OBTENÇÃO DA PASTA CELULÓSICA E PAPEL

Apresentação em tema: "OBTENÇÃO DA PASTA CELULÓSICA E PAPEL"— Transcrição da apresentação:

1 OBTENÇÃO DA PASTA CELULÓSICA E PAPEL
POLPA E PAPEL OBTENÇÃO DA PASTA CELULÓSICA E PAPEL

2 FIBRAS PARA PAPEL

3 INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL

4 O que é polpação?

5 O que é polpação? Polpação é o processo pelo qual a madeira é reduzida a uma massa fibrosa. Isto significa romper as ligações entre as estruturas da madeira separando as fibras.

6 TIPOS DE POLPAÇÃO Existem duas maneiras de romper as ligações na madeira e liberar as fibras: Mecânicamente e, Quimicamente. Também existem hibridos desses dois métodos: Quimiomecanico, Termomecânico e, Semi-químico.

7 POLPAÇÃO MECÂNICA Utiliza energia mecânica, com pouco ou nenhuma substância química. Dividem-se em dois processos: Desfibramento: toretes de madeira são forçados contra uma pedra em revolução que possue superfície abrasiva. (Processo mecânico convencional). (SGW) Refinação: cavacos de madeira são lançados entre dois discos metálicos de superfícies abrasivas, sendo que um deles em revolução. (Processo Mecânico de Refinador) (RMP)

8 Polpação Mecânica – Pasta Mecânica
Maioria dos constituintes da madeira permanecem; Resulta em alto rendimento – 85 a 95% Papel pouco resistente, é necessário misturar fibras químicas longas; Descolore rapidamente e facilmente; Processo consome muita energia.

9 Produtos de Pasta Mecânica
Papel jornal, Papéis de impressão, Papéis revestidos; Misturas em papéis.

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11 Polpação Química Utiliza produtos químicos e calor para dissolver lignina; A celulose permanece quase intacta, uma fração de polioses permanece na polpa. Principais processos: Kraft ou Sulfato, Soda e, Sulfito.

12 POLPAÇÃO KRAFT

13 POLPAÇÃO KRAFT KRAFT significa forte em alemão,
É a polpa de maior resistência Processo dominante nos EUA, Brasil e no mundo em geral; Flexível, e possui tecnologia eficiente de recuperação dos produtos químicos; Rendimento na faixa de 40 a 50%; Larga faixa de classificação: de branqueada a não branqueada.

14 Produtos de polpa Kraft
Papel cartão, Papel para copiadoras, Papéis para alimentos, Muitos outros tipos, È uma fonte de fibras resistentes.

15 A polpação kraft Produtos químicos utilizados: NaOH e Na2S Operação:
Químicos e cavacos de madeira são carregados em um digestor; Temperaturas se elevam a 170°C, Cozimentos são de 2 a 4 horas, dependendo da quantidade de lignina a ser removida.

16 A polpação kraft Operação:
A polpa e licor negro são expelidos do digestor no final do cozimento; Licor negro consiste de: Químicos utilizados, Lignina dissolvida e, Carbohidratos.

17 Equipamentos Digestores contínuos Digestores por batelada (Batch)

18 Exemplos: Digestor por batelada de aquecimento direto

19 Digestor em batelada

20 Sistema em batelada

21 Exemplo: Sistema Kamir de Vaso digestor simples

22 Sistema contínuo

23 Recuperação química Para cada tonelada de polpa produzida tem-se de 9000 a litros de licor negro. O licor negro contem: Material orgânico – componentes da madeira que foram dissolvidos e, Material inorgânico – químicos do cozimento na forma inativa.

24 Recuperação química Por razões economicas e ambientais, o licor negro precisa ser recuperado – daí o SISTEMA DE RECUPERAÇÃO QUÍMICA. Objetivos: Queimar material orgânico para gerar energia, Converter material inorgânico inativo em material de cozimento ativo.

25 Recuperação química O licor negro é retirado da polpa em sistemas de lavagem de polpa marrom, Este licor negro fraco é engrossado pela retirada de água em sistemas de evaporação; O licor negro resultante chamado de forte é então queimado em caldeira, chamada de caldeira de recuperação.

26 Caldeira de Recuperação
O calor gerado pela incineração do licor negro forte é usado para produzir vapor super aquecido, Este vapor é utilizado na polpação (cozimento) e na fabricação do papel e ainda para produzir energia elétrica.

27 Fluxograma simplificado do Processo Kraft

28 BRANQUEAMENTO

29 O QUE É BRANQUEAMENTO? Branqueamento é o processo químico aplicado as polpas celulósicas para aumentar suas alvuras. A celulose e as polioses não contribuem na coloração das polpas pois são naturalmente brancas, A lignina, sujeira, feixes de fibras, rejeitos, contribuem na cor escura.

30 Objetivos do branqueamento
Atacar e remover a lignina residual, Atacar e destruir moléculas causadoras da cor escura, Atacar e remover/descolorir sujeiras e feixes de fibras, Aumentar a alvura da polpa e também promover sua limpeza.

31 Mensurar a alvura A Alvura é medida por incidir luz sobre uma folha e medir quanto dessa luz incidente é refletida – Unidade %.

32 Alvura do papel TIPO DE PAPEL ALVURA %ISO Impressão/cópia 80-90
Jornal Embalagem (sacos)

33 Como a polpa é branqueada?
Os alvejantes mais comuns são oxidantes, Na maioria dos casos esses oxidantes são fortemente eletrolíticos, roubam elétrons da lignina e de outras moléculas, quebrando as ligações existentes.

34 Principais químicos branqueadores nas diferentes etapas:
Cloração C - Cl2 Extração E - NaOH Hipocloração H - NaClO Dióxido de Cloro D - ClO2 Oxigênio O - O2 e NaOH Peróxido de Hidrog- P - H2O2

35 Sequências típicas do branqueamento
Kraft (CD)(EO)DED – comuns até 1995 D(EOP)DED – requeridas por legislação OD(EOP)D – requeridas por legislação Mecânicas P PY (Y = Hidrosulfito)

36 Exemplo: estágios do branqueamento

37 Esquema do processo de branqueamento

38 Esquema do processo de branqueamento

39 Esquema do processo de branqueamento

40 Esquema do processo de branqueamento

41 Esquema do processo de branqueamento

42 Torres de branqueamento

43 Impactos ambientais do branqueamento
Efluentes de qualquer tipo de sequência que usa cloro não pode ser queimado na caldeira de recuperação, causam corrosão e explosões. Efluentes precisam ser tratados e despejados no ambiente, afetam a vida aquática.

44 O branqueamento sem cloro
Mudança para sequências que usam apenas oxigênio como base, ex. ozônio, peróxido, etc. Permitem que o efluente possa ser encaminhado para a Caldeira de recuperação, Podem promover o circuito fechado de produção: sem a necessidade de água fresca, sem efluentes para fora do sistema.

45 Papel

46 FORMAÇÃO DO PAPEL

47 Formação do papel

48 Formação do papel

49 Formação do papel

50 Cinética da reação química.
Polpação Kraft Ciência Fundamental, Conceito da polpação, Cinética da reação química.

51 Balanço de massa – processo Kraft
Madeira – Pinus spp Polpa Sulfat (Kraft) Licor branco

52 No processo kraft os carboidratos são atacados a uma temperatura relativamente baixa, o que ocasiona eliminação dos grupos acetila antes que se alcance a temperatura máxima de cozimento. A reatividade dos polissacarideos varia dependendo de suas acessibilidade e de sua estrutura, por exemplo, devido a que a celulose é de natureza cristalina e tem um alto grau de polimerização, sofrem menos perdas que as hemiceluloses.

53 O que é Cinética? Cinética é a razão na qual a reação química ocorre,
Pode ser descrita por uma equação, que é útil no dimensionamento do equipamento para o processo químico, Pesquisadores tentam obter dados que poderão resolver a razão cinética por equação.

54 Razão cinética Usualmente, a razão ou a velocidade de uma reação é afetada por dois fatores: Concentração dos reagentes; Temperatura da reação. A velocidade da reação deve portanto levar estes aspectos em consideração.

55 Exemplo de uma reação simples de dois componentes
A + B C