Redução do consumo de reagentes de branqueamento por aplicação de tratamentos enzimáticos em pastas kraft pré-deslenhificadas com oxigénio

Palavras-chave: Branqueamento,,tratamento enzimático,,xilanase,,dióxido de cloro,sequência OXDE,Bleaching,enzyme treatment,,xylanase,chlorine dioxide,OXDE sequence

O presente estudo teve como principais objetivos analisar o desempenho de uma xilanase, a xilanase X, no tratamento enzimático de pastas kraft de E. globulus prédeslenhificadas com oxigénio (pasta O), recolhidas numa unidade industrial portuguesa, e avaliar a poupança de reagentes químicos usados no branqueamento (dióxido de cloro – ClO2), o ganho de brancura e a estabilidade da brancura. Para tal, foram realizados vários ensaios com a xilanase X em diferentes condições de operação (pH 8; 9; 9,5 e 10) e dose enzimática (0,067; 0,134 e 0,2 kg/t odp). A temperatura e o tempo do estágio enzimático mantiveram-se constantes e foram de 88ºC e 60 min, respetivamente. Para todas as condições testadas foi realizado pelo menos um ensaio de controlo, ou seja, ensaio realizado nas mesmas condições do tratamento enzimático mas sem adição de enzima. Na pasta O foram aplicados estágios X (tratamento enzimático), D (dióxido de cloro) e E (extração alcalina) obtendo-se, desta forma, as seguintes sequências de branqueamento: OXDE e ODE. As pastas OXDE e ODE foram comparadas de modo a avaliar a influência do tratamento enzimático na poupança de dióxido de cloro nos estágios posteriores, bem como na brancura e sua estabilidade. Os filtrados resultantes do tratamento enzimático (sequência de branqueamento OX) foram analisados por espectroscopia UV, a 205 nm, e por HPLC de modo a ter perceção da remoção da lenhina residual e de monossacarídeos. O índice kappa, a viscosidade, a brancura ISO, a reversão de brancura, o teor de lenhina solúvel e insolúvel (Klason), de ácidos hexenurónicos, e de pentosanas também foram determinados nas pastas obtidas. Através da análise dos resultados, foi possível concluir que a xilanase X desempenha melhor as suas funções a pH 8, sendo possível obter 29 pontos no ganho de brancura ISO com a carga de enzima mais baixa (0,067 kg/t odp). Com o PC number foi possível obter uma diminuição de 0,4 pontos para a maior carga de enzima (0,2 kg/t odp) e pH 8, o que indica que nestas condições a pasta apresenta uma maior estabilidade de brancura ISO. Com o tratamento enzimático, ocorreu alguma diminuição no índice kappa, tornandose este efeito tanto maior quanto maior for a atividade da enzima. Foi possível confirmar, através da análise por HPLC, que a xilanase atua através da hidrólise das xilanas presentes na pasta libertando xilose, galactose e alguns xilo-oligossacarídeos, o que contribui para uma perda de rendimento. Quanto mais elevado for o pH utilizado no ensaio, menor é a perda de rendimento associada, variando entre ~0% para pH 10 e 3% para pH 8, sendo possível obter uma poupança de dióxido de cloro de 15 a 60% para esta gama de pH. As condições de tratamento enzimático a pH 9 são aquelas que permitem um melhor balanço entre os efeitos positivos e negativos da ação da xilanase X: poupança de ClO2 de ~20%, ganho de brancura ISO de ~28%, com perda de rendimento de ~1%, para uma carga enzimática de 0,067 kg/t odp.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias