CORYMBIA E SEUS HÍBRIDOS: UM NOVO HORIZONTE NA QUALIDADE DA MADEIRA PARA USO INDUSTRIAL Eng. Ftal. Francides Gomes, D. Sc Universidade de São Paulo - USP QUALIDADE DA MADEIRA Axioma do Sucesso
CRESCIMENTO x QUALIDADE
TEMPO
2 2 MATÉRIA-PRIMA -PROCESSO -PRODUTO Premissas Básicas
. O produto (em quantidade e qualidade) é função, da matéria-prima e processo de transformação
. A matéria-prima apresenta variabilidade conhecida e controlada . O processo é passível de sofrer alterações
3 3 • Por que C. citriodora para produção de polpa celulósica? • Por que C. toreliana para produção de polpa celulósica?
4 DENSIDADE BÁSICA
• Pârametro de qualidade da madeira • Densidade básica “Ideal” • 0,420g/cm3 • 0,450g/cm3 • 0,470g/cm3
• Densidade básica “elevada “ • não serve para produção de polpa celulósica • Paradigma
5 PROCESSOS MODIFICADOS DE POLPAÇÃO
• Pouco sensíveis à madeiras com “elevada” densidade básica
6 Context CONTEXTO • Custo da madeira representa aproximadamente 50 – 60% do custo da polpa celulósica • As operações silviculturais tem custo baseado em volume de madeira • Transporte é um dos componentes de custo mais relevantes • Custo da terra é um importante componente do custo da madeira
Elevada produtividade silvicultural Baixo custo da Densidade básica alta polpa celulósica
Baixo custo de madeira Baixo consumo específico de madeira
7 E. citriodora x Corymbia citriodora
REINO Plantae
DIVISÃO Magnoliophyta
CLASSE Magnoliopsida
ORDEM SUB-GÊNERO Myrtales Symphyomyrtus
FAMÍLIA SUB-GÊNERO Myrtaceae Corymbia
GÊNERO SUB-GÊNERO Eucalyptus Monocalyptus
8 8 E. citriodora x Corymbia citriodora
REINO Plantae
DIVISÃO Magnoliophyta 1995 CLASSE Magnoliopsida
ORDEM GÊNERO Myrtales Eucalyptus Corymbia citriodora Corymbia maculata FAMÍLIA GÊNERO Corymbia torelliana Myrtaceae Corymbia Corymbia calophylla Corymbia ficifolia - 113 espécies
9 9 2010 – Ensaios Laboratoriais LQCE - USP
– E. grandis x E. urohylla – Corymbia citriodora
10 10 DENSIDADE BÁSICA E APARENTE
Densidade (g/cm3)
Densidade básica Densidade aparente
E. grandis x E. urophylla C. citriodora
11 11 COMPOSIÇÃO QUÍMICA Teor
Holocelulose Lignina total Extrativos totais
69,62 71,71
27,43 22,90
2,95 5,39 E. grandis x E. urophylla C. citriodora
12 12 Microscopia Eletrônica de Varredura E. grandis x E. urophylla
Frequência de vasos típica de madeira de Eucalyptus
Fibras com perfil transversal típico de madeira de Eucalyptus
ESTRUTURA ANATÔMICA TÍPICA DE MADEIRAS DE Eucalyptus DESTINADA À PRODUÇÃO DE POLPA CELULÓSICA
13 13 Microscopia Eletrônica de Varredura Corymbia citriodora
Frequência de vasos relativamente menor que madeiras de Eucalyptus típicas para produção de polpa celulósica
Fibras com elevada fração parede: - High bulk pulp -Densidade elevada → baixo consumo específico
MATÉRIA-PRIMA DIFERENCIADA → SUPERIOR Pode representar diferencial competitivo
14 14 COZIMENTOS Rendimento Depurado
55 54
54 53 53 52 52 51 51 50
Rendimento Rendimento Depurado(%) 50 49 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 Álcali Ativo, base NaOH (%)
E. grandis x E. urohylla C. citriodora
15 15 COZIMENTOS # kappa x Rendimento depurado
55,0
54,0
53,0
52,0
51,0
50,0 Rendimento Rendimento Depurado(%) 49,0 12 14 16 18 20 22 Número Kappa
E. grandis x E. urohylla C. citriodora 16 16 COZIMENTOS Sólidos gerados
1,60
1,50
1,40
1,30
1,20
1,10 Sólidos Gerados (tss/odt) Gerados Sólidos 1,00 12 14 16 18 20 22 24 Número kappa
E. grandis x E. urohylla C. citriodora
17 17 COZIMENTOS Consumo específico de madeira
4,2 4,1 4,0 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5
12 14 16 18 20 22 24 Consumoespecífico da madeira (m³/odt) Álcali Ativo, base NaOH (%)
E. grandis x E. urohylla C. citriodora
18 18 COZIMENTOS MODIFICADOS Resultados
AA AAR RB REJ RD Sól. gerados CEm Amostra [%] [g/L] [%] Kappa tss/odt m³/odt E. grandis x E. urophylla 17,5 10,1 54,9 0,0 54,9 18,5 1,14 3,29
C. citriodora 18,5 7,7 54,7 0,1 54,6 17,7 1,17 2,52
AA: Álcali ativo, base NaOH AAR: Álcali ativo residual, NaOH RB: Rendimento bruto REJ: Rejeitos RD: Rendimento depurado CEm: Consumo Específico da madeira
19 19 ALVURA FINAL 91,0
90,5
90,0 90,0
89,5 89,5
alvura, % % ISO alvura, 89,0
88,5
88,0 E. grandis x E. urophylla C. citriodora
20 BRANQUEAMENTO Consumo de reagentes químicos
30,0 28,0 28,0
25,0
20,0
16,0 16,0
15,0 kg/tas 10,0 10,0 8,5 5,5 4,5 4,5 4,5 5,0
0,0 E. grandis x E. urophylla C. citriodora ClO2 O2 H2O2 NaOH H2SO4
21 DRENABILIDADE
50 45
40 35 30 25 20 15 drenabilidade, oSR drenabilidade, 10 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 revoluções, moinho PFI E. grandis x E. urophylla C. citriodora
22 BULK 2 1,9 1,8
1,7 1,6 1,5
1,4 bulk, cm3/g bulk, 1,3 1,2 1,1 1 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 revoluções, moinho PFI E. grandis x E. urophylla C. citriodora
23 ÍNDICE DE TRAÇÃO
100 90
80 70 60 50 40 30
índice de tração, Nm/g tração, de índice 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 revoluções, moinho PFI
24 ÍNDICE DE RASGO 10
9
8 7 6 5 4 3
2 índice de rasgo, mNm2/g rasgo, de índice 1 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 revoluções, moinho PFI
25 RESISTÊNCIA À PASSAGEM DE AR
50 45 40 35 30 25
s/100mL 20 15 10
resistência à passagem de ar, ar, de passagem à resistência 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 revoluções, moinho PFI E. grandis x E. urophylla C. citriodora
26 NÚMERO DE FIBRAS POR GRAMA 30,0
25,4
25,0
19,7 20,0
15,0
10,0 milhões de fibras/g de milhões
5,0
0,0 E. grandis x E. urophylla C. citriodora
27 HÍBRIDOS C. citriodora x C. torelliana C. citriodora & C. torelliana
Hibridização: cruzamento de diferentes espécies com o objetivo de transferir ao híbrido determinadas características das espécies de origem
C. citriodora
qualidade da C. torelliana madeira HÍBRIDOS
resistência a pragas e ventos melhor índice de enraizamento
C. citriodoraMaterial x C. torellianae Métodos
Espécie Código Idade
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla URG 6 anos
Corymbia citriodora CIT 01 8 anos
Corymbia citriodora CIT 02 18 anos
Corymbia torelliana TOR 15 anos
Corymbia torelliana x Corymbia citriodora T x C 01 7 anos
Corymbia torelliana x Corymbia citriodora T x C 02 7 anos
Corymbia citriodora x Corymbia torelliana C x T 01 7 anos
Corymbia citriodora x Corymbia torelliana C x T 02 7 anos
30 3 0 IMA – c/c m3/ha/ano DENSIDADE BÁSICA g/cm3 DENSIDADE APARENTE g/cm3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA % COMPRIMENTO DE FIBRAS mm LARGURA DE FIBRAS µm FRAÇÃO PAREDE % COZIMENTOS MODIFICADOS Álcali efetivo aplicado, %as NaOH COZIMENTOS MODIFICADOS Rendimento depurado, % BRANQUEAMENTO Cloro ativo total, kg/tsa OO DA Ep D P Alvura final: 89,5±0,5% ISO CONSUMO ESPECÍFICO DE MADEIRA m3/tsa IMACEL tsa/ha/ano DRENABILIDADE BULK ÍNDICE DE TRAÇÃO CONSIDERAÇÕESIntrodução • Madeiras com alta densidade básica para produção de polpa celulósica • Densidade básica elevada não é um fator limitante para processos modificados de polpação • Dificuldades de picagem e impregnação • Características de processo – podem ser alteradas • As madeiras de C. citriodora apresentam desempenho tecnológico promissor para produção de polpa celulósica • Qualidade de madeira • Baixo teor de lignina • Menor consumo específico • Base para programas de melhoramento genético • As fibras de C. citriodora, C. torelliana e híbridos apresentam características interessantes para produção de papéis tissue • Fração parede elevada
46 4 6 CONSIDERAÇÕESIntrodução • A madeira de C. citriodora e seus híbridos apresenta potencial para uso industrial na produção de polpa celulósica • Ampla variabilidade genética • Baixa intensidade de melhoramento genético • Qualidade da madeira • Desempenho silvicultural • Desafios tecnológicos – “Inovação” • Produção de BCKP – “novo produto” - branding • Produto atual – BEKP – bleached eucalyptus kraft pulp • Silvicultura • melhoramento genético, fisiologia, manejo florestal, outros • Processo industrial • Picagem, impregnação, otimização processos de polpação, branqueamento, refino
47 4 7 DESAFOSIntrodução TECNOLÓGICOS • Corymbia e seus híbridos: um novo horizonte na qualidade da madeira pra uso industrial • Reedição da história do Eucalyptus para uso industrial • Ações cooperativas • Em fase pre-competitiva • Novas ferramentas de gestão • Forest & Biomaterials Endowment Fund – FBEF • www.fbef.org.br • Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais - IPEF
48 4 8 OBRIGADO