APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS DE LAMINADORAS E DE CAVACOS OVERSIZE PARA POLPAÇÃO KRAFT

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1 APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS DE LAMINADORAS E DE CAVACOS OVERSIZE PARA POLPAÇÃO KRAFT Autores: Rosiéli L. de F. Goes SENAI- Telêaco Borba, Telêaco Borba, Paraná, Brasil Charles A. Goes- FATEB Faculdade de Telêaco Borba, Telêaco Borba, Paraná, Brasil Geraldo de Aguiar Coelho- SENAI, - Telêaco Borba, Paraná, Brasil Rubiane G. Marques- FATEB Faculdade de Telêaco Borba, Telêaco Borba, Paraná, Brasil RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de aproveitaento de cavacos de Pinus taeda provenientes de resíduos de lainadoras e rejeitos de peneiras classificatórias (Oversize) na polpação Kraft, coparando-os ao cavaco co geoetria e taanho padrão, utilizados atualente na indústria de celulose. Os parâetros avaliados fora: rendiento bruto, rendiento depurado, teor de rejeitos e núero Kappa. As aostras obtidas na região de Telêaco Borba fora subetidas ao coziento Kraft, e digestor tipo batelada. A relação de licor/adeira foi de 4:1, co aplicação de carga alcalina de 19%, sulfidez de 15%, fator H de 1200 e aditivo de coziento antraquinona a 0,07%, todos co base e adeira seca. O cavaco padrão apresentou elhores resultados, seguido do cavaco de resíduos de lainadoras. Isso se deve principalente à espessura regular do cavaco, que perite difusão ais unifore do licor e seu interior. Já o cavaco de rejeitos de peneiras foi o que apresentou os piores resultados, devido à irregularidade de espessura e geoetria, o que fez resultar e aior quantidade de rejeitos. Palavras Chave: Geoetria de cavacos; Kraft; Resíduos de Lainadoras; Cavacos Oversize. ABSTRACT The goal of this study was to evaluate the possibility of using chips fro Pinus taeda lainating wastes and tailings sieve qualifiers (Oversize) in Kraft pulping, coparing the to the chip geoetry and size standard, currently used in industry cellulose. The paraeters evaluated were: gross yield, screened yield, content of tailings and Kappa nuber. The saples obtained in the region of Telêaco Borba were processed through batch Kraft cooking. The ratio of liquor / wood was 4:1, with application of alkali charge 19%, sulfidity of 15%, H factor 1200 and anthraquinone cooking additive at 0.07%, all related on dry basis. Standard chip showed the best results followed by the chip lainator waste. This is due ainly to the thickness of regular chip, which allows unifor liquor diffusion. Screen reject chip showed the worst results, due to irregularity of thickness and geoetry, deanding a larger quantity of rejects. Keywords: Geoetry of wood chips, Kraft, Waste Rolling; Oversize chips. 1

2 INTRODUÇÃO A busca por u elhor aproveitaento da atéria-pria produzida e ua floresta deve ser considerada de extrea iportância pelas epresas, principalente devido ao fato de que esse fator está estreitaente ligado a lucratividade, devido à redução de perdas, alé de ser ua iportante questão abiental. Este trabalho te coo objetivo, verificar a possibilidade de aproveitaento de cavacos de Pinus taeda provenientes de resíduos de lainadoras e rejeitos de peneiras classificatórias (Oversize) na polpação Kraft. Para tanto fora realizados cozientos Kraft de três tipos de cavacos de Pinus taeda, onde foi verificado o rendiento bruto, rendiento depurado, o teor de rejeitos de cada aostra. Tabé foi realizado ensaio de núero Kappa para avaliar o grau de deslignificação da polpa. MATERIAIS E MÉTODOS As aostras utilizadas nesse trabalho são cavacos de Pinus taeda, fornecidos por epresas da região de Telêaco Borba, Paraná. O licor branco de coziento utilizado foi preparado e laboratório. Descrição das aostras: - Cavaco A: Cavacos obtidos a partir de lainas de adeira, de co espessura de 2,1, co geoetria irregular; - Cavaco B: Cavacos oversize que fora rejeitados pela peneira classificatória, possue angulação, geoetria e taanho irregular; - Cavaco C: Cavacos selecionados, co geoetria e angulação padrão; 1 Figura 1: Cavaco A Figura 2: Cavaco B Figura 3: Cavaco C As aostras fora revolvidas, para hoogeneização, e então foi deterinada a uidade de cada aostra, por peso constante, e estufa a 105ºC±3ºC, para posterior cálculo de coziento segundo a nora ABNT-NBR (1997). Para a realização deste trabalho foi preparado licor branco de coziento Kraft, e laboratório, nas concentrações fabris usuais: 106g/L de álcali ativo e 15% de sulfidez. Todos os ensaios e preparativos relacionados à produção de celulose fora realizados nos laboratórios do SENAI-Telêaco Borba. Para os cálculos de cozientos, fora utilizados os resultados das deterinações da uidade e das 1 Os resíduos de lainadoras são refiles dos coponentes das placas de copensados, estes chega à soa de 30% da adeira que entra no processo, confore Miguel Ceci, 2010 (Gerente de Produção na Epresa Guairanga, situada e Telêaco Borba, co consuo de adeira aproxiado a 1000 toneladas/dia de toras). 2

3 concentrações do licor branco, e então calculado as quantidades de cada tipo de cavaco para cada coziento, be coo o volue total de líquido no digestor. Os cozientos fora realizados e digestor rotativo laboratorial REGMED, e aço inoxidável, odelo AU/E-20, co aqueciento elétrico indireto, equipado co quatro câaras independentes. A capacidade de cada câara é de 2 litros. O controle de teperatura é anual, sendo toadas as teperaturas e intervalos de 2 inutos. Para este trabalho, fora deterinados os fatores H alvo de 1200 para cozientos co licor Sulfato (Kraft). Para aior confiabilidade dos resultados, os cozientos fora realizados e triplicata. RENDIMENTO EM CELULOSE Após cada coziento, a polpa produzida foi descarregada do digestor para peneiras co tela de 200 esh, para retenção do aterial fibroso. E seguida, a polpa foi lavada co água corrente, para reoção do licor residual e posteriorente desagregada por 10 inutos e desagregador REGMED DSG 2000 segundo a nora ABNT-NBR (1998). A polpa foi então depurada e depurador flat screen ALLIS-CHALMERS, co ranhura 0,25. O rejeito sobre o depurador foi secado e estufa a 105±3ºC até peso constante para a deterinação do teor rejeito, segundo a fórula da figura 5. Fórula 1 Fórula do Cálculo do Teor de Rejeitos R r c 100 Onde: c : Massa seca total de cavaco que entrou no digestor. r : Massa seca retida no depurador. R: Teor de Rejeito e percentual. O aterial que passou pela placa co ranhuras de 0,25 do depurador e foi coletado e peneira co tela de 200 esh de abertura foi denoinado de polpa depurada. Desta polpa depurada fora toadas aostras e triplicata para cálculo de rendiento depurado segundo a fórula da figura 06. Fórula 2 Fórula do Cálculo de Rendiento Depurado Onde: RD s c 100 c : Massa seca total de cavacos que entrou no digestor. s : Massa seca de polpa que passou pelo depurador. RD: Rendiento depurado e percentual. 3

4 Para o cálculo do rendiento bruto foi soado o rendiento bruto e depurado. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO KAPPA O grau de deslignificação das polpas produzidas foi avaliado pelo núero Kappa, deterinados de acordo co a Nora ABNT NBR ISO 302: Quadro 02: Dados do coziento Variável Cozientos Unidade Madeira Pinus Álcali Total Titulável 114,2 g/l c/na 2 O Álcali Ativo 106,79 g/l c/na 2 O Álcali Efetivo 98,76 g/l c/na 2 O Carga Alcalina 19 % Sulfidez 15,03 %/AA Fator H 1200 Fator de Diluição 4:1 Teperatura 170 ºC Aditivo Antraquinona 0,07 % A classificação do cavaco padrão foi feita anualente, por copriento entre 1,2 e 1,9 c. RESULTADOS Os resultados obtidos estão descritos na tabela 01. Tabela 01 - Resultados Rendiento Bruto (%), Rendiento Depurado (%),Rejeito (%) e Kappa Aostra Rendiento Bruto (%) Rendiento Depurado (%) Rejeito (%) Kappa A 43,41 43,12 0,28 33,39 B 44,47 42,86 1,61 33,81 C 47,60 47,56 0,03 27,11 4

5 KAPPA Porcentage Gráfico 01 Resultados do Rendiento Bruto, Rendiento Depurado e Teor de Rejeitos Rendiento ,41 44,47 43,12 42,86 47,6 47, Rendiento Bruto (%) Rendiento Depurado (%) Rejeito (%) ,28 1,61 A B C Aostra 0,03 Observa-se que o rendiento bruto e depurado da polpa C (cavacos-padrão) foi o aior dentre as polpas obtidas, be coo o teor de rejeitos foi o enor; O rendiento bruto das polpas a partir de cavacos diferentes do padrão foi seelhante, co leve vantage para o cavaco B, Oversize. Isso pode ser explicado pela aior irregularidade geoétrica que dificulta a penetração do licor. A penetração do licor ocorre por difusão, principalente pelas paredes do cavaco, e não e direção ao copriento das fibras. Isso levou à foração de palitos e feixes de fibras (coo deonstra o teor de rejeitos ais elevado). Logo, quanto enor a espessura do cavaco, elhor para a polpação quíica. Por isso, para o cavaco A, resíduos de lâinas, o teor de rejeitos apresentado foi bastante reduzido, pois possui espessura regular, o que favoreceu ao coziento. Fazendo u estudo sobre a teperatura de coziento ou variando-se o teor de álcali, é possível elhorar o rendiento bruto, e conseqüente rendiento depurado. Gráfico 02 Resultados do Núero Kappa NÚMERO KAPPA ,13 33,39 27,11 A B C AMOSTRAS 5

6 Confore literatura, polpa co eso fator H apresenta grau de deslignificação seelhante. Os cozientos realizados neste trabalho fora feitos co fator H fixo (1200) e co diferentes aostras de cavacos de Pinus taeda co variações e suas diensões. O núero Kappa é o principal ensaio utilizado pelas fábricas de celulose e te por finalidade avaliar o grau de deslignificação da polpa. Quanto aior o núero Kappa aior teor de lignina residual e, portanto enor grau de deslignificação. Os núeros Kappas das polpas produzidas co cavacos diferentes do padrão ficara bastante próxios. A Polpa C, produzida a partir de cavacos-padrão resultou nu núero Kappa seis (6) pontos inferior. A aior deslignificação é resultado da uniforidade dos cavacos que possibilitou ua elhor ipregnação co o licor, resultando e u coziento ais unifore co enor teor de rejeito e aiores rendientos, indicando ua enor solubilização da adeira. Para as esas condições de coziento, quanto aior o núero Kappa, aior o rendiento. Isto não ocorreu nas aostras avaliadas, devido à diferença na geoetria dos cavacos. CONCLUSÃO Para as condições de polpação escolhidas, o cavaco padrão C, resultou nos elhores valores de rendiento e de deslignificação, isto era esperado devido à espessura ais regular. O cavaco padrão resultou e enor teor de rejeitos, quando coparados co os deais. Na indústria adeireira (entenda-se nas lainadoras) gera-se diariaente cerca de 30% de resíduos na produção total. Atualente, eles são utilizados coo cobustível para geração de energia. Entretanto os resultados ostrara que é viável a produção de polpa a partir destes resíduos (cavaco A), pois esses ateriais gerara u rendiento bruto de 43,41%, sendo este rendiento 4% inferior ao cavaco padrão (cavaco C). Outro ponto iportante foi o baixo teor de rejeitos, cerca de 0,28%. O cavaco oversize teve o elhor rendiento bruto, poré foi o que produziu aior teor de rejeitos que os deais cavacos analisados. Os resultados obtidos experientalente ostra que, a aplicação de cavacos provenientes de indústrias adeireiras (resíduos de lainação) e oversizes ostra-se coo ua boa alternativa e teros de aproveitaento. Visto que os rendientos obtidos fora satisfatórios se coparados ao cavaco co geoetria padrão (cavaco C), alé de se tratare de ateriais que inevitavelente serão gerados. Este estudo deonstrou que há viabilidade econôica e técnica para o uso destes resíduos. Assi, observa-se que este contribuiu coo ua alternativa para iniizar os ipactos abientais causados pelos resíduos. Ressalta-se que para estudos futuros, seja realizado u estudo dos ipactos sobre qualidade do papel obtido. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, A. S - Qualidade Da Madeira, Celulose E Papel E Pinus Taeda L.: Influência Da Idade E Classe De Produtividade 2006, retirado do site: e 20/05/2010 às 15:00 horas. BIERMANN, C.J., Handbook of Pulping and Paperaking. San Diego. Acadeic Press. ed.2, 754p BRACELPA Estatísticas BRACELPA Relatório Anual 2008/2009 retirado do site: retirado e 28/05/2010 às 11:20 horas. 6

7 Celulose e Papel Tecnologia de fabricação da pasta celulósica Volue I, 1ª Edição 1981, Publicação IPT 1193, 405p. DUEÑAS, R.S. Obtención de pulpas y propriedades de las fibras para papel. Guadalajara. Universidad de Guadalajara. ed.1, 293p HUNTER, D. Paperaking, The history and technique of an ancient kraft. Courier Dove Publications. 672p IPT. Celulose e Papel. São Paulo. Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. v.1, ed.2, KOCUREK, M.J. Mill control and control systes: quality and testing, environental corrosion, eletrical. Atlanta. TAPPI. ed.3, vol.9, 430p KLINE, J.E. Paper and paperboard, anufecturing and converting fundaentals. San Francisco. ed.2, 245p KLOCK, U. Qualidade da adeira juvenil de Pinus axiinoi H. E. Morre. Curitiba p. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Paraná. MIMMS, A. Kraft pulping, a copilation of notes. Atlanta. TAPPI PRESS. ed.2, 181p MACDONALD,R.G & FRANKLIN,J.N. The pulping of wood. 2ª ed. McGrawHill, New York, p. SMOOK, G. A. - Handbook for Pulp and Paper Technologists. Tappi Press. Atlanta, p. WENGER, K.F. Forestry handbook. Wiley-IEEE. ed.2, 1360p