Modificação das fibras recicladas de papelão ondulado por tratamento enzimático

Abstract

Resumo: O objetivo foi avaliar a influência do tratamento enzimático sobre as superfícies das fibras recicladas de papelão ondulado (OCC), bem como os impactos desses efeitos sobre o refino. Nesse tratamento foram utilizadas celulases comerciais nas dosagens de 100 g/t e 200 g/t e tempos de tratamento que variaram de 0 minuto, 30 minutos e 60 minutos. Após tratamento as polpas e amostras de controle foram refinadas em refinador laboratorial Jokro por 10 minutos. As influências das enzimas sobre as fibras de OCC durante a refinação foram avaliadas sob os aspectos físicos (grau de refino e retenção de água), químico, estrutura morfológica, carga eletrocinética superficial e área relativa de ligação. As mudanças na composição química da superfície devido ao tratamento com enzimas foram avaliadas pelo FTIR e medidas do Potencial Zeta. Por meio do FTIR identificaram-se diferentes componentes presentes por comparação com os espectros e análise de grupos funcionais. Em relação ao Potencial Zeta as enzimas proporcionaram reduções significativas, porque os grupos ionizáveis expostos pela refinação foram hidrolizados causando uma redução na carga eletrocinética. Os impactos mais significativos na morfologia das fibras ocorreram para o maior tempo de tratamento e à medida que houve aumento de dosagens das enzimas. Visualizaram-se essas transformações através das imagens de MEV, as quais auxiliaram na explicação do aumento de área relativa de ligação interfibrilar (RBA) nas polpas tratadas com enzimas. O acréscimo no RBA deve-se as alterações morfológicas causadas pelo tratamento enzimático que proporcionou um aumento no grau de refino (ºSR) indicando que as celulases atuaram sobre a superfície das fibras causando modificações estruturais que levaram a um incremento de volume superficial. Dessa forma, o uso das enzimas podem promover modificações significativas nas superfícies das fibras recicladas. Palavras-chave: Celulases, OCC, Carga Eletrocinética Superficial, Química da Superfície, Área Relativa de Ligação.

Abstract: The objective of the present study was to evaluate the influence of enzymatic treatment on the surfaces of recycled fibers of old corrugated containers (OCC) and the impact of these effects on refining. In this treatment is used commercial cellulase dosages of 100 g/t and 200 g/t and time of treatment varied from 0 minutes, 30 minutes and 60 minutes. After treatment the pulps and control samples were refined in a laboratory Jokro refiner for 10 minutes. The impacts of enzymes on the OCC fibers during refining were evaluated under the physical aspects (refining degree and water retention value), chemical, morphological structure, surface electrokinetic charge and relative bonding area. Changes in the chemical composition of the surface due to treatment were evaluated by FTIR and Zeta potential measurements. By means of FTIR were identified by comparing different components present in the spectra and analysis of functional groups. The enzymes resulted in significant reductions in Zeta Potential, although the soft refining has generated and displayed physical changes ionizable groups, these were hydrolyzed causing a reduction in electrokinetic charge. The most significant impacts on the morphology of the fibers occurred for longer treatment and as an increase of dosages of enzymes. These changes were visualized through the SEM images, which assisted in the explanation of increasing Relative Bonded Area - RBA enzyme treated pulps. The increase in the RBA to the morphological changes caused by enzymatic treatment resulted in an increase in the degree of refining (ºSR) indicating that cellulases acted on the surface of the fibers causing structural changes that led to an increase in surface volume. Keywords: Cellulases, OCC, Surface Electrokinetic Charge, Surface Chemistry, Relative Bonded Area.