BR102020005677A2 - Obtenção de polpa celulósica e produção de papel a partir do sabugo de milho - Google Patents

Abstract

obtenção de polpa celulósica e produção de papel a partir do sabugo demilho. a presente invenção refere-se à polpa e ao papel obtidos a partir do sabugo de milho bem como a todo o processo necessário para sua produção, composto pelas etapas de pré-tratamento e de polpação do sabugo e do pós-tratamento da polpa obtida. diante das questões da crescente demanda mundial por papel e do protagonismo das madeiras como fontes celulósicas no brasil, cujas plantações muitas vezes acarretam danos socioambientais, o papel fabricado a partir do sabugo de milho possibilitará a utilização de matéria-prima mais ecologicamente correta, a agregação de valor a um resíduo agrícola com poucos estudos e funções e a disponibilização de fibras medianamente curtas, cujo comprimento situa-se entre os daquelas fontes celulósicas convencionais. além disso, índices calculados pelo inventor para o sabugo de milho, com base em métodos conhecidos para a determinação dos componentes químicos e o dimensionamento das fibras de matérias-primas celulósicas, apontam que o sabugo de milho possui propriedades positivas como matéria-prima para o setor celulósico e papeleiro. com isso, papéis com características inovadoras e propriedades intermediárias poderão ser fabricados, comercializados e oferecerão diversificações e melhorias ao cotidiano da população.

Description

OBTENÇÃO DE POLPA CELULÓSICA E PRODUÇÃO DE PAPEL A PARTIR DO SABUGO DE MILHO Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a polpa celulósica e papel produzidos a partir de sabugo de milho e ao processo em si de produção, incluindo-se no campo de produção industrial de materiais celulósicos. Esta invenção apresenta aplicações na área de utilização de resíduos agrícolas e no setor de produção de polpa e de papéis em geral, incluindo papéis especiais devido ao aspecto medianamente curto das fibras do sabugo de milho, com propriedades intermediárias entre as do eucalipto e as do pinheiro.

Antecedentes da invenção

[002] O aumento mundial na demanda por celulose e papel, de cerca de 1,6% ao ano, conforme Silva e Bueno (2013), implicará necessidade de aumento na produção desses materiais. Além disso, sabe-se que o Brasil está entre os dez principais produtores mundiais no setor celulósico e papeleiro, segundo a Indústria Brasileira de Árvores (2015), constituindo-se, dessa forma, tendência de incremento na produção anual nacional desse ramo. Consequentemente, mais matéria-prima será exigida para suprir tal produção.

[003] Conforme o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, em 2016, as madeiras do eucalipto e do pinheiro consistiam em 99% de toda a fonte de fibras celulósicas nacional. Sabe-se que muitas vezes as plantações dessas madeiras causam danos socioambientais, em especial o ressecamento do solo e a redução da biodiversidade, de acordo com Velozo e Belém (2016) e Cardoso (2008), e sobretudo diante do fato apresentado de que a produção brasileira está entre as maiores do planeta e tende a crescer. Portanto, fontes alternativas de fibras celulósicas são necessárias urgentemente.

[004] Nesse sentido, existem estudos sobre a possível utilização de algumas matérias-primas alternativas para produção de papel, principalmente o bagaço de cana-de-açúcar, o bambu, o sisal, o engaço de bananeira, a palha de milho, entre outros.

[005] Em relação ao processo existente de obtenção de polpa e de papel, a madeira é inicialmente tratada de forma que seja descascada e cortada em cavacos. Posteriormente, é realizada a polpação desse material, podendo ser utilizados diversos métodos, como kraft, utilizando principalmente hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na2S); soda, utilizando principalmente hidróxido de sódio (NaOH); sulfito, utilizando principalmente dióxido de enxofre (SO2), hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e hidróxido de amônio (NH4(OH)).

[006] Enquanto os processos acima descritos atingem grande maioria da produção, outros procedimentos menos comuns também são possíveis. Eles englobam a aplicação de métodos de pré-tratamento e de métodos de polpação variados eventualmente seguidos de pós-tratamento, tendo sido escolhidos principalmente conforme a acessibilidade e eficiência do método utilizado. Os principais processos dessa minoria incluem a utilização de resíduos agrícolas para produção celulósica, e casos concretos serão descritos nos parágrafos seguintes.

[007] Em uma das situações, o engaço de bananeira foi pré-tratado de alguns modos, tendo sido primeiramente transformado em bagaço em uma desfibradora, depois foi lavado em água corrente e então sofreu pré-extração aquosa a 100°C. Após, com o bagaço tratado e seco, foram utilizadas duas alternativas de métodos de polpação: o método cal, cujo reagente foi a cal (CaO) entre concentrações de 8 a 14% em uma solução com relação de bagaço seco para porção líquida valendo 1:6 em massa, a 120°C; o método soda, cujo reagente foi o hidróxido de sódio (NaOH) a 12% também em uma solução cuja proporção de massa de bagaço para porção líquida foi de 1:6, a 120°C. O estudo refere-se a uma dissertação de mestrado apresentada à Universidade de São Paulo (USP) por Maria de Lourdes Aparecida Prudente Soffner, de 2001, com o título “Produção de polpa celulósica a partir de engaço de bananeira”.

[008] Em outro caso, a palha de milho foi pré-tratada de forma que foram realizados cortes com tesoura. Após, foram realizados dois métodos de polpação soda a 120°C contendo duas concentrações distintas de hidróxido de sódio: a primeira ocorreu a 10% de hidróxido de sódio em massa em relação à palha seca; a segunda ocorreu a 20% de hidróxido de sódio em massa em relação à palha seca. Também houve póstratamento da polpa obtida por meio de lavagem e filtragem do material em ácido acético e água corrente. O estudo refere-se a uma monografia apresentada à Universidade de Brasília por Daniela Ramalho Romão, em 2015, com o título “Potencial de fibras de resíduo agrícola: palha de milho (Zea mays L.) para produção de celulose”.

[009] Expostas as matérias-primas conhecidas no setor celulósicos e demais conhecimentos relevantes a essa área, a presente invenção apresenta o sabugo de milho como potencial fonte de fibras celulósicas. Isso possibilitará a utilização de um produto já existente em abundância de forma que uma de suas vantagens será sua atuação como uma matéria-prima ecologicamente correta de polpa celulósica. Tal mudança permitirá a contribuição na contenção do avanço, no país, das plantações de madeira muitas vezes danosas à sociedade e ao meio ambiente, como exposto anteriormente.

[010] Sabe-se também que o sabugo de milho é um subproduto da cultura do milho, sendo gerado em grandes proporções – foram produzidas oito milhões de toneladas de sabugo no Brasil somente em 2008 segundo Lopes (2015) – e, em contrapartida, tendo pouco aproveitamento, apesar de seu potencial. Assim, a utilização de sabugo de milho como fonte de polpa celulósica também proporcionará agregação de valor econômico ao sabugo e, por consequência, poderá haver um incremento na renda dos produtores de milho.

[011] Foi realizada, pelo presente depositante, a determinação da composição química do sabugo de milho, a fim de indicar o teor de holocelulose (celulose somada a hemicelulose, material base para polpa e para papel), além de lignina e de extrativos, para que fosse avaliado se haveria teores suficientes para tornar viável e compensar economicamente a extração de celulose do sabugo.

[012] Os resultados indicaram teor de 62,76% de holocelulose em massa seca de sabugo, valor satisfatório para obtenção de celulose. Os teores de holocelulose do eucalipto são de cerca de 70%, e do pinheiro, 65%. Nota-se que o teor de holocelulose do sabugo situa-se próximo aos teores das madeiras convencionais, sendo ligeiramente inferior, sem consequências muito significativas.

[013] Os teores de lignina do sabugo foram de 21,32%, e de extrativos totais, de 15,92%. Esses compostos devem ser retirados da matéria-prima para obtenção da polpa, logo, quanto menores os teores, menos carga de polpação é necessária. A soma dos teores desses compostos (37,24% da massa total de matéria-prima) é próxima às somas do eucalipto (35% do total, entre 27% de lignina e 8% de extrativos) e do pinheiro (36% do total, entre 30% de lignina e 6% de extrativos), mesmo que variem as proporções entre lignina e extrativos de cada material. Assim, deverá haver variações pouco expressivas na aplicação da carga de polpação que separa lignina e extrativos da matéria-prima, de modo que se pode confirmar a viabilidade do processo pleiteado.

[014] Dessa forma, pode-se afirmar que a produção de polpa a partir do sabugo, sob o viés de sua composição química, tende a possuir rendimento viável e satisfatório, bastante próximo ao atualmente empregado em larga escala com as madeiras convencionais.

[015] Para ilustrar a forma por meio da qual foi realizada a determinação da composição química do sabugo, segue o método conhecido e aplicado ao sabugo neste invento.

[016] As quantidades de fibras (celulose e hemicelulose) do sabugo de milho foram determinadas gravimetricamente utilizando o método da fibra em detergente neutro (FDN) e a fibra em detergente ácido (FDA), de acordo com o protocolo experimental descrito por VAN SOEST et al. (1991).

[017] A solução de detergente neutro solubiliza proteínas, gorduras, carboidratos solúveis, pectina e outros compostos solúveis em água, da fração denominada de parede celular que é insolúvel em detergente neutro, ou Fibra em Detergente Neutro (FDN), que contém celulose, hemicelulose, lignina e proteína lignificada.

[018] A solução de detergente ácido solubiliza a hemicelulose e grande parte da proteína insolúvel, obtendo-se um resíduo insolúvel no detergente ácido, denominado Fibra em Detergente Ácido (FDA), o qual contém lignina e celulose. O procedimento da obtenção do FDA é o mesmo utilizado pelo FDN.

[019] Para o teste, foram pesados 0,5 g do resíduo em base seca (48-80 mesh) e colocados em frascos Erlenmeyer de 125 mL. Foram adicionados 50 mL de solução de detergente neutro e 0,5 g de sulfito de sódio para análise de FDN e 50 mL de solução de detergente ácido para análise de FDA. Os frascos foram colocados em banho-maria a 100°C por 60 minutos.

[020] Em seguida, os materiais foram filtrados a vácuo em filtros de papel previamente pesados e lavados com água quente diversas vezes até finalizar a espuma formada. Após lavagem final com acetona P.A., os filtros contendo as fibras foram secos em estufa a 60°C por 24 horas, esfriados em dessecador e pesados. O resultado da pesagem foi utilizado para os cálculos da porcentagem de FDN e FDA. Para o cálculo de cada porcentagem, procedeu-se à razão porcentual entre a massa de sua respectiva amostra final e a massa de sua respectiva amostra inicial, para FDN ou FDA. O teor de hemicelulose foi calculado pela diferença entre a porcentagem de FDN e a porcentagem de FDA. O teor de celulose foi calculado pela diferença entre a porcentagem de FDA e a porcentagem de lignina.

[021] A quantidade de lignina foi determinada através do método de hidrólise ácida, que tem por base a hidrólise e solubilização total ou parcial dos polissacarídeos (celulose e polioses) presentes nos tecidos vegetais, obtendo a lignina como um resíduo que é determinado gravimetricamente. A eliminação desses polissacarídeos pode ser realizada por hidrólise em ácidos minerais concentrados, principalmente ácido sulfúrico 72%, que é chamada de lignina Klason.

[022] O teste foi realizado em duas etapas. Na primeira etapa, 1 g de sabugo (48-80 mesh) foi submetido ao tratamento com 5 mL de ácido sulfúrico 72% (v/v) a 50°C durante 7 minutos em Becker de 50 mL, sob agitação vigorosa. Na segunda etapa, o produto da reação foi passado para um frasco Erlenmeyer de 250 mL juntamente com 137,5 mL de água destilada, autoclavado por 30 min a 121°C e filtrado em filtro de papel seco e previamente pesado. Os filtros contendo as fibras foram secos em estufa a 60°C por 24 horas, esfriados em dessecador e pesados. O resultado da pesagem é utilizado para o cálculos, que são feitos pela razão porcentual entre a massa dessa amostra final e a massa da amostra inicial, obtendo-se, enfim, o teor porcentual de lignina.

[023] Prosseguindo, após buscas de anterioridade, somente o seguinte resultado foi encontrado como de interesse para a presente área de estudo, mas sem afetar as particularidades e a novidade do presente pedido de patente.

[024] O pedido de patente de invenção BR 102017017624-0 A2, com título “Membrana de celulose vegetal bioativa à base de celulose regenerada de sabugo de milho”, descreve o processo de mercerização química utilizando sabugo de milho com solução de hidróxido de sódio a 2% (m/V) a 80°C, variando, se o referido sabugo é verde ou maduro, somente a proporção entre sabugo e solução. A partir desse processo, a depositante descreve que se obtém uma biomassa, polpa ou massa residual contendo sabugo de milho (tanto maduro quanto verde) e solução alcalina. Após esses procedimentos, a depositante segue com mais processos para a obtenção de seu produto principal não relevantes para o assunto da presente invenção.

[025] Deve-se ressaltar a diferença existente entre o que foi exposto do pedido de patente acima e os componentes do presente pedido de patente. Primeiramente, o processo de mercerização química é conceitualmente distinto do processo de polpação; enquanto aquele é empregado em materiais têxteis e possui um andamento mais simples, com concentrações menores de reagentes, por exemplo, este se trata de processo específico para fins de produção papeleira, com reagentes mais concentrados, curvas de cozimento distintas e maior tempo de realização. Tal distinção fica clara ao observar que a mercerização descrita se trata de um cozimento que ocorre plenamente a temperaturas menores (80°C) do que as mínimas necessárias ao aquecimento do cozimento (90°C) e muito menores do que a temperatura para cozimento pleno (120°C, podendo atingir até 175°C) do processo de polpação realizado pela presente invenção. Vale também observar que a concentração da solução de hidróxido de sódio para eficácia na mercerização química do pedido de patente supracitado (5,7%, em m/m, em valores correspondentes) é menor do que a mínima necessária a um andamento aceitável do processo de polpação soda pleiteado pela presente invenção, (8%, em m/m) e muito menor do que a faixa de concentração ideal para um bom andamento do processo aqui pleiteado (15% a 20%, em m/m).

[026] Além disso, também fica evidente a distinção entre a biomassa obtida pelo pedido de patente acima descrito e a polpa pleiteada na presente invenção uma vez que, enquanto aquela é compreendida por sabugo de milho e contém solução alcalina, esta contém fibras oriundas do sabugo de milho e não possui solução alcalina. Ademais, os dois materiais possuem propriedades físico-químicas distintas por terem sido submetidos a diferentes processamentos que propiciaram, a cada material, grau único de composição, de configuração e/ou de degradação.

[027] Dessa forma, considerando que todo o escopo desta invenção distingue-se da invenção acima, e tendo em vista que não foram encontrados quaisquer registros, patentários ou não, de matéria similar àquela reivindicada neste pedido de patente de invenção, o autor considera que o conteúdo pleiteado no presente requerimento possui novidade.

[028] Além disso, pode-se afirmar que esta invenção possui aplicação industrial uma vez que todos os processos aqui a ser descritos e reivindicados podem ser realizados em indústria, e os produtos pleiteados possuem clara origem de processamento industrial.

[029] Também vale ressaltar mais algumas vantagens da polpa e do papel obtidos a partir do sabugo de milho, como se poderá depreender a partir das análises de maceração, medição de fibras do sabugo e comparação de índices qualificadores de matérias-primas celulósicas que serão descritas em seguida.

[030] Após um procedimento de maceração do sabugo seguido de observação e medição das fibras em microscópio óptico, o depositante concluiu que elas possuem comprimento médio de 1,2 mm, de forma que se possa enquadrar o sabugo de milho como fonte de fibras curtas, cujo comprimento varia entre 0,5 mm e 2 mm. Tais fibras são ideais para a fabricação de papéis de imprimir, de escrever e de fins sanitários, possuindo menor resistência, alta maciez e boa absorção conforme a Indústria Brasileira de Árvores (IBÁ). Além disso, o comprimento das fibras do sabugo é único, apesar de eventuais classificações padronizadas, possibilitando a fabricação de papéis especiais, conforme será mais detalhadamente esclarecido nos parágrafos seguintes.

[031] Os procedimentos na área de dimensionamento de fibras do sabugo foram realizados da forma como será descrito a seguir.

[032] O método de maceração (separação) das fibras ocorreu conforme Franklin (1945) adaptado por Oliveira (2002) e foi aplicado pelo presente autor ao sabugo de milho. Primeiramente, sabugos foram cortados em pequenos pedaços e deixados por 3 dias em água para melhor impregnação do líquido no cozimento posterior. Então, os pedaços foram secos, e, em cinco tubos de ensaio colocou-se uma solução de água oxigenada (30 volumes) e ácido acético glacial (CH3COOH) (1:1 em volume). O volume desses líquidos foi o suficiente para que os pedaços de sabugo ficassem completamente mergulhados. Esses tubos foram postos em banho-maria a 100°C, para acelerar a maceração, por 1 a 2 horas. A cada 30 minutos, os tubos de ensaio foram agitados para otimizar a separação entre as fibras dos outros componentes do sabugo de milho e entre si. Ao final, o material foi filtrado e bem lavado em água corrente.

[033] As amostras foram tingidas com violeta de genciana diluída, que agiu durante três minutos sobre elas. Depois, o excesso do corante foi retirado. Com o auxílio de pinças, finalizou-se a dissociação das fibras. Então, pequenas quantidades de fibras individualizadas foram colocadas em lâminas de vidro com água. Foi posta uma lamínula sobre cada lâmina. Assim, essas amostras foram submetidas a microscópio óptico em lente objetiva de aumento 4X, obtendo-se trinta medidas de comprimento e calculando-se sua média, cujo valor encontrado foi de 1,2 mm. As amostras também foram submetidas a lente objetiva de aumento 10X, que possibilitou a medição da largura das fibras do sabugo, de 41,43 µm, do diâmetro do lúmen das fibras, de 22,55 µm e da espessura da parede das fibras, de 9,375 µm.

[034] Em relação ao comprimento das fibras, enquanto as do sabugo possuem tal medida, estudos mostram que as fibras do eucalipto possuem em média 1 mm de comprimento e as do pinheiro, 3 mm. Comparando-se o sabugo com as matériasprimas papeleiras convencionais nacionais, as fibras desse resíduo são ligeiramente mais compridas que as do eucalipto (1,2 mm frente a 1 mm) e mais curtas que as do pinheiro (1,2 mm frente a 3 mm). Assim, o sabugo pode ser definido como um material intermediário entre as mais comuns fontes celulósicas no país, podendo ser produzido papel com características mais equilibradas entre o eucalipto (de fibra curta) e o pinheiro (de fibra longa). Por isso, o papel obtido a partir do sabugo terá menos chances, face ao eucalipto e ao pinheiro, de apresentar aspectos extremos indesejáveis à indústria papeleira, como resistência muito baixa, material muito pouco flexível ou índices de absorção muito baixos. Com isso, pode-se afirmar, como anteriormente dito, que as fibras do sabugo de milho são únicas e proporcionam a produção de papéis com aspectos inovadores.

[035] Além disso, com base na largura, no diâmetro do lúmen e na espessura da parede das fibras medidos conforme descrição acima, foram calculados índices, para as fibras do sabugo de milho, pelo inventor, que qualificam matérias-primas celulósicas.

[036] O primeiro indicador, Índice de Runkel, é obtido pela razão entre o dobro da medida da parede da fibra e o diâmetro do lúmen da fibra. Seu valor foi de 0,83 para as fibras do sabugo, sendo classificadas, portanto, como boas para produzir papel, dentre as possibilidades de excelentes (até 0,25), muito boas (0,25 a 0,5), boas (0,5 a 1), regulares (1 a 2) e não recomendadas (mais que 2), conforme classificação do autor do índice (RUNKEL, 1952). O eucalipto possui índice de Runkel valendo cerca de 0,7, e o pinheiro, cerca de 0,6; classificam-se, assim, também como fontes de fibras boas para papel.

[037] O segundo e último índice é a Fração Parede, obtida pela razão porcentual entre o dobro da espessura da parede da fibra e sua largura. Seu valor foi de 45,25% para as fibras do sabugo. Dessa forma, elas estão dentro do padrão recomendado por autores sobre matérias-primas celulósicas de até 60%. O valor de fração parede para o eucalipto é de cerca de 45%, e o do pinheiro, cerca de 35%.

[038] Assim, considerando que a presente invenção baseia-se no ato e no resultado da produção de polpa e de papel a partir do sabugo de milho; tendo em vista que os produtos pleiteados podem ser obtidos, dentro do escopo e do espírito da presente invenção, de dois métodos de polpação de forma bem-sucedida; além de que apresentam características novas comparadas àquelas já conhecidas no setor celulósico, como aspecto específico oriundo da composição do sabugo definido por propriedades de polpa e de papel relativamente equilibradas, mas tendentes às de fibra curta, pode-se afirmar que a presente invenção possui também atividade inventiva.

[039] Portanto, confirmadas as características de novidade, atividade inventiva e aplicação industrial na presente invenção, o presente pedido de patente deve ser concedido, tendo em vista também o sumário e a descrição detalhada da invenção a seguir.

Sumário da invenção

[040] A presente invenção é compreendida pelos processos necessários à fabricação de polpa e de papel a partir do sabugo de milho, bem como pelos produtos obtidos por esses processos, todos com aplicabilidade industrial. São características principais desta invenção a coleta dos sabugos; a debulha das espigas de milho quando necessário; o pré-tratamento do sabugo, quando optado, normalmente por meio de sua trituração em moinhos ou seu corte por meio de lâminas; a polpação do sabugo, pelo método kraft e/ou pelo método soda; o pós-tratamento, quando adotado, da polpa obtida por meio de lavagem em filtro para separação de efluentes presentes; a fabricação do papel a partir da polpa obtida com base nas fibras oriundas do sabugo de milho, podendo haver acréscimo de eventuais aditivos, como amido de milho, breu, corantes, carbonato de cálcio, entre outros, conforme a destinação a ser dada ao papel.

[041] Destaca-se também o aspecto das fibras do sabugo, cujo comprimento é intermediário entre as maiores fontes de fibras no país, caracterizando-se por mais eficiente harmonização de propriedades e podendo ser gerado um novo tipo de papel, com aspectos de equilíbrio entre resistência e maciez/absorção.

[042] Diante do apresentado sobre a invenção, e sabendo que é compreendida pela adaptação e aplicação de métodos existentes a um material conhecido (sabugo) com fins de obter produtos (polpa e papel), que tiveram efeitos técnicos inesperados e inovadores, a presente invenção possui novidade, atividade inventiva e aplicação industrial, sendo devido o deferimento de sua patente.

Descrição detalhada da invenção

[043] Após coletados e debulhados os sabugos de milho, inicia-se o processo de prétratamento mecânico. Ele consiste na divisão dos sabugos em pequenas partículas, compreendendo a trituração ou o corte dos sabugos. Tal pré-tratamento mecânico facilita a impregnação do licor da polpação a ser realizada posteriormente.

[044] A trituração é feita de forma a colocar sabugos em um moedor ou triturador, desintegrando-os em uma espécie de pó. Já o corte dos sabugos é feito de forma que máquinas de corte dividam, com lâminas, em pedaços ou cavacos os sabugos de milho. Tais pedaços podem ter, em média, as dimensões de 10 a 30 mm de comprimento, 10 a 25 mm de largura e 3 a 15 mm de espessura.

[045] A polpação é basicamente um processo de extração da celulose presente na matéria-prima do setor papeleiro, separando-a principalmente da lignina e dos extrativos, os outros componentes principais desse tipo de material, indesejáveis à composição da polpa e do papel. Vale lembrar que podem ocorrer variações na efetividade de cada método, que pode ser medida principalmente conforme o grau de pureza da celulose em relação a teores residuais de lignina.

[046] Diante da polpação do sabugo de milho, este pedido de patente de invenção pleiteia os seguintes possíveis métodos dessa polpação, testados pelo inventor, cada um independente do outro. Vale ressaltar que cada método possui sua relação de essencialidade à presente invenção, devendo ambos os procedimentos de polpação serem tangidos pela presente patente de invenção, além de que pertencem ao mesmo campo e seguem linhas de raciocínio próximas, mesmo que independentes entre si.

Método kraft

[047] Empregando-se sabugos de milho, preferencialmente pré-tratados conforme descrito acima, é procedido o cozimento a temperatura entre 90°C e 180°C, com faixa de temperatura ideal entre 120°C e 175°C, em reator a batelada ou contínuo, com relação sabugo:licor entre 1:3 e 1:10, em massa. A concentração de álcali ativo (hidróxido de sódio e sulfeto de sódio), em massa porcentual sobre a massa seca do sabugo, varia entre 7% e 30%. A sulfidez do processo (relação em massa porcentual de sulfeto de sódio presente no álcali ativo) está compreendida entre 10% e 40%. O tempo de cozimento varia entre 1 hora e 6 horas.

Método soda

[048] Utilizando sabugos de milho, preferencialmente pré-tratados conforme descrito acima, é realizado o cozimento entre 90°C e 180°C, com faixa de temperatura ideal entre 120°C e 175°C, em reator a batelada ou contínuo, com relação sabugo:licor entre 1:2 e 1:8, em massa. A concentração do álcali ativo (hidróxido de sódio), em massa porcentual sobre a massa seca do sabugo, varia entre 8% e 40%. O tempo de cozimento varia entre 1 hora e 4 horas.

[049] Após a realização do processo de polpação, o material obtido é composto pela polpa celulósica dispersa em um licor composto por resíduos orgânicos, principalmente lignina, e parte dos reagentes utilizados na polpação.

[050] Assim, o pós-tratamento é caracterizado pela lavagem em água corrente da polpa, com aplicações possíveis de ácido acético diluído e/ou de água deionizada para neutralização, e por filtração grosseira e/ou a vácuo desse material para possibilitar a obtenção da polpa sólida e a utilização para outros fins do licor residual.

[051] Para a confecção do papel a partir do sabugo de milho, poderão ser adicionados aditivos à polpa obtida a partir do sabugo de milho a fim de acentuar propriedades desejadas ao tipo de papel a ser fabricado. Posteriormente, a polpa é levada a máquinas que comprimem, secam e moldam o formato das folhas de papel a serem obtidas, que, finalmente, poderão ser levadas a consumo.

[052] Muitas são as aplicações que podem ser dadas à polpa e ao papel obtidos a partir do sabugo de milho. Tendo em vista as propriedades equilibradas desse papel em comparação ao convencional, uma promissora possibilidade é que tal característica seja aproveitada de forma a serem produzidos papéis que necessitem desses aspectos intermediários, longe de somente uma característica dominante. Alguns exemplos seriam papéis sanitários resistentes e papéis de impressão com textura macia.

Claims (8)

1. POLPA PRODUZIDA A PARTIR DE SABUGO DE MILHO, caracterizada por produto compreendido por fibras obtidas a partir de sabugo de milho úteis para fabricar papel.
2. PAPEL PRODUZIDO A PARTIR DE SABUGO DE MILHO, caracterizado por produto definido como papel, oriundo do processamento da polpa descrita na reivindicação 1.
3. USO DO SABUGO DE MILHO PARA OBTENÇÃO DE FIBRAS DE FABRICAR PAPEL, caracterizado por utilizar o subproduto sabugo, oriundo da cultura do milho, para obter compostos com o objetivo de produzir polpa ou papel.
4. PRÉ-TRATAMENTO MECÂNICO DO SABUGO DE MILHO, caracterizado por processo de preparação do sabugo de milho pela divisão do sabugo em pequenos pedaços ou partículas, compreendendo sua trituração ou seu corte em cavacos.
5. POLPAÇÃO DO SABUGO DE MILHO PELO MÉTODO KRAFT, caracterizado por processo de obtenção de polpa, descrita na reivindicação 1, a partir de sabugo de milho preferencialmente pré-tratado conforme reivindicação 4, por meio de cozimento a temperatura entre 90°C e 180°C, em reator a batelada ou contínuo, com relação sabugo:licor entre 1:3 e 1:10, em massa, com concentração de álcali ativo entre 7% e 30%, com sulfidez do processo compreendida entre 10% e 40%, com tempo de cozimento entre 1 hora e 6 horas.
6. POLPAÇÃO DO SABUGO DE MILHO PELO MÉTODO SODA, caracterizado por processo de obtenção de polpa, descrita na reivindicação 1, a partir de sabugo de milho preferencialmente pré-tratado conforme reivindicação 4, de forma alternativa ao processo kraft descrito na reivindicação 5, por meio de cozimento a temperatura entre 90°C e 180°C, em reator a batelada ou contínuo, com relação sabugo:licor entre 1:2 e 1:8, em massa, com concentração de álcali ativo entre 8% e 40%, com tempo de cozimento entre 1 hora e 4 horas.
7. PÓS-TRATAMENTO DA POLPA PRODUZIDA A PARTIR DE SABUGO DE MILHO, caracterizado por processo de lavagem, com água corrente, água deionizada e/ou ácido acético diluído, em filtro, grosseiro e/ou a vácuo, da polpa obtida a partir dos processos descritos na reivindicação 5 ou na reivindicação 6, alternativamente.
8. USO DAS FIBRAS MODERADAMENTE CURTAS DO SABUGO DE MILHO EM PAPÉIS ESPECIAIS, caracterizado por utilização de fibras medianamente curtas obtidas a partir do sabugo de milho com fins de produzir polpa ou papel com propriedades intermediárias entre as pertencentes aos papéis do eucalipto e aos do pinheiro.