Influência da Geometria do Cavaco na Polpação Kraft

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1 Influência da Geometria do Cavaco na Polpação Kraft

2 Introdução O setor de celulose e papel é um dos setores que mais cresce no Brasil e no mundo: O Brasil é o maior produtor de celulose de fibra curta, 4º maior produtor de celulose 12º maior produtor de papel no mundo. O crescimento médio anual da produção de celulose no Brasil está em torno de 7,5% e de papel 5,8% (Bracelpa, 2008).

3 Introdução Crescente demanda por celulose: Produtores de Celulose procurem mais: Tirar o máximo proveito da matéria-prima disponível Aperfeiçoar seus processos produtivos, Reduzir perdas. Fatores que estão estreitamente ligados à lucratividade, devido à redução de perdas.

4 Objetivos O estudo experimental proposto neste trabalho visa o aproveitamento de madeira e cavacos rejeitados, para a produção de papel, buscando uma utilização mais nobre dessa matéria-prima, normalmente utilizada como biomassa para produção de energia. Para tanto foram realizados ensaios com quatro matérias primas de Pinus taeda:

5 Descrição das Amostras Cavacos A: Cavacos com geometria e tamanho regular, porém com restos de casca de madeira presente;

6 Descrição das Amostras Cavacos B: Cavacos obtidos a partir de resíduos de laminas de madeira (laminadoras), com espessura de aproximadamente 2,1 mm

7 Descrição das Amostras Cavacos C: Cavacos oversize, que foram rejeitados pela peneira classificatória, possuem geometria e tamanho irregular;

8 Descrição das Amostras Cavacos D: Cavacos selecionados, com geometria e tamanho padrão; classificados manualmente, comprimento de 1,2 a 1,9 cm, espessura.

9 Processos de Obtenção de fibras Produtos Químicos Mecânico Mecanoquímico Semiquímico Químico Consumo de energia

10 Processos de Obtenção de fibras Processo Químico Sulfato (Kraft) é o mais utilizado. NaOH Sulfeto de Sódio. Age principalmente sobre a lignina da lamela média e hemicelulose. Versatilidade Softwood, Hardwood, resíduos agrícolas,etc... Facilidade de recuperação dos produtos químicos.

11 Processos de Obtenção de fibras Principais parâmetros de controle de cozimento: Carga alcalina Tempo Temperatura

12 Processos de Obtenção de fibras Principais fatores que influenciam o rendimento e a qualidade final: Condições do processo Álcali Sulfidez Temperatura de Cozimento Matéria-prima Espécie, Idade, Características químicas

13 Materiais e Métodos Em 11/05/2009 foram coletadas as amostras de cavacos. O armazenamento, bem como todos os ensaios relativos a produção de celulose e preparo do licor de cozimento foram realizados nos laboratórios do SENAI de Telêmaco Borba; As amostras foram devidamente homogeneizadas e submetidas a ensaios de determinação de umidade, conforme a norma ABNT-NBR

14 Materiais e Métodos Para a realização deste trabalho foi preparado licor branco de cozimento Kraft : 106g/L de álcali ativo e 15% de sulfidez. Para os cálculos de cozimentos, foram utilizados os resultados das determinações da umidade e das concentrações do licor branco, e então calculado as quantidades de cada tipo de cavaco para cada cozimento, bem como o volume total de líquido no digestor.

15 Materiais e Métodos Os cozimentos foram realizados em digestor rotativo laboratorial REGMED, modelo AU/E-20;

16 Materiais e Métodos A polpa foi descarregada do digestor para peneiras com tela de 200 mesh, Em seguida, a polpa foi lavada com água corrente, Desagregada por 10 minutos; A polpa foi então depurada em depurador flat screen ALLIS-CHALMERS, com ranhura 0,25mm.

17 Materiais e Métodos Fórmula para determinar o Teor de Rejeitos: Β = a b 100 Onde: a: Massa seca total de cavacos que entrou no digestor. b: Massa seca de polpa retida no depurador. B: Teor de Rejeito em percentual

18 Materiais e Métodos Desta polpa depurada foram tomadas amostras em triplicata para cálculo de rendimento depurado segundo a fórmula: ηd = a c 100 Onde: a: Massa seca total de cavacos que entrou no digestor. c: Massa seca de polpa que passou pelo depurador. ηd: Rendimento depurado em percentual.

19 Materiais e Métodos Para o cálculo do rendimento bruto foram somados os rendimentos bruto e depurado, conforme mostrado na fórmula: Onde: ηb = ηd + Β ηd: Rendimento depurado em percentual. B: Teor de rejeito em percentual. ηb: Rendimento bruto em percentual.

20 Materiais e Métodos O grau de deslignificação das polpas produzidas foi avaliado pelo número Kappa, determinados de acordo com a Norma ABNT NBR ISO 302: 2005.

21 Materiais e Métodos Dados do cozimento: Variável Cozimentos Unidade Madeira Pinus Álcali Total Titulável 114,2 g/l c/na2o Álcali Ativo 106,79 g/l c/na2o Álcali Efetivo 98,76 g/l c/na2o Carga Alcalina 19 % Sulfidez 15,03 %/AA Fator H 1200 Fator de Diluição 4:1 Temperatura 170 ºC Aditivo Antraquinona 0,07 %

22 Resultados Os resultados obtidos estão dispostos na tabela a seguir: Amostra Rendimento Bruto (%) Rendimento Depurado (%) Rejeito (%) Kappa AR 44,33 43,56 0,76 32,13 BL 43,41 43,12 0,28 33,39 CO 44,47 42,86 1,61 33,81 DP 47,60 47,56 0,03 27,11

23 Resultados Rendimento ,3343,56 43,41 43,12 44,47 42,86 47,6 47,56 40 Porcentagem Rendimento Bruto (%) Rendimento Depurado (%) Rejeito (%) ,76 0,28 1,61 0,03 A B C D Amostra

24 Rendimento Observa-se que, os resultados de rendimentos obtidos com o cavaco D foram os melhores, bem como o teor de rejeitos foi o menor; O rendimento bruto das polpas a partir de cavacos diferentes do padrão foi semelhante, com leve vantagem para o cavaco C Oversize ; Para o cavaco B, resíduos de lâminas, o teor de rejeitos apresentado foi bastante reduzido, pois possui espessura regular, o que favoreceu ao cozimento.

25 Resultados NÚMERO KAPPA ,81 33,39 32,13 KAPPA ,11 A B C D AMOSTRAS

26 Número Kappa A Polpa D, produzida a partir de cavacos-padrão resultou num número Kappa seis (6) pontos inferior. Para as mesmas condições de cozimento, quanto maior o número Kappa, maior o rendimento. Isto não ocorreu nas amostras avaliadas, devido à diferença na geometria dos cavacos.

27 Conclusão O cavaco A (resíduos florestais): Resultados semelhantes aos demais cavacos avaliados, É necessário um estudo mais aprofundado para: verificação da viabilidade econômica Aplicação desta matéria prima Efeitos da casca e areia presente nesta amostra Consumo de insumos Danos a equipamentos

28 Conclusão Cavaco B (resíduos de laminadoras): Rendimento bruto de 43,41%, sendo este rendimento 4% inferior ao cavaco padrão. Baixo teor de rejeitos, cerca de 0,28%. O cavaco C ( oversize ) Teve o melhor rendimento bruto após padrão, porém foi o que produziu maior teor de rejeitos que os demais cavacos analisados.

29 Conclusão Cavaco padrão D (padrão): Melhores valores de rendimento, deslignificação e menor teor de rejeitos.

30 Conclusão Boa alternativa em termos de rendimentos obtidos, se comparados ao cavaco com geometria padrão (cavaco D), além de se tratarem de materiais inevitavelmente gerados. Este estudo demonstra que há viabilidade técnica para o uso destes resíduos madeireiros. Recomenda-se estudos futuros para avaliar impactos sobre qualidade do papel obtido.

31 Referencias Bibliográficas -Celulose e Papel Tecnologia de fabricação da pasta celulósica Volume I, 1ª Edição 1981, Publicação IPT 1193, 405p. -SMOOK, G. A. - Handbook for Pulp and Paper Technologists. Tappi Press. Atlanta, p. -MACDONALD, R.G & FRANKLIN, J.N. The pulping of wood. 2ª ed. McGrawHill, New York, p. - NETO A. O. Qualidade de Cavacos de Eucalipto para Obtenção de Celulose Kraft, retirado do site: - no dia 22/01/2010 às 10:00 horas. - ANDRADE, A. S - Qualidade Da Madeira, Celulose E Papel Em Pinus Taeda L.: Influência Da Idade E Classe De Produtividade 2006, retirado do site: em 20/05/2010 às 15:00 horas. - BIERMANN, C.J., Handbook of Pulping and Papermaking. San Diego. Academic Press. ed.2, 754p DUEÑAS, R.S. Obtención de pulpas y propriedades de las fibras para papel. Guadalajara. Universidad de Guadalajara. ed.1, 293p

32 Referencias Bibliográficas - HUNTER, D. Papermaking, 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 systems: quality and testing, environmental corrosion, eletrical. Atlanta. TAPPI. ed.3, vol.9, 430p KLINE, J.E. Paper and paperboard, manufecturing and converting fundamentals. San Francisco. ed.2, 245p KLOCK, U. Qualidade da madeira juvenil de Pinus maximinoi H. E. Morre. Curitiba p. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Paraná. - MIMMS, A. Kraft pulping, a compilation of notes. Atlanta. TAPPI PRESS. ed.2, 181p WENGER, K.F. Forestry handbook. Wiley-IEEE. ed.2, 1360p BRACELPA retirado do site em 21/05/10 às 11:00 horas