Impacto do genótipo, idade de corte e condições de pré hidrólise kraft na madeira de eucalipto para produção de polpa solúvel
| dc.contributor.advisor-co1 | Rocha, Maria Fernanda Vieira | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6851410759859381 | |
| dc.contributor.advisor-co2 | Gomes, Fernando José Borges | |
| dc.contributor.advisor-co2ID | https://orcid.org/0000-0003-0363-4888 | |
| dc.contributor.advisor-co2Lattes | http://lattes.cnpq.br/0502504979310236 | |
| dc.contributor.advisor1 | Dambroz, Graziela Baptista Vidaurre | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0001-9285-7105 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2988548512574129 | |
| dc.contributor.author | Santos, Vaniele Bento dos | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0003-2391-1096 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/6747389778891321 | |
| dc.contributor.referee1 | Pedrazzi, Cristiane | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5167571704789298 | |
| dc.contributor.referee2 | Gominho, Jorge | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6876167162853893 | |
| dc.contributor.referee3 | Longue Júnior, Dalton | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-5149-3074 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/7147667616879582 | |
| dc.contributor.referee4 | Moulin, Jordão Cabral | |
| dc.contributor.referee4ID | https://orcid.org/0000-0002-5543-3853 | |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/3577181658928552 | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-07T16:42:07Z | |
| dc.date.available | 2025-10-07T16:42:07Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-20 | |
| dc.description.abstract | The production of dissolving pulp from eucalyptus wood requires a thorough understanding of the raw material properties and processing conditions. Among the main factors influencing pulp quality, genotype, harvest age, and pre-hydrolysis process conditions stand out, with pre-hydrolysis being a critical step for hemicellulose removal. In this context, this study aimed to evaluate the influence of these variables on the young wood of commercial eucalyptus clones and the unbleached pulp obtained through the Pre-hydrolysis Kraft (PHK) process. For this purpose, five trees from two clones, Eucalyptus urophylla (A) and E. urophylla x Eucalyptus spp. (B), aged 3 and 5 years, were analyzed from plantations in the state of Bahia, Brazil. In the first chapter, the impact of genotype and harvest age on wood quality was investigated, considering its chemical, physical, and anatomical characteristics. The results showed that age influenced heartwood formation, the contents of extractives, ash, and hemicelluloses, as well as vessel diameter and frequency. Genotype, in turn, primarily affected the wood's chemical composition, particularly the lignin and hemicellulose contents. Clone A at 5 years demonstrated greater potential for dissolving pulp production, exhibiting higher basic density (450 kg.m³), a higher cellulose content (48%), and lower hemicellulose (23%), lignin (26%), and ash (0.49%) contents. The second chapter addressed the effect of pre-hydrolysis severity on hemicellulose removal. Hydrothermal pre-treatments were applied to wood chips under different time and temperature combinations, with the P-factor used as a severity parameter. The results showed that hemicellulose solubilization reached up to 90% under the experimental conditions, with an optimized point identified at a P-factor of 873, ensuring effective hemicellulose removal without compromising the cellulose fraction. Additionally, regression models were developed to predict process yield and lignocellulosic component removal, providing insights for the industrial optimization of pre-hydrolysis. In the third chapter, the impact of pre-hydrolysis severity on the quality of unbleached pulp obtained via the PHK process was evaluated. Increased severity significantly reduced the Kappa number and pentosan content, while leading to improvements of up to 8.6% in brightness and 7.2% in pulp crystallinity index. However, these advantages were accompanied by a reduction in yield and pulp viscosity, as well as an increase in specific wood consumption. A P-factor of 432 emerged as a viable alternative to balance efficiency and sustainability in dissolving pulp production. Thus, the findings of this study provide strategic insights for the dissolving pulp industry, supporting the selection of genetic materials, the determination of harvest age, and the optimization of pre-hydrolysis conditions. | |
| dc.description.resumo | A produção de polpa solúvel a partir da madeira de eucalipto requer um conhecimento aprofundado das propriedades da matéria-prima e das condições de processamento. Entre os principais fatores que influenciam a qualidade da polpa, destacam-se o genótipo da planta, a idade de corte da floresta e as condições do processo de pré hidrólise, etapa fundamental para a remoção de hemiceluloses da madeira. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a influência dessas variáveis na madeira jovem de clones comerciais de eucalipto e na polpa não branqueada obtida pelo processo de Pré-hidrólise Kraft (PHK). Para isso, foram analisadas cinco árvores de dois clones, Eucalyptus urophylla (A) e E. urophylla x Eucalyptus spp. (B), com idades de 3 e 5 anos, provenientes de plantações localizadas no estado da Bahia, Brasil. No primeiro capítulo, investigou-se o impacto do genótipo e da idade de corte na qualidade da madeira, considerando suas características químicas, físicas e anatômicas. Os resultados evidenciaram que a idade influenciou a formação de cerne, os teores de extrativos, cinzas e hemiceluloses, além do diâmetro e da frequência dos vasos. O genótipo, por sua vez, afetou principalmente a composição química da madeira, especialmente os teores de lignina e hemiceluloses. O clone A aos 5 anos, demonstrou maior potencial para a produção de polpa solúvel, apresentando densidade básica superior (450 kg.m³), maior teor de celulose (48%) e menores teores de hemiceluloses (23%), lignina (26%) e cinzas (0,49%). O segundo capítulo abordou a influência da severidade da pré-hidrólise na remoção de hemiceluloses. Foram aplicados pré-tratamentos hidrotérmicos em cavacos de madeira sob diferentes combinações de tempo e temperatura, avaliando-se o fator-P como parâmetro de severidade. Os resultados demonstraram que a solubilização das hemiceluloses atingiu até 90% dentro das condições experimentais, com um ponto otimizado identificado para um fator-P de 873, garantindo a remoção eficiente de hemiceluloses sem comprometer a fração celulósica. Além disso, modelos de regressão foram desenvolvidos para prever o rendimento do processo e a remoção de componentes lignocelulósicos, fornecendo subsídios para a otimização industrial da pré-hidrólise. No terceiro capítulo, avaliou-se o impacto da severidade da pré hidrólise na qualidade da polpa não branqueada obtida pelo processo PHK. O aumento da severidade reduziu significativamente o número Kappa e o teor de pentosanas, além de proporcionar melhorias de até 8,6% na alvura e 7,2% no índice de cristalinidade. No entanto, esses ganhos foram acompanhados por uma redução no rendimento e na viscosidade da polpa, além do aumento no consumo específico de madeira. O fator-P de 432 apresentou-se como uma alternativa viável para equilibrar a eficiência e a sustentabilidade na produção de polpa solúvel. Desta forma, os resultados deste estudo forneceram informações estratégicas para a indústria de polpa solúvel, auxiliando na seleção de materiais genéticos, na definição da idade de corte e na otimização das condições de pré-hidrólise. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufes.br/handle/10/20443 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Ciências Florestais | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Agrárias e Engenharias | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Qualidade da madeira | |
| dc.subject | Fator de severidade | |
| dc.subject | Pré-hidrólise Kraft (PHK) | |
| dc.subject | Hemicelulose | |
| dc.subject | Número Kappa | |
| dc.subject.cnpq | Recursos Florestais e Engenharia Florestal | |
| dc.title | Impacto do genótipo, idade de corte e condições de pré hidrólise kraft na madeira de eucalipto para produção de polpa solúvel | |
| dc.type | doctoralThesis |