Conheça o projeto “Paperbright: Pastas branqueadas de elevado desempenho: do conhecimento fundamental à tecnologia avançada”

Projeto “Paperbright - Pastas branqueadas de elevado desempenho: do conhecimento fundamental à tecnologia avançada”

1. Apoio do COMPETE

> SAESCTN - Sistema de Apoio a Entidades do Sistema Científico e Tecnológico Nacional

O projeto “Paperbright - Pastas branqueadas de elevado desempenho: do conhecimento fundamental à tecnologia avançada” foi apoiado pelo COMPETE – Programa Operacional Factores de Competitividade.

Trata-se de um projeto no âmbito do SAESCTN (Sistema de Apoio a Entidades do Sistema Científico e Tecnológico Nacional), que envolveu um investimento elegível de 92.445 euros, correspondendo a um incentivo FEDER de 78.578 euros.

> Testemunho de Maria Graça Carvalho, responsável pelo projeto

"Sem este apoio/financiamento não seria possível desenvolver o projeto e alcançar os resultados a que o mesmo se propôs, nomeadamente conhecer melhor as causas para a instabilidade da brancura da pasta de celulose (amarelecimento do papel) e estudar alternativas avançadas de processo de produção que permitam uma maior estabilização da brancura."

2. Objetivos

A produção de pastas de celulose de elevada brancura requer um elevado consumo de reagentes de branqueamento (maioritariamente à base de cloro) com custos também ambientais. Além disso, ocorre uma elevada reversão de brancura mesmo no período de armazenamento da pasta antes da sua aplicação.

Assim foi propósito deste projeto, o estudo do efeito de estágios de branqueamento avançados na economia do processo, nas características químicas das pastas e nas propriedades papeleiras dos papéis produzidos, focando em particular, a melhoria da estabilidade da brancura.

Pretendeu-se, também, avaliar as causas e os mecanismos da instabilidade da brancura da pasta. Neste âmbito, era essencial saber quais os componentes da pasta, lenhina residual ou hemiceluloses, e suas estruturas particulares, que são originalmente responsáveis pelo amarelecimento dos papéis.

Por ser uma importante fonte de cromóforos, foi ainda objetivo deste projeto entender o papel das xilanas no branqueamento de pastas kraft.

3. Atividades

Para a concretização deste projecto foi necessário recorrer a pastas industriais recolhidas em diversas fábricas nacionais. Os ensaios envolveram experiências e uso do equipamento nas três instituições participantes, a saber, a Universidade de Coimbra, RAIZ e a Universidade de Aveiro.

Na Universidade de Coimbra foram realizados ensaios de branqueamento com diferentes agentes e a caracterização geral das pastas obtidas. No RAIZ foram realizados os ensaios de envelhecimento acelerado (análise da brancura e sua reversão), bem como os ensaios físico-mecânicos das folhas. Na Universidade de Aveiro foi efectuada a caracterização química dos cromóforos.

Os resultados obtidos foram divulgados em 8 artigos publicados em revistas internacionais (um deles ainda na fase de submissão), um numa em revista nacional e na participação em 9 conferências internacionais e um nacional. Foram elaboradas 4 teses de Mestrado. Foi ainda organizada a conferência “Chromophore Chemistry of Bleached Chemical Pulps”, em Aveiro, com a participação do consultor do projecto, Thomas Rosenau, da Universidade de Boku (Áustria).

Foram efectuadas ainda outras acções de divulgação científica no âmbito deste projecto, como a participação na série de televisão “República do Saber” e uma entrevista à revista brasileira “O papel”, pelo facto do trabalho apresentado no 45° Congresso ABTCP/VII CIADICYP 2012 ter sido um dos 10 mais bem pontuados.

4. Conclusões

Um dos principais resultados deste projeto é a identificação da xilana como um dos componentes da pasta kraft  E. globulus que tem uma importante contribuição para o desenvolvimento de brancura. Assim, a remoção de cromóforos associados à xilana contribui para o ganho e estabilidade de brancura. Mais do que isso, este projeto permitiu entender as razões da maior estabilidade das pastas branqueadas com peróxido de hidrogénio (P) em comparação com as pastas branqueadas com dióxido de cloro (D), na etapa final do processo de branqueamento.

A destacar:

- Um estágio de branqueamento final com dióxido de cloro (D) leva à obtenção de brancuras mais elevadas, com maior eficiência, mas produz grupos insaturados nas xilanas, potenciais cromogéneos que formarão cromóforos após envelhecimento.

- Uma etapa final com peróxido de hidrogénio (P) é mais eficiente na remoção de cromóforos, embora seja mais prejudicial na integridade da xilana (menor peso molecular) e da celulose (menor viscosidade intrínseca da pasta), em comparação com a pasta D. A maior estabilidade da brancura foi atribuída à remoção de cromóforos associados a componentes xilana-lenhina.

- O uso de enzimas (X) em sequências de branqueamento como alternativa aos estágios convencionais revelou ter um efeito positivo no ganho de brancura e na estabilidade de brancura, e se for aplicado antes de um estágio final, permite ainda reduções significativas de reagentes.

- Confirmou-se também o papel da xilana, tanto como fonte de cromóforos como cromogéneos; um estágio final X é mais eficiente na remoção de cromóforos/cromogéneos que um estágio final D; no entanto, no que respeita a propriedades mecânicas, o estágio X piora a tracção embora melhore o índice de rasgamento.

Para conhecer outros projetos apoiados pelo COMPETE no âmbito da Ciência e Conhecimento (SAESCTN), consulte o menu Áreas/Os Projetos que Apoiamos.