamento com extracção oxidante. 18a.- Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o passo de extracção oxidante compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 2% a cerca de 5% (p/p) de hidróxido de sódio relativamenet à polpa seca em forno a uma pressão de oxigénio de cerca de 30 a 100 psig.
193.- Processo de deslignificação e branqueamento de polpa, caracterizado por compreender os passos de: - deslignificação a oxigénio da referida polpa com cerca de 2% a cerca de 8% (p/p) de hidróxido de sódio relativamente à polpa seca em forno a uma pressão de oxigénio de cerca de 5 5 2,1*10 a 6,9*10 Pa (30 a 100 psig); 77 - branqueamento da referida polpa deslignifiçada a oxigénio em, pelo menos, um passo de branqueamento; e - recuperação da referida polpa deslignifiçada e branqueada. 2Qâ·- Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a lignina residual da referida polpa ser reduzida em mais de cerca de 50% a cerca de 76% e por a viscosi- i “3 dade da referida polpa diminuir em não mais de cerca de 8*10 Pa·s (8 cps). 21â.- Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por os filtrados de branqueamento serem recuperados do referido passo de branqueamento por meio de lavagem em contra corrente da referida polpa. 22 ã.- Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por compreender ainda o passo de tratamento da referida polpa com um composto peroxi antes do referido passo de deslignificação a oxigénio. 23â. - Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o referido composto peroxi se situar na gama de cerca de 0,2% a cerca de 2% (p/p) relativamente à polpa seca em forno. 24s. - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o referido passo de branqueamento compreender o passo de tratamento da referida polpa deslignifiçada a oxigénio com ozono.
252. - Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por o referido ozono se situar na gama de cerca de 0,2% a cerca de 2% (p/p) relativamente â polpa seca em forno.
262. - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o referido passo de branqueamento compreender o passo de tratamento da referida polpa deslignifiçada a oxigénio em pelo menos uma etapa de tratamento com peroxi. 27s. - Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por o referido composto peroxi se situar na gama de cerca de 0,2% a cerca de 2% (p/p) relativamente à polpa seca em forno. 28s. - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o referido passo de branqueamento compreender pelo menos um passo de tratamento com dióxido de cloro.
292. - Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por o referido passo de tratamento com dióxido de cloro compreender o passo em que se faz reagir a referida polpa com cerca de 0,1% a cerca de 2% (p/p) de dióxido de cloro relativamente à polpa seca em forno.
302.- Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o referido passo de branqueamento compreender ainda um passo de extracção oxidante.
312,- Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado por o passo de extracção oxidante compreender o passo de se fazer reagir a referida polpa com cerca de 2% a cerca de 5% (p/p) de hidróxido de sódio relativamente à polpa seca em 79

c c forno a uma pressão de oxigénio de cerca de 2,1*10 a 6,9*10 Pa (30 a 100 psig). 32a.- Processo de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado por a referida polpa deslignificada e branqueada compreender um nível TOX total de até 200 ppm a partir de produtos químicos de branqueamento à base de cloro. 33a.- Processo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por o grau de claridade da referida polpa deslignificada e branqueada ser de cerca de 83 a cerca de 92 ISO. 34 a.- Polpa de madeira caracterizada por compreender um nível TOX total de até 200 ppm a partir de produtos químicos de branqueamento â base de cloro. 35a.- Polpa de madeira de acordo com a reivindicação 34, caracterizada por o grau de claridade da referida polpa deslignificada e branqueada ser de cerca de 83 a cerca de 92 ISO. 36a. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida polpa ser uma polpa de dissolução orgânica. 37a. — Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a referida polpa deslignificada e branqueada compreender um nível TOX total de até 200 ppm a partir de produtos químicos de branqueamento à base de cloro. 38a.- Polpa de madeira de acordo com a reivindicação 37, caracterizada por o grau de claridade da referida polpa deslignificada e branqueada ser de cerca de 83 a cerca de 92 ISO. 80 39a.- Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a referida polpa ser uma polpa de dissolução orgânica.
403.- Aparelho para a deslignificação e o branqueamento da polpa, caracterizado por compreender: - um equipamento de deslignificação a oxigénio para deslignificar a oxigénio a referida polpa; - um equipamento de branqueamento para branquear a referida polpa deslignifiçada a oxigénio; e - um equipamento de recuperação para recuperar a referida polpa deslignifiçada e branqueada.
413,- Aparelho de acordo com a reivindicação 40, caracterizado por compreender ainda um equipamento de recuperação para recuperar os filtrados de branqueamento produzidos pelo referido equipamento de branqueamento.
423.- Aparelho para a deslignificação e o branqueamento da polpa, caracterizado por compreender: - dispositivo (a) para deslignificar a oxigénio a referida polpa; - dispositivo (b) para branquear a referida polpa deslignifiçada a oxigénio; e - dispositivo (c) para recuperar a referida polpa deslignifiçada e branqueada. 81 43 â.- Aparelho de acordo com a reivindicação 42, caracterizado por compreender ainda um dispositivo (d) para recuperar os filtrados de branqueamento produzidos pelo dispositivo (b).

Lisboa, 11 de Outubro de 1991 J. PEREIRA DA CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industriai RUA VICTOR CORDON, 10-A 3« 1200 LISBOA