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BucUnlve I SeWa cmm va
Seminario sobre Fabricacao de
Celulose
Enzimas aplieadas a Celulose e Papel22 de margo de 2005 Sao Paulo SP
APRESENTAnO POR Luiz Wanderley B Pace Buckman
PATROCINIOS APOIO
Buckman degas BRAC
CundaaeoauoNoe
Buc
Enzhr Aicadas
Celul Papel
Luiz Wanderley B PaceCoordenador de PD
Buckman Laboratorios Ltda ABTCP
Buc
ABTCP
OlnimsldodSrWIntrodudo
Passado 1980 Presente
O use de enzimas na
produgao de celulose epapel nao era consideradotecnica e economicamente
viavel
Exeetcx Modificagao deamido
Buc
40iiInstitutos de pesquisa eindustrias desenvolveram
enzimas que oferecembeneficios significativosConhecimento tecnico de
fabricagao de papel e usede enzimas
Processo x Produto
AABTCP
NlCEP awwnnd
Eni as
Buc
ABTCP
uUsaaseUwimenoei Reapo enzimaticaBuc
Substrato Enzima Complexo Enzima
Enzima Substrato
Produto
M
0Uoirmna sewn
a crwm ra
Especificidade
Enzimas que degradam a celulose naoatuam sobre proteinas
Buc
Preparagoes enzimaticas podem conter maisque um tipo de enzima
As preparagoes enzimaticas contendosomente uma enzima sao chamadas de
purasABTCP
Bucw s
Especificidade
aA
iR45b2pn remmeeva
ABTCP
BucInativagaoOIeI5G3p nPmoeeenoi
ou inibigao enzimatica
As enzimas podem ser desnaturadas por diferentesmetodos incluindo
mudanga do pH valores extremos
aumento datemperatura
aquecimento entre 70 e 80C
As enzimas tambem podem ser inibidas poradiyao de sulfito ou dioxido de enxofre
congelamento
ABTCP
anNora Exemplo de inidoenzimdtica
Buc
InibidorEnzima
Enzima enzimatico
Centro 0ativo Inibidor
enzimatico Substrato
AABTCP
03UniIsldlaSnOr
a cawm Paoli
Atividade Enzimdtica
Buc
Expressa em unidades que sao usualmentebaseadas em uma quantidade arbitraria desubstrato transformado em um intervalo de
tempo associado a uma massa determinadade enzima em gramas ou teor denitrogenio da enzima em miligramas
ABTCP
W
Owenue
Buc
AABTCP
Desenvolvimento Buckman
de AplicayoesBoilout
Controle Tratamento
de Continuo de MP
stickies Controle de
e Stickies
Pitcn Auxiliarde
Mod A W 2c rSu t branqueamento
fibras
Modificagaodefibras
Controle
desitckies
Auxiliar de
branqueamento
ABTCP
r
BCanBuc
u amentoAABTCP
Buckman1 Auxiliar de branqueamento
eoPPe
enzimaticoA aplicagao de enzimas coma auxiliares debranqueamento possibilita
reduyao no use de dioxido de cloro
Substituigao completa de dioxido de cloro paroxidantes como
oxigenio
peroxido de hidrogenio
AABTCP
BuckmanAuxiliar de branqueamentoe
BuckmanT R
enzimatico
XILANASES
Famiia
alto peso mo
Familia G
ixo peso mol
r13110
rrII BucIa nae o Auxiliar de branqueamentoaCr11PVe
enzimatico
MecanlSMOS
Permite que a lignina residual fique maisacessivel aos agentes de branqueamento
Evita a redeposigao da xilana
Quebra da ligagao lignina carboidrato
ABTCP
Ia nae o Esquema do mecanismoaCr1PPe
de agdo
Buc
ABTCP
BuckmanAuxiliar de branqueamento
enzimatico
Mecanismo HexA
Liberagao do acido hexenurnico geradodurante o processo Kraft
Consequente reduyao donumero Kappa
AABTCP
BuckmanmanUrweepe Mecanismo de a9do HexAwoa
xylon OH HOH nylon HOH xylon CH HOH nylon JH OH
CH30H OH
Aux hranq enz
CCiH CO2HH COzH
O 0
OH 0 bH 0OH 0
H3CO OOOH OH OH OH
lul 1ZO1 IJ 180
FIGURE 19 Alkaline cleavage of 40methyl glueuronic acid group from xylane From Ref 31
BuckmanPAWMI dadgS u mi
Mecanismo de agdo HexACromatografia de ions hidrolisado enzimatico de celulose
Kraft Hardwood
M
A
a 2000
drcHexA Oligossacarideos
5 21 25
Tempo de reteng5o min
BucncquioxnoilX8SAuxlliar de branqueamentoJIeISGHp
efluente
O use de enzimas como auxiliar de
branqueamento permite
Redugao da carga de compostos organoclorados
Redugao de dioxinas
Menor toxicidade do efluente
AABTCP
Auxiliar de branqueamento BuckmanPontos de aplicagdo
Aux branqueamentoENZIR
AS BuckmanU Ajuste de pH
Pela adigaoAcidos minerais
Pontos de adigaoLavador
Engrossador
Agua de make up
ABTCP
Buckmandaaso Auxiliar de branqueamento
uIISIIFIpe
enzimatico
Parametros Para monitoramento
Kappa
Aqucaresredutores
Redugao de quimicos
Resistencia no papel final
Reduyao do residual de quimicos no efluenteABTCP
Pre branqueamento Buckmancom xilanaseiRISGR rwimennoe
Resultados de avaliayoes em laborat6rio
Foram avaliados dois produtos contendo enzimas diferentes A a B
O melhor resultado foi com o Produto B com 150g ton na temperaturade 1o0Cquanto maior temperatura melhor eficiencia dobranqueamento porem acaba danificando a fibra reduz viscosidade
A continuidade do processo de branqueamento foi realizado com umaamostra em branco a outra com Produto B 1508ton para todos ostipos de celulose ECF
Em todos os tipos decelulose a amostra com enzima foi superior emalvura final a na viscosidade os valores foram maiores que 10 emrelapao ao branco isto e nao danificou tanto a fibra como sem enzimaReduziu a carga final de peroxido na faixa de 30 60
Mesmo com esta redupao de quimico conseguiu melhores resultadosem alvura final a preservou a fibra maior viscosidade final dosandomenos quimico peroxido pois a enzima facilitou a penetrapao dosquimicos
ABTCP
Prebranqueamento Buckmancom xilanase
Aplicagdo industrial
Tipo de fibra Eucalipto
Produgao 130000 tonanoConsistencia 810
Dose 6070gton
pH 8
Tempo de contato 15 2horas
AABTCP
Prebranqueamentocom xi anase
Principais beneficios
Redugao de oxidantesC10 aproximadamente 10
Redugdo de AOX no efluenteAumento da resistencia
Aumento da alvura
Buc
Nao causa danos as fibras
Pode haver redugao do consumo de energiapara refino ABTCP
040IsldadSorial Buc
caoera
F ioAABTCP
Buc
Enzimas e refino
Principais enzimas
celulases
hemicelulases
xilanases
ABTCP
sdaseewON4CEP ceiwweenpei Modelo de agdo dascelulases sobre a celulose
Celu lose
Endo glucanase
FOligomeros
Celobiose
pglucosidase
Buc
AABTCP
aaLL Bucakmananirersl4nee PVWI Caracteristicas
Aumenta a resistencia
Falicita o processo de refmo
1VMelhora drenagem
ABTCP
Buc
Avalia0es em laboratbrio
Condigoes do teste
Concentragao 400gton
pH 50
Tempo de contato 4h
Temperatura 4550CABTCP
BucGrau de refino
ABTCP
niUlZoesJlelbp rwioaeenoi
AABTCP
BuckmanIndice de resistencia
Buckmane R T R
A
tragdo
FotomicrografiasMistura de polpa HW
30 minutos
Buc
60 minutos
ABTCP
W
Owenue
Con
Buckman
ABTCP
BuckmanAQUIMICA DAS RESINASiaoeo smori
U111I
EUCALYPTUS
Componente principaltsteres estearilicos de acidos graxos
Componentes secundariosAcidos graxos triglicerideos acido galico acido elagico
O envelhecimento dos cavacos reduz a quantidade deresina reduzindo o ester de esterol
ABTCP
BucCONTROLE CONVENCIONAL
O
DE PITCH
Sistema menos fechado utilizam mais agua
DispersantesTalco adsorvem as particulas de pitchAluminio Aluminato
Material cationico precipitatnasparticulas de pitch
Polimeros cationicos
Novo Enzimntrole de pitch
ABTCP
Enzimas para o Buckmancontrole de pitch
O
o0
o0
ILIPASEHO
HO0
HO
OH
t OHOH
ABTCP
Mecanismo de apaoBuc
Compostos Compostosmenores menos aderente
ABTCP
Resultado da apao
LIPASE
e
Aumento800x l
Buc
ABTCP
AS Buckmans AMOSTRA DE PITCH
Tratamento convencional Tratamento com enzima
ABTCP
BuckmanCONTROLE DE PITCH COM
Buckmana
ENZIMA E POLIMEROjkl4vcpni
Adicionar o polimero onde as particulas de pitch saomenores
Selecionar os polimeros em laboratorio para encontrara melhor performance
Se aluminio e milizado pode ser necessario aumentara quantidade
Particulas de pitch de menor tamanho apresentamrumor area superficial
ABTCP
Buckman03 ENZIMATIGO
AVALIAQAO EM LABORATORIO
Tratamento Enzimatico
Triglicerideo residual
y0
9LYC GGLa
Dose
e J
4ABTCP
Controle 0125 kgT 025 kgT
POLIIVIERO S11015P0 fdluloxe Popei
Buckman
PARA REDUQAODE ACIDO GRAXO
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Coutrole Alumiuio Polimero D Polimero C
ABTCP
BuckmanUN45CEp POR QUE UTILIZAR
remimeenoei
ENZIMAS
Seguranga e saude dos trabalhadores
Meio ambiente
Pode ser mais efetivo que os tratamentos convencionais
Fornecem efeitos especiais
ABTCP
BucConclusaoONISCEP WwweW
Conhecimento Conhecimento SOLUAOPROELEMA do do DO
Sistema Produto PROBLEMA
Pr sso
SOLUAODO OTIMIZAAO
PROBLENU
ABTCP
4CEPONceiwoxeveeiBuckman
Enzimas aplicadas ao processode produgdo de celulose
Perguntas Comentarios
GRATO PELA ATENCAO
AABTCP
Buckmannl PrincipaismLtlaEe Stlmlel
Referencias bibliograficasBAJPAI P Application ofenzymes in thepulp andpaper industryBiotechnolProg 15 147 57 1999
BOCCHINI DA TAVARESVB GOMESEDa SILVA RApplication ofthermostable xylanasefrom Bacillus sp1 to the bleaching ofEucaliptus kraftpulp IBILCEUNESP 2003
JEFFRIES T W Enzymatic treatments ofpulps opportunifies for theenzyme industry in pulp andpaper manufacture USDAFS Forestproducts laboratory 2001
JONES D R FITZHENRY J W Esterasetype enzymes offer recycledmills an alternative approach to stickier control PulpPaper Magazine2003
ABTCP
niUW4MCEpSeminario
Buc
Enzimas aplicadas ao processo de produgao decelulose
Patrocinador
Buckman Laboratorios Ltda
Local Auditorio da ABTCP Sao Paulo SP
Data 22032005
ABTCP