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