A fabricação de papel de bambu na China tem uma longa história. A morfologia e a composição química da fibra de bambu possuem características especiais. O comprimento médio da fibra é longo e a microestrutura da parede celular da fibra é peculiar, o que resulta em boa resistência ao refino e bom desempenho no desenvolvimento da polpa, conferindo à polpa branqueada boas propriedades ópticas: alta opacidade e coeficiente de dispersão de luz. O teor de lignina na matéria-prima de bambu (cerca de 23% a 32%) é elevado, determinando que sua polpa seja cozida com maior teor de álcalis e sulfetos (sulfeto geralmente de 20% a 25%), semelhante ao da madeira de coníferas; o teor de hemicelulose e silício na matéria-prima também é elevado, mas isso apresenta algumas dificuldades para o funcionamento normal dos equipamentos de lavagem da polpa, evaporação do licor negro e concentração. Apesar disso, o bambu não é uma boa matéria-prima para a fabricação de papel.
Os futuros sistemas de branqueamento de celulose química de bambu em escala média e grande utilizarão, basicamente, os processos de branqueamento TCF ou ECF. De modo geral, combinando a profundidade de deslignificação e a deslignificação com oxigênio do processo de polpação, o uso da tecnologia de branqueamento TCF ou ECF, dependendo do número de etapas de branqueamento, permite que a celulose de bambu atinja um grau de brancura ISO de 88% a 90%.
Comparação do branqueamento de bambu por ECF e TCF
Devido ao alto teor de lignina do bambu, é necessário combinar tecnologias de deslignificação profunda e deslignificação com oxigênio para controlar o valor Kappa da pasta que entra no ECF e no TCF (recomendado <10), utilizando a sequência de branqueamento ECF em dois estágios aprimorada por Eop, pré-tratamento ácido ou sequência de branqueamento TCF em dois estágios aprimorada por Eop, todos os quais podem branquear a polpa de bambu sulfatada a um alto nível de brancura de 88% ISO.
O desempenho do branqueamento de diferentes matérias-primas de bambu varia muito, com um índice Kappa de 11 a 16, aproximadamente. Mesmo com o branqueamento em dois estágios (ECF e TCF), a polpa só consegue atingir um nível de brancura de 79% a 85%.
Comparada à polpa de bambu branqueada por TCF, a polpa de bambu branqueada por ECF apresenta menor perda de branqueamento e maior viscosidade, que geralmente pode ultrapassar 800 ml/g. No entanto, mesmo a polpa de bambu branqueada por TCF moderna e aprimorada atinge uma viscosidade de apenas 700 ml/g. A qualidade das polpas branqueadas por ECF e TCF é indiscutível, mas ainda não há uma conclusão definitiva sobre a melhor relação entre qualidade da polpa, custos de investimento e operação, e o branqueamento da polpa de bambu por ECF ou TCF. Diferentes empresas utilizam processos distintos. Contudo, considerando a tendência de desenvolvimento futuro, o branqueamento da polpa de bambu por ECF e TCF deverá coexistir por um longo período.
Os defensores da tecnologia de branqueamento ECF acreditam que a polpa branqueada por ECF apresenta melhor qualidade, com menor utilização de produtos químicos, alta eficiência de branqueamento, além de um sistema de equipamentos maduro e com desempenho operacional estável. Por outro lado, os defensores da tecnologia de branqueamento TCF argumentam que esta tecnologia oferece vantagens como menor geração de efluentes, menores requisitos de resistência à corrosão para os equipamentos e baixo investimento. A linha de produção de polpa de bambu sulfatada branqueada sem cloro por TCF adota um sistema de branqueamento semi-fechado, permitindo o controle da emissão de efluentes da planta de branqueamento entre 5 e 10 m³/t de polpa. Os efluentes da seção (PO) são enviados para a seção de deslignificação com oxigênio para reutilização, e os efluentes da seção O são direcionados para a seção de lavagem por peneiramento, entrando finalmente na recuperação alcalina. Os efluentes ácidos da seção Q são encaminhados para um sistema externo de tratamento de efluentes. Devido à ausência de cloro no branqueamento, os produtos químicos utilizados não são corrosivos, dispensando o uso de titânio ou aço inoxidável especial nos equipamentos de branqueamento (podendo-se utilizar aço inoxidável comum), o que reduz o custo de investimento. Em comparação com a linha de produção de celulose TCF, os custos de investimento na linha de produção de celulose ECF são de 20% a 25% maiores, com o investimento na linha de produção de celulose também sendo de 10% a 15% maior, o investimento no sistema de recuperação química também é maior e a operação é mais complexa.
Em resumo, a produção de polpa de bambu branqueada por TCF e ECF, com alto grau de brancura (88% a 90%), é viável. O processo de polpação deve utilizar tecnologia de deslignificação profunda, deslignificação com oxigênio antes do branqueamento, controle do valor Kappa da polpa no sistema de branqueamento e branqueamento em três ou quatro etapas. A sequência de branqueamento ECF sugerida para polpa de bambu é OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; a sequência de branqueamento L-ECF é OD(EOP)Q(PO); e a sequência de branqueamento TCF é Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). Como a composição química (especialmente o teor de lignina) e a morfologia das fibras variam muito entre as diferentes variedades de bambu, um estudo sistemático sobre o desempenho de polpação e fabricação de papel de diferentes variedades de bambu deve ser conduzido antes da construção da planta, a fim de orientar o desenvolvimento de rotas e condições de processo adequadas.
Data da publicação: 14 de setembro de 2024
