The influence of xylans on Eucalyptus pulp production and properties for papers

As xilanas desempenham importante função no processo de cozimento e branqueamento de polpas celulósicas e nas propriedades do papel. Modificar os teores dessa hemicelulose permite perder ou ganhar rendimentos de produção e diferenciar as propriedades das polpas e dos papéis produzidos. Os objetivos deste estudo foram produzir polpas marrons e branqueadas de madeiras de Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (Eucalyptus urograndis), de características morfológicas diferenciadas e composições químicas distintas, principalmente no que tange aos seus conteúdos de xilanas, e avaliar as suas propriedades para a fabricação de papéis tissue e de imprimir e escrever (P&W). Polpas marrons de número kappa 17-18 e conteúdos de xilanas que variaram de 6 a 21% e rendimentos totais na faixa de 40-62% foram produzidas sob diferentes protocolos de cozimento: 1) kraft convencional; 2) pré-hidrólise kraft; 3) kraft de alta alcalinidade; e 4) e kraft de alto rendimento com redeposição de xilanas, que foram branqueadas até 90% ISO de alvura por sequências de branqueamento como A-D-(EO)-D, O-A/D-(PO)-D e CCE-O-A/D-(PO)-D, resultando em amostras com conteúdos de xilanas variando de 4,2 a 20,3%. Polpas de maiores rendimentos e ácidos hexenurônicos foram obtidos da madeira de Eucalyptus grandis sob o protocolo de cozimento 4, sendo o inverso observado para o protocolo de cozimento 2. Não foi observada correlação entre rendimento do cozimento e viscosidade da polpa, sendo as mais altas viscosidades alcançadas sob o protocolo de cozimento 2. O conteúdo de xilanas das polpas influenciou negativamente a sua branqueabilidade, aumentando o consumo de reagentes químicos. Por outro lado, a operação de branqueamento causou ligeira redução do teor de xilanas das polpas. As polpas marrons e branqueadas da madeira de Eucalyptus urograndis e do protocolo de cozimento 4 resultaram em fibras com altos coarseness e as do protocolo de cozimento 3 apresentaram maior número de fibras por grama e de finos que com relação às polpas dos demais protocolos. O conteúdo de xilanas influenciou a quantidade de água retida pelas fibras, devendo ser ressaltado que as polpas marrons e as branqueadas com elevado conteúdos de xilanas resultaram nos maiores valores de índice de retenção de água (IRA) e nos menores valores de hornification. A refinabilidade e as propriedades de resistência das polpas marrons e branqueadas foram melhores para as polpas com maiores teores de xilanas. As polpas produzidas pelos protocolos de cozimento 2 e 3, contendo baixos teores de xilanas, mostraram-se interessantes na fabricação de papéis tissue, por apresentarem alto volume específico aparente. As polpas branqueadas pelos protocolos de cozimento 1 e 4, contendo altos teores de xilanas, apresentaram-se tecnicamente viável e com características de resistências adequadas para a fabricação de papéis de imprimir e escrever (P&W).The xylans plays important role in cooking and bleaching processes of cellulosics pulps and in paper properties. To change the xylans contents permit to lose or to gain yields of production and differentiate the properties of pulps and paper produced. The objective of this study was to produce brown and bleached kraft pulps from Eucalyptus grandis and Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla ("Eucalyptus urograndis") of distinct morphologic characteristics differentiated and chemical composition, mainly in refers to its xylans contents, for the manufacture of tissue and printing and writing (P&W) paper grades. Brown pulps of kappa number 17-18 and xylans contents varying of 6-21% and yields in the range of 40-62% had been produced under different cooking protocols: 1) conventional kraft; 2) pre-hydrolysis kraft; 3) high alkalinity kraft; and 4) kraf of high yield, which had been bleached up to 90% ISO of brightness by bleaching sequences: AD-(EO)-D, O-A/D-(PO)-D and CCE-O-A/D-(PO)-D, resulting in samples with xylans contents 4.2-20.3%. The highest pulp yields and hexenuronic acids were achieved with the Eucalyptus grandis wood under protocol (4), with the inverse being observed for protocol (2). No correlation between pulping yield and pulp viscosity was observed, with the highest pulp viscosity reached under cooking protocol (2). The xylans content of pulps influenced its bleachability negative, increasing the consumption of chemical reagents. On the other hand, the operation of bleaching caused reduction of the xylans content of pulps. The brown and bleached pulps of Eucalyptus urograndis wood and the protocol (4) had resulted in fibers with high coarseness and of the protocol (3) presented greater number of fibers per gram and fines content with regard to other pulps. The xylans content influenced in the amount of water retention value (WRV) of fibers, being that the brown and bleached pulps with high xylans contents had resulted in the biggest values of WRV and the lesser values of hornification. The refinability and resistance properties of brown and bleached pulps had been better for pulps contend higher xylans contents. The pulps of cookings protocols (2) and (3), with low xylans contents, had revealed interesting in the manufacture of tissue papers, for presenting high bulk.The bleached pulps of protocols (1) and (4), with high xylans contents, had been presented technically viable and with resistance characteristics adjusted for the manufacture of P&W papers.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic