Plano Diretor de Automação

Salvador2008

Jair BarrosoJanailson Oliveira

Nilson NeryValdelino Magalhães

Profº orientador: Herman Augusto

1. Objetivo

Desenvolver um Plano Diretor para Manufatura Integrada junto à empresa Bahia Pulp S.A., visando dar ao seu sistema de manufatura condições de torná-la um competidor classe mundial em horizonte de médio prazo.

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2. A empresa

A Bahia Pulp é produtora de celulose kraft (branqueada) solúvel de alta qualidade. Aliando tecnologia ao respeito pelo meio ambiente e pela vida humana, a Bahia Pulp fabrica a Solucell®, celulose especial, de alto grau de pureza, qualidade e reatividade, e é utilizada como matéria-prima de diversos produtos. A empresa é capaz de atender a demandas complexas e específicas de clientes em qualquer lugar do mundo.

A fábrica, que utiliza o eucalipto como matéria-prima, a partir de plantios próprios, é dotada de uma atualizada tecnologia de controle informatizado de processo. Aliando-se modernidade a uma equipe de profissionais especializados, a Bahia Pulp garante um produto capaz de enfrentar os desafios da alta competitividade, atendendo às necessidades específicas do exigente mercado de aplicação da celulose solúvel.

Atualmente, a empresa conta com capacidade produtiva anual de 115 mil toneladas de celulose solúvel, e está realizando estudos de viabilidade para a triplicação desta produção.

2.1. Localização da fábrica

Situada em Camaçari, a 50 km de Salvador, capital da Bahia, Brasil, a Bahia Pulp faz parte de um moderno centro industrial que abriga o maior complexo petroquímico integrado da América Latina e um dos maiores do mundo. Sua localização privilegiada garante a proximidade com suas fazendas plantadas, a 100 km de distância, em média.

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Cavacos de Eucalipto e produto final

Produto final

Produto final – Em Bobinas Produto final – Em Fardos

Madeira retirada de plantio próprio

3. Missão

A empresa busca adotar as melhores práticas relacionadas a qualidade, meio ambiente, saúde e segurança, considerando as necessidades dos nossos clientes, acionistas, colaboradores, fornecedores e da sociedade.

As ações da empresa são orientadas para:

Conscientizar e capacitar nossos colaboradores;

Promover um ambiente de trabalho seguro e saudável;

Cumprir as exigências contratuais, a legislação ambiental, de saúde e segurança, além de outros requisitos aplicáveis aos processos e produtos;

Gerenciar os processos e seus respectivos aspectos e impactos ambientais, principalmente aqueles relacionados a geração de resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões atmosféricas, com foco na prevenção da poluição;

Compartilhar com a sociedade o desenvolvimento de programas de conservação e manejo sustentável dos recursos naturais;

Fortalecer os processos internos e externos de comunicação.

4. Objetivo

Ser o produtor de celulose solúvel líder de mercado, com as melhores práticas gerenciais e com o produto de maior valor agregado do mundo.

O fornecedor preferido pelos clientes mundiais de celulose solúvel, e o empregador preferido por todos os seus empregados.

5. O produto

Celulose Solucell®, uma celulose especial. Industrialmente, a celulose é extraída da madeira de árvores como o pinho, o eucalipto ou de plantas herbáceas com grande quantidade de celulose no talo. Conforme o tipo de árvore se obtém a celulose de fibra curta ou de fibra longa. Esta característica torna a folha de celulose resultante mais absorvente ou mais resistente. Como exemplos de sua aplicação temos a fabricação de tecidos de toque suave, arejados e fáceis de lavar, como o lyocell e a viscose, a produção de carboximetil-celulose (CMC) e de celulose microcristalina (MCC - Microcrystalline Cellulose), aplicadas na indústria de alimentos, cosméticos e farmacêuticos, o desenvolvimento de acetato de celulose, utilizado em produtos finais como óculos, filmes, filtros de cigarro e cabos transparentes de baixa condutividade para ferramentas. A partir da Solucell® também é produzida a nitrocelulose, utilizada na fabricação de tintas industriais e explosivos.

Forte e de boa aparência, a Solucell® também é utilizada para obter uma grande variedade de filamentos têxteis para confecção de tecidos e linhas de costura e bordado.

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6. Sugestão do Plano Diretor de Automação

Com a expansão da fábrica Bahia Pulp, houve a necessidade da inclusão do “estágio CCE”

(Cold Caustic Extration) no processo juntamente com a ampliação da unidade fabril.

Na realidade o projeto contempla uma nova fábrica no mesmo site, além de novas áreas para a

geração dos recursos necessários e integração com a fabricação de um novo produto.

A idéia aqui é mencionar e descrever a integração desta inclusão ao processo como indicador

substancial ao produto final de valor agregado.

6.1. CCE (Extração Alcalina à frio)

É um estágio conduzido para elevar o grau de pureza em alfa celulose, através da remoção de hemiceluloses (pentosanas); por imersão da polpa em um banho de alcali (~85 g/l) com temperatura baixa (~25 C)

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Planta piloto - CCE

7. ANÁLISE COMPETITIVA X SAÍDAS DA MANUFATURA :

Os Bloco 2 e 4 representam o Layout e o fluxo de materiais, respectivamente.

Na BAHIA PULP é adotado o sistema CONTÍNUO de produção e em algumas áreas o produto é feito em BATELADA

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8. ALAVANCAS DA MANUFATURA X NÍVEL DE CAPABILIDADE:

9. ASPECTOS CRÍTICOS

A meta é obter, através do estágio CCE, uma polpa solúvel com alto conteúdo de alfa-celulose, > 97,5 %, preservando a viscosidade > 650. Para isto, a temperatura no estágio deve estar baixa, de 15 a 30 °C, com tempo de retenção superior a 5 min, e a concentração de Álcali de 75 a 90 g/l.

10. Os limites críticos de processo

- Temperatura acima 35°C

- Concentração de álcali maior que 90 g/l EA como NaOH (hidróxido de sódio), e a sulfididade entre 20 e 25%, desde que não afete o montante de NaOH no licor branco.

- Para prevenir a ultrapassagem dos limites críticos no processo, a temperatura e o perfil de álcali devem ser controlados cuidadosamente.

- O licor branco deve ser resfriado e pré-diluído, assim não há chance da fibra entrar em contato com uma temperatura elevada e uma concentração de álcali superior a 90 g/l.

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A mistura do licor diluído com a polpa deve ser eficiente para ter uma concentração de álcali uniforme durante o CCE.

11. Polpa solúvel

Polpa solúvel é um produto diferenciado de polpa para papel. Embora ambos partam da mesma matéria prima e se utilizem de etapas de processo muito semelhantes, em grande parte das instalações de obtenção, eles, ao final, são de características distintas para aplicações completamente diferentes.

Quando produzimos polpa para papel nosso foco é a fibra (célula vegetal) que deve preservar toda a massa que puder desde que atingida a alvura e a resistência especificadas para a sua aplicação. Estamos partindo de uma estrutura organizada da natureza (uma árvore) e vamos desorganizá-la, liberando as suas fibras, tratando-as adequadamente, para depois reorganizá-las como uma folha de papel. Podemos fazer isso mecânica ou quimicamente, a aplicação é que vai determinar o processo.

Quando produzimos polpa solúvel nosso foco é a substância química celulose, mais precisamente a alfa-celulose, predominantemente presente na parede da fibra. Os nossos clientes irão solubilizar as fibras através de reações químicas, com a alfa-celulose, que permitirão a obtenção de outros produtos químicos. Xantatos, acetatos, nitratos, eters, são alguns dos derivados obtidos da alfa-celulose.

12. Tecnologia CCE na Bahia Pulp

12.1. História

O projeto de expansão iniciou-se com um estudo sobre a possibilidade de ampliar o site da Bahia Pulp, tentando identificar qual tipo de processo que poderia ser utilizado para obter um novo produto de maior valor agregado, aumentando o grau de pureza em alfa-celulose e alcançando o grau de polpa solúvel para acetato. A idéia era melhorar o resultado da companhia através do lançamento desse novo produto. A Empresa teria que penetrar em um mercado difícil, com um produto especial com alto nível de exigência em qualidade.

Essa etapa é o estágio CCE, que trata a polpa com alta concentração de alcali a frio. O álcali frio rapidamente extrai uma parte substancial do restante das hemiceluloses e pentosanas sem causar danos significativos na viscosidade da polpa.

O estágio CCE seria, de fato, a única novidade necessária para garantir o alcance ao grau acetato numa nova planta de produção de polpa solúvel que utiliza-se o processo de cozimento sulfato com pré-hidrolise. A aplicação desse processo é limitada já que o mercado global para grau de acetato ou alto alfa é pequeno.

A possibilidade de produzir polpa solúvel com grau acetato só teria viabilidade se desenvolvida em uma nova linha. O crescimento da produção era uma necessidade para reduzir os custos fixos e melhorar a contribuição por tonelada de polpa.

A partir deste momento, foi iniciado os estudos dos relatórios, das revistas, livros e catálogos para consolidar o conhecimento neste assunto. Ao mesmo tempo, foi dado inicio aos experimentos em laboratório, tentando reproduzir, com a polpa atual, o estágio CCE. Os resultados desses experimentos foram positivos.

Decidiu-se construir uma planta piloto para fazer algumas simulações mais realistas com volume maior de polpa e também ter uma grande quantidade de filtrado para testar as diferentes alternativas de tratamento do mesmo. A maior questão era como recuperar o álcali presente no filtrado separado da polpa após o estágio CCE.

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A Bahia Pulp importou uma planta piloto de osmose reversa, dos EUA, para usar junto a planta piloto do CCE, desenvolvida e produzida na Bahia, e assim avaliar as reais condições da purificação do álcali.

13. A nova linha de produção – Projeto de Expansão

13.1. Produto:

A produção de polpa solúvel da nova fábrica será focada na qualidade “high grade”, matéria prima para outros produtos, diferentes dos atuais, mais exigentes em teor de alfa-celulose (> 97%), tais como acetatos de celulose, nitro-celuloses, MCC, éteres e outros. A maior demanda será para o

uso na produção de acetato de celulose que, juntamente com os demais, na suas produções, requerem rigorosos controles no processo, com tecnologia específica para atingir os níveis de alta qualidade exigidos pelos clientes. Alguns dos mais importantes parâmetros de qualidades são apresentados na tabela abaixo:

Viscosidade mg/l 650-750Alvura % ISO ≥ 92,0Reversão de alvura % ISO ≤ 1,0Pentosanas % ≤ 1,5Fe ppm ≤ 1Sujeira mm2/m2 ≤ 2

Muitos dos futuros clientes da empresa exigem que o produto seja entregue na forma de rolos (bobinas) e/ou em fardos.

Os novos sistemas da fábrica estão apresentados no diagrama abaixo: Em azul, o novo sistema da expansão da fábrica com a inclusão do estagio CCE e em branco estão os sistemas que pertencem à fabrica existente.

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Woodyard

New Fiber Line

Cooking BSW CCE Bleach Pulp Dryer

Cooking BSW & Ox Bleach Pulp Dryer

Existing Fiber Line

RecoveryBoiler

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Storage

Storage

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