UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

SETOR DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA QUMICA

RELATRIO DE ESTGIO SUPERVISIONADO DE ENGENHARIA QUMICA

RIGESA CELULOSE, PAPEL E EMBALAGENS LTDA

FBRICA DE PAPEL DE TRS BARRAS FPTB TRS BARRAS SC

ESTAGIRIO: LEONARDO PASSOS FIDA

CURITIBA PR

2012

1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

SETOR DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUMICA

RELATRIO DE ESTGIO SUPERVISIONADO DE ENGENHARIA QUMICA

RIGESA CELULOSE, PAPEL E EMBALAGENS LTDA

FBRICA DE PAPEL DE TRS BARRAS FPTB TRS BARRAS SC

CURITIBA PR

2012

2

Sumrio

1. Introduo ......................................................................................................... 7

1.1. Fbrica de Papel de Trs Barras SC ................................................. 8

2. Departamento de Celulose e Ptio de Madeira DCPM........................ 10

2.1. Ptio de madeira..................................................................................... 10

2.1.1. Sistema de pinus ............................................................................. 12

2.1.2. Sistema de eucalipto ...................................................................... 20

2.2. Setor de Celulose ................................................................................... 23

2.2.1. Processo Kraft de produo de massa celulsica..................... 23

2.2.2. Carregamento de cavacos nos digestores ................................. 27

2.2.3. Impregnao .................................................................................... 28

2.2.3.1. Licores de cozimento............................................................ 30

2.2.4. Cozimento ........................................................................................ 32

2.2.5. Descarregamento............................................................................ 35

2.2.6. Nmero Kappa e sua aplicabilidade ............................................ 38

2.2.7. GNC e terebentina .......................................................................... 39

2.2.8. Sistema de desfibrao.................................................................. 42

2.2.9. Sistema de refinao ...................................................................... 43

2.2.10. Sistema de depurao ................................................................. 45

2.2.11. Sistema de lavagem ..................................................................... 49

2.3. Sistema de Blow Heat Pr-evaporao do licor preto .................. 56

3. Departamento da Mquina de Papel DMP............................................. 66

3.1. Principais produtos qumicos utilizados na fabricao do papel .... 66

3.1.1. Sulfato de alumnio ......................................................................... 67

3.1.2. Cola de breu..................................................................................... 67

3

3.1.3. Antiespumantes ............................................................................... 68

3.2. Mquina de papel: descrio................................................................ 68

3.2.1. Preparo da massa celulsica ........................................................ 69

3.2.2. Distribuio de gua ....................................................................... 75

3.2.3. Distribuio de vapor ...................................................................... 78

3.2.4. Vcuo, disposio das fibras e elementos pertinentes............. 81

3.3. Laboratrio fsico .................................................................................... 87

4. Departamento de Recuperao e Utilidades DRU ............................... 90

4.1. Tratamento de gua (ETAs) ................................................................ 90

4.2. Produo de vapor ................................................................................. 94

4.3. Caustificao e forno de cal ...............................................................100

4.4. Caldeira de fora e sistema de distribuio de vapor.....................103

4.5. Sistema de gerao de energia eltrica turbo geradores...........106

5. Departamento de Manuteno DM .......................................................108

5.1. Instrumentao .....................................................................................108

5.2. Mecnica................................................................................................110

5.3. Eltrica ...................................................................................................112

5.4. Tubulao ..............................................................................................113

5.5. Lubrificao ...........................................................................................114

6. Departamento de Segurana, Meio Ambiente e Sistema de Gesto

DSMS .............................................................................................................................117

6.1. Sistema Integrado de Gesto (SIG) ..................................................117

6.2. Laboratrio de Experincias ...............................................................118

6.3. Laboratrio Central...............................................................................120

6.4. Central de Tratamento e Reciclagem de Resduos ........................122

4

6.5. Setor de Segurana .............................................................................126

6.6. Estao de Tratamento de Efluentes (ETE) ....................................128

7. Atividades desenvolvidas ...........................................................................131

7.1. Ventilao de terebentina: monitoramento e investigao ............131

7.2. Balano de massa no sistema de Blow Heat...................................138

7.3. Elaborao dos Dilogos Dirios de Segurana DDS ................141

7.4. Implementao no PI do balano de massa no Blow Heat ...........142

7.5. Interpretao da lgica de intertravamento da lavagem ................150

7.6. Clculos de vapor produzido nos tanques FLASH .........................150

8. Concluses e Sugestes ............................................................................154

9. Referncias Bibliogrficas ..........................................................................155

Lista de figuras

Figura 1 Diversas fbricas e escritrios da Rigesa no Brasil .................... 8

Figura 2 Logomarca da empresa ................................................................... 8

Figura 3 Viso area da Fbrica de Papel de Trs Barras da Rigesa .... 9

Figura 4 Descascador de toras tipo tambor rotativo ................................. 14

Figura 5 Fluxograma do processo do sistema de pinus........................... 19

Figura 6 Fluxograma do processo para o sistema de eucalipto ............. 22

Figura 7 Fluxograma do processo de produo da celulose................... 37

Figura 8 Fluxograma do processo de captao da terebentina e sistema

de GNC ............................................................................................................................ 41

Figura 9 Desfibrador solvo ............................................................................ 43

Figura 10 Refinador de discos ...................................................................... 45

Figura 11 Comparao entre as fibras refinadas e no refinadas.......... 45

Figura 12 Visualizao de um depurador ................................................... 47

Figura 13 Fluxograma do processo de depurao da polpa marrom .... 48

5

Figura 14 Operao de lavagem pelo filtro rotativo a vcuo ................... 51

Figura 15 Esquema de um filtro rotativo a vcuo ...................................... 52

Figura 16 Fluxograma do processo de lavagem da massa celulsica .. 55

Figura 17 Fluxograma do sistema de Blow Heat pr-evaporao do

licor negro ........................................................................................................................ 65

Figura 18 Fluxograma de processo para a massa celulsica ................. 74

Figura 19 Fluxograma de processo para a distribuio de gua no DMP

........................................................................................................................................... 77

Figura 20 Fluxograma de processo para a distribuio de vapor........... 80

Figura 21 Esquema simplificado do tratamento de gua da Rigesa ...... 93

Figura 22 Fluxograma do processo de evaporao do licor preto ......... 97

Figura 23 Fluxograma do processo de concentrao do licor preto ...... 98

Figura 24 Sistema de gerao de vapor da caldeira de recuperao ... 99

Figura 25 Fluxograma para o processo de caustificao.......................102

Figura 26 Sistema de distribuio de vapor da Rigesa ..........................105

Figura 27 Viso da Central de Tratamento e Reciclagem de Resduos

.........................................................................................................................................124

Figura 28 Compostagem de cascas de pinus ..........................................124

Figura 29 Compostagem de lodo de celulose..........................................124

Figura 30 Tratamento de corretivos de solo .............................................125

Figura 31 Carregamento de clientes .........................................................125

Figura 32 Galpo de beneficiamento.........................................................125

Figura 33 Escritrio administrativo .............................................................125

Figura 34 Fluxograma da Estao de Tratamento de Efluentes...........130

Figura 35 Fluxograma do Blow Heat com vazes mssicas calculadas

pelo Balano de Massa ...............................................................................................140

Figura 36 Grficos construdos para o clculo das entalpias ................152

Figura 37 Planilha de clculo da produo de vapor pelos tanques

FLASH............................................................................................................................153

6

Lista de tabelas

Tabela 1 Diferenas entre a celulose e a hemicelulose ....................................... 25

Tabela 1 Distribuio t de Student .........................................................................134

Tabela 2 Monitoramento da ventilao para o dia 06/03/2012 no houve

ventilao...................................................................................................................136

Tabela 3 Monitoramento da ventilao para o dia 07/03/2012 houve

ventilao...................................................................................................................137

Tabela 4 Clculos de balano de massa para o sistema de Blow Heat ..........139

Tabela 5 - Primeiro modelo baseado nas diferenas mdias de densidades entre

os efeitos ...................................................................................................................147

Tabela 6 - Segundo modelo baseado no teor de slidos em funo da

temperatura em cada ponto ...................................................................................148

Tabela 7 - Terceiro modelo desconsiderando a densidade na corrente para o

DRU ............................................................................................................................149

Tabela 8 - Tabela com as vazes determinadas pela escolha do modelo .........150

7

1. Introduo

O presente trabalho visa apresentar a Rigesa no seu ramo de atuao, o

de produo de papel Kraft e diversos tipos de embalagens, alm de conceder

um panorama com nfase sobre o estgio que realizei no Departamento de

Celulose e Ptio de Madeira (DCPM) na Fbrica de Papel de Trs Barras SC,

bem como os outros departamentos visitados durante o perodo de rodzio.

A Rigesa subsidiria da MeadWestvaco Corporation (MWV) e atua

desde 1942 no Brasil com duas fbricas de papel, quatro fbricas de

embalagens de papelo ondulado e uma fbrica de embalagem de papel carto.

Possui 54 mil hectares de terras e seus 19 escritrios de vendas e

representantes comerciais esto estrategicamente localizados em todas as

regies do Pas.

Emprega mais de 2.300 funcionrios e ocupa o segundo lugar no

mercado nacional de papelo ondulado. Sua sede corporativa fica na cidade de

Campinas, no interior do estado de So Paulo. Sua matriz MeadWestvaco

uma produtora global lder em embalagens, papis revestidos e especiais,

produtos ao consumidor e materiais de escritrio, e produtos qumicos especiais.

A MeadWestvaco produtora global lder em embalagens que entrega

aos seus clientes solues em embalagem e produtos de alto valor agregado,

empresas mundialmente reconhecidas dos setores de alimentao e bebida,

mdia e entretenimento, produtos de higiene pessoal, cosmticos e empresas do

segmento farmacutico.

A empresa tambm ocupa posies de liderana em seus negcios de

materiais de escritrio e produtos ao consumidor, produtos qumicos especiais e

papis especiais. A MeadWestvaco, com operaes em mais de 29 pases,

reconhecida pelo ndice Dow Jones de Sustentabilidade e gerencia suas

florestas em conformidade aos mais elevados padres internacionais de

certificao florestal.

A figura 1 mostra as fbricas e escritrios da Rigesa no Brasil.

8

Figura 1 Diversas fbricas e escritrios da Rigesa no Brasil

Figura 2 Logomarca da empresa

1.1. Fbrica de Papel de Trs Barras SC

Em Trs Barras, a Rigesa construiu uma moderna fbrica de celulose e

papel, que produz papel kraftliner de fibra virgem em vrias gramaturas.

Instalada no interior de suas reservas florestais de pinus e eucaliptos, essa

fbrica de papel estabeleceu um marco de desenvolvimento na Regio do

Planalto Norte Catarinense. Com uma rea construda de 24.123,65 m, a

Fbrica de Papel de Trs Barras produz atualmente em mdia 633 toneladas/dia

9

de papel dos seguintes tipos: liner board, kraft liner e miolo semi-qumico, de

vrias gramaturas, abastecendo todas as unidades de embalagens da empresa,

e ainda exportando seu papel para vrios pases, com o maior foco no Mercosul.

Em todas as fases do processo de fabricao, que vo do ptio de

estocagem de madeira bobina de papel acabada, so realizados rigorosos

testes de controle de qualidade, para garantir que as embalagens estejam

dentro das especificaes exigidas.

Alm de suprir as demais fbricas de embalagens da Rigesa, essa fbrica

participa ativamente do mercado internacional com produtos altamente

competitivos.

Figura 3 Viso area da Fbrica de Papel de Trs Barras da Rigesa

10

2. Departamento de Celulose e Ptio de Madeira DCPM

O DCPM o departamento responsvel pelo recebimento da madeira

bruta vinda da diviso florestal e o processamento desta, de forma a transformar

a madeira em massa celulsica e fornec-la ao Departamento da Mquina de

Papel. Alm disso, o DCPM responsvel pelo envio de licor negro para o

Departamento de Recuperao e Utilidades (para a Caldeira de Recuperao) e

de biomassa (cascas e rejeitos do processo de picagem da madeira) para a

Caldeira de Fora 3, a fim de gerar vapor. Logo, o processo de responsabilidade

do DCPM vai at o envio da massa celulsica para as TACs (Torres de Alta

Consistncia).

2.1. Ptio de madeira

O ptio de madeira abrange o manuseio e a preparao da madeira, a

partir do momento em que esta chega fbrica, at o momento em que

enviada rea de polpao qumica (em forma de cavacos). Pode-se dizer que

a qualidade e economia da produo de polpa e papel comeam no ptio de

madeira. Na produo de polpa, o custo da matria-prima representa a maior

porcentagem no custo total de produo. Desta forma, minimizar a perda da

madeira e aumentar a qualidade dos cavacos so fatores vitais para se

assegurar o lucro geral do sistema de produo.

A principal funo do ptio consta da transformao da madeira recebida

em cavacos e na produo de biomassa para a alimentao da Caldeira de

Fora 3, reaproveitando-se as cascas geradas no processo de descascamento

de toras de pinus e das cascas e pedaos de madeira depositadas nas

carrocerias dos caminhes transportadores.

A madeira fornecida pela Rigesa Florestal (diviso florestal) e pela

compra de toras de terceiros. Ao chegar Rigesa, o caminho passa por uma

11

balana para que seja pesado o conjunto caminho e madeira, seguindo

posteriormente para o Ptio de Madeira.

A descarga de madeira ocorre da seguinte forma: h a alimentao das

toras diretamente no corrento transportador, que leva a madeira at o picador

de lenha no caso do eucalipto (fibra curta), ou at o descascador, no caso do

pinus (fibra longa). Existe outra possibilidade, que a descarga das toras no

prprio ptio de madeira, formando estoque.

Os caminhes da Rigesa devem garantir uma descarga mnima de 150

toneladas de madeira por hora, considerando-se qualquer tipo de operao. O

estoque de cavacos deve atingir 14 dias de produo, ou seja, mesmo que no

haja entrada de toras, o processo pode continuar por 14 dias sem fornecimento

de madeira.

Nem sempre as toras que chegam empresa podem ser processadas

diretamente. comum encontrar-se toras anormais, que so as toras de

madeira que possuem galhos, bifurcaes ou dimetro acima do normal. Estas

caractersticas indesejveis podem entupir os picadores, ocasionando prejuzos

ao equipamento e ao ritmo de produo de cavacos, pois todo o sistema de

processamento deve ser interrompido para a retirada da tora anormal.

Antes de ser enviada ao processo de polpao, a madeira submetida a

uma srie de operaes, com o objetivo de fornec-la na forma e pureza

desejadas, em quantidade suficiente e constante.

Quando ao consumo de gua no ptio de madeira, seja no chuveiro do

corrento, lavagem de equipamentos e gua da chuva, h um desvio desta gua

para canaletas e piscinas, que ficam responsveis pela captao. O destino

destas captaes um tanque armazenador que, atravs de bombas, envia a

gua para a Estao de Tratamento de Efluentes (ETE) para ser tratada.

H, no processamento da madeira no ptio, dois sistemas distintos: o

sistema de pinus e o sistema de eucalipto, que, respectivamente so os

sistemas de fibra longa e fibra curta.

12

2.1.1. Sistema de pinus

Espcies de Pinus vm sendo plantadas, em escala comercial, no Brasil,

h mais de 30 anos. Inicialmente, os plantios mais extensos foram estabelecidos

nas Regies Sul e Sudeste, com as espcies P. taeda para produo de

matria-prima para as indstrias de celulose e papel e P. elliottii para madeira

serrada e extrao de resina. Atualmente, com a introduo de diversas

espcies, principalmente das regies tropicais, a produo de madeira de Pinus

tornou-se vivel em todo o Brasil, constituindo uma importante fonte de madeira

para usos gerais, englobando a fabricao de celulose e papel, lminas e

chapas de diversos tipos, madeira serrada para fins estruturais, confeco de

embalagens, mveis e marcenaria em geral.

A grande versatilidade das espcies para crescer e produzir madeira em

variados tipos de ambiente, bem como a multiplicidade de usos da sua madeira

possibilita a gerao desse recurso natural em todo o territrio nacional, em

substituio s madeiras de espcies nativas. O desenvolvimento da tecnologia

de utilizao da madeira de pinus e a ampliao das alternativas de uso

tornaram essas espcies cada vez mais demandadas no setor florestal.

Assim, a Rigesa consome, em sua grande maioria, madeira de pinus. As

caractersticas gerais deste tipo de madeira so:

Cerne e alburno indistintos pela cor, branco-amarelado, brilho

moderado, cheiro e gosto distintos e caractersticos (resina), gr

direita, textura fina, densidade baixa, macia ao corte.

uma madeira fcil de ser trabalhada. fcil de desdobrar, aplainar,

desenrolar, lixar, tornear, furar, fixar, colar e permite bom acabamento.

muito fcil de secar.

Apresenta baixa resistncia ao ataque de organismos xilfagos, tais

como: fungos emboloradores, manchadores e apodrecedores, cupins,

brocas de madeira e perfuradores marinhos.

fcil de tratar.

13

Basicamente, o sistema de pinus constitudo de um corrento,

descascador, picador, peneira, soprador, correias transportadoras, rolos

separadores e moinho de martelo.

O corrento transportador de madeira o primeiro estgio do processo de

tratamento da madeira no ptio. As toras so colocadas neste corrento a partir

de maquinrio especial da Rigesa. Posteriormente, as toras so molhadas

atravs de chuveiros de gua localizados prximos ao descascador. Isto feito

devido ao fato de que fica mais fcil descascar as toras quando estas esto com

um nvel maior de umidade. O sistema apresenta controles que podem fazer o

desarme do corrento, caso ocorra uma aproximao do peso mximo que o

corrento suporta, verificado pela amperagem na sala de operao.

A madeira, j molhada, adentra, portanto, no descascador. De uma forma

geral, a madeira sofre descascamento porque a casca no tem valor como

material fibroso, consome reagentes no cozimento, alm de trazer impurezas de

difcil eliminao para o produto final. Assim, a madeira extrada da floresta sob

a forma de toras, antes de ser utilizada na produo de celulose dever ser

descascada, devido a:

1. A casca contm pouca quantidade de fibras;

2. Causaria maior consumo de reagentes qumicos na etapa de

polpeamento qumico;

3. Ocuparia espao til nos digestores (diminuindo a produtividade);

4. Dificultaria a lavagem e depurao da polpa;

5. Diminuiria as propriedades fsicas do produto final;

6. Prejudicaria o aspecto visual da pasta (aumento de sujeira).

Os principais fatores que influenciam na remoo da casca so:

Forma da madeira - tortuosas so mais difceis de descascar.

Espcie - conferas descascam mais facilmente.

Estao do ano em que a madeira cortada - a melhor poca a

primavera e incio do vero, incio do perodo de crescimento.

Tipo de solo de origem.

14

Propriedades do processo e a matria-prima determinam o trabalho

necessrio para as operaes.

O descascador de toras do tipo tambor rotativo, possuindo dimetro de

3,6 m e comprimento de 20,6 m. Neste equipamento, a madeira alimentada

continuamente, em um cilindro rotativo de ao possuindo fendas longitudinais

que permitem a sada das cascas. Este cilindro inclinado e gira a baixas

velocidades, o que ocasiona o impacto das toras entre si e as paredes do

tambor (providas de salincias longitudinais). Estes impactos ocasionam o

rompimento das cascas das toras, as quais so desprendidas e arrastadas para

fora (pelas fendas) mediante jatos dgua (chuveiros) situados no interior do

tambor, sendo que estes ltimos so opcionais. Uma vantagem da utilizao

deste tipo de descascador o seu timo rendimento, enquanto que, como

desvantagens, podemos citar o seu investimento inicial alto e sua necessidade

de alta eficincia administrativa.

Figura 4 Descascador de toras tipo tambor rotativo

As cascas removidas das toras passam pelas ranhuras do descascador e

caem automaticamente em uma esteira transportadora localizada abaixo do

descascador. Posteriormente, esta esteira transportadora levar as cascas e

rejeitos de madeira para um triturador de martelos. Neste equipamento, o rotor

gira em alta velocidade atravs de correias, movimentando estruturas chamadas

de marteletes; assim, quando as cascas chegam, os martelos rotatrios as

trituram em alta velocidade de rotao. O material triturado descarregado em

uma esteira transportadora, constituindo a biomassa.

Aps a operao de triturao das cascas e rejeitos de pinus, este

material se une ao fluxo dos finos (cavacos com granulometria muito reduzida)

15

separados atravs de uma peneira vibratria e que so resultantes do processo

de picagem das toras de pinus. Todo este material ento dirigido ao galpo de

armazenagem, construdo com o objetivo principal de proteger a biomassa da

chuva, pois o excesso de umidade na biomassa encarece o transporte, dificulta

o armazenamento e reduz o poder calorfico na sua queima. A partir do galpo,

a biomassa se dirigir para o corrento de alimentao do Tubulator, atravs de

mquinas ps carregadeiras. O Tubulator, que consiste basicamente em uma

esteira fluidizada, transportar a biomassa para a Caldeira de Fora 3 (CF3),

para a gerao de vapor a partir de sua queima.

As toras, aps o descascamento, passam por uma regio equipada de

um pisto hidrulico, que serve para a remoo das toras da comporta do

descascador. A madeira passa posteriormente pelos rolos separadores,

separados por certa distncia e que removem os tocos de madeira com pequeno

comprimento e deixam passar apenas os maiores. Os tocos maiores vo para o

picador.

A madeira reduzida a cavacos para se conseguir boa acomodao no

interior do refinador e de digestores e, tambm para se obter uma saturao

rpida e completa com os licores de cozimento. Quando se pretende realizar um

polpeamento qumico de uma madeira, esta dever ser reduzida a fragmentos

(cavacos), de modo a facilitar a penetrao do licor de cozimento. As dimenses

dos cavacos devero obedecer a uma distribuio to estreita quanto possvel,

de modo a promover um cozimento bastante uniforme e gerar uma polpa bem

homognea, evitando desta forma um supercozimento dos menores e um

subcozimento dos maiores (dentro dos limites operacionais fixados). A melhor

distribuio de tamanho recomendada situa-se na faixa de 5/8 a 3/4 polegadas,

de modo a serem retidos em uma peneira com furos de 1,58 cm de dimetro. Os

fatores mais importantes que afetam a qualidade dos cavacos so:

Direo e velocidade da tora que entra no picador;

ngulo de corte das facas;

Velocidade de corte (alta velocidade gera alta produo e grande

quantidade de finos);

16

Troca constante das facas (sempre afiadas).

O tipo de picador empregado na Fbrica de Papel de Trs Barras o de

disco com facas, o mais utilizado industrialmente, o qual consiste de um disco

rotativo de ao, munido de facas (lminas de corte) distribudas na rea de uma

de suas faces. O picador composto por um largo disco com dez facas fixadas

em seu corpo. Na Rigesa, as facas so afiadas, geralmente, a cada 36 horas de

processamento para garantirem a qualidade dos cavacos produzidos, sendo a

capacidade de produo do picador de 280 toneladas de cavacos por hora. O

ajuste das facas permite regular o tamanho dos cavacos, os quais so obtidos

pelo impacto da tora com as facas, deixando o picador atravs de fendas

existentes no disco. A velocidade de rotao do disco ser regulada em funo

do dimetro do disco e do nmero de facas.

Nos processos de polpao, os cavacos idealmente deveriam contribuir

para boa resistncia, alvura elevada, ausncia de pigmentos, baixo consumo de

energia e ausncia de problemas operacionais. Para contribuir desta forma, os

cavacos devem ser de alta qualidade e apresentarem uniformidade nas formas e

dimenses. Desta forma, o formato e o dimensionamento do picador bem como

a qualidade das fibras da madeira so os elementos chave para a obteno de

cavacos de alta qualidade.

Uma alta qualidade da polpa (massa celulsica) requer que os cavacos

resultantes do processo de picagem da madeira possuam:

Mnimo teor de finos e farpas.

Mnimo teor de cavacos superdimensionados.

Pequena variao em espessura.

Teor mnimo de cavacos danificados.

Massa especfica uniforme.

Umidade homognea.

Alta limpeza.

As facas do picador possuem certo ngulo que promove o

desprendimento de camadas da madeira no instante de corte. O equipamento

provido de um contra-facas que tem a finalidade de ajustar o tamanho dos

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cavacos. A manuteno deve ser constante e bastante minuciosa nas facas e

contra facas do picador, alm do equipamento em si.

Na polpao qumica, cavacos finos provero:

Polpa homognea.

Alto contedo de fibras.

Aumento das propriedades de resistncia.

Maior rendimento.

Aumento da capacidade e velocidade de cozimento.

Reduzem a necessidade de produtos qumicos.

Consumo menor de energia.

A qualidade dos cavacos pode ser afetada por certos fatores, como:

Comprimento do cavaco: 2.5 ~ 2.8 cm.

Espessura do cavaco: 3 a 4 mm; tem maior importncia que o

comprimento e deve ter aproximadamente 15% do comprimento.

Umidade: quanto maior melhor a qualidade do cavaco.

ngulo de corte: ideal 36 a 42.

Estado de afiao da faca.

Estado de afiao do contra-facas.

Relao entre o ngulo da calha de alimentao e o ngulo da faca.

Velocidade do disco - quanto maior, menores os cavacos.

Para que os cavacos consigam sair do picador e se dirigir para o silo

armazenador, h a injeo de ar por um duto no picador e, com o auxlio da

rotao do disco de facas, este transporte possibilitado. H, na regio inferior

deste silo, uma peneira vibratria encarregada de realizar a classificao

granulomtrica dos cavacos. A rosca vertical do silo controla a vazo de

admisso de cavacos na peneira, sendo que esta vazo varia de 200 a 700

m3/h. O material fino, que atravessou a malha da peneira, encaminhado a

esteiras transportadoras que se unem com a biomassa gerada no triturador a

martelos, tendo como destino final o barraco de armazenagem de biomassa,

anteriormente mencionado.

18

Os cavacos com granulometria ideal so enviados para uma tubulao

localizada abaixo da peneira. O transporte dos cavacos atravs desta tubulao

pneumtico e os cavacos so direcionados para uma das trs pilhas

destinadas a receber este tipo de material. Existe um sistema de sopragem, que

apresenta um duto principal que, abrindo-se a vlvula correta, direciona o fluxo

de ar com cavacos at a pilha escolhida. Obviamente as pilhas de cavacos vo

se acumulando e sua altura vai ficando cada vez maior medida que o sistema

de sopragem deposita cavacos. por isso que h trabalhadores operando

tratores de esteira para organizar estas pilhas, deixando estas planas e prontas

para a retirada de cavacos atravs das ps carregadeiras. As ps carregadeiras

retiram os cavacos da pilha e os colocam em estruturas chamadas reclains, que

por sua vez transportaro a madeira picada para o setor de Celulose, que ser

encarregado do processo de cozimento para a formao da massa celulsica.

A estocagem ao ar livre apresenta algumas desvantagens, que so:

Tempo menor de estocagem - devido tendncia dos cavacos ao

apodrecimento (degradao);

Perda em rendimento e em propriedades fsicas da polpa

resultante;

Queda em qualidade da celulose ocorre escurecimento das fibras

pelo sol;

Perdas de resinas valiosas (tall oil e terebentina).

Mas, ao mesmo tempo, a estocagem ao ar livre possui como vantagens:

Mais eficiente e flexvel quanto ao manuseio;

Exige menor rea de estocagem por volume;

Exige equipamentos mais leves, simples e baratos;

Melhor homogeneizao do fornecimento de cavacos.

A figura 5 apresenta o fluxograma do processo do sistema de pinus.

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Figura 5 Fluxograma do processo do sistema de pinus

20

2.1.2. Sistema de eucalipto

O eucalipto uma rvore de grandes dimenses (30 a 55 m de altura,

mas podendo ocasionalmente ultrapassar os 90 m de altura), de tronco ereto e

esguio, com ramificao apenas na parte terminal, formando uma canpia

esparsa e irregular a grande altura. O tronco recoberto por

um ritidoma cinzento-claro, liso, que tende a soltar-se espontaneamente

libertando longas tiras que ao secar ficam acastanhadas e se enrolam sobre si,

ficando pendentes dos troncos por largos perodos.

A madeira esbranquiada, com pouco cerne, muito rica em gua

quando verde, formada por longas fibras esbranquiadas, fissurando e

contorcendo-se durante a secagem. Ao quebrar produz longas falhas aguadas,

ligadas entre si por fortes fibras relativamente flexveis.

A madeira de eucalipto tem-se prestado a uma srie de finalidades. Alm

dos usos tradicionais, como lenha, estacas, moires, dormentes, carvo vegetal,

celulose e papel, chapas de fibras e de partculas, h uma forte tendncia em

utiliz-la, tambm, para usos mais nobres, como fabricao de casas, mveis e

estruturas, especialmente nas regies Sudeste e Sul, carentes de florestas

naturais. O gnero Eucalyptus compreende um grande nmero de espcies,

com madeiras de caractersticas fsico-mecnicas e estticas bastante

diferenciadas, o que permite a substituio de vrias espcies latifoliadas

nativas.

Trata-se de uma fibra curta. Na verdade, a fibra mais curta entre as

espcies de madeira dura no mundo. Dependendo de como se calcula e mede -

atravs de microscopia tica ou de dispositivos ticos eletrnicos, seu

comprimento mdio pode chegar a apenas 0,65 mm. O nmero de fibras por

grama alto. Isso se deve ao fato de a fibra ser curta e de baixa granulao. Os

valores comumente encontrados para a espcie eucalipto ficam na faixa de 20

milhes. Sua arquitetura interna tambm diferente: os componentes bsicos

da parede da fibra, chamados tambm de microfibrilas, mostram pequena

angulao em torno do eixo da fibra em comparao com outras madeiras

21

duras. Consequentemente, a fibra do eucalipto rgida, proporcionando uma

estrutura de papel volumosa, com alta opacidade.

Normalmente, na Fbrica de Papel de Trs Barras, cada cozimento utiliza

no mximo 24% de eucalipto, sendo o restante completo com pinus. Logo,

percebe-se que o estoque de eucalipto menor que o de pinus.

O sistema de eucalipto opera independente do de pinus, porm de forma

semelhante, com um corrento, picador e esteira transportadora. Alm disto, o

sistema de eucalipto no possui descascador de toras, pois as cascas das toras

so de baixa espessura. As cascas de eucalipto so longas e flexveis,

diferentemente das cascas de pinus. Assim, as cascas de eucalipto no

conseguem ser processadas no picador.

As toras so descarregadas no corrento pelo implemater mvel. Caso

ocorra manuteno no sistema de eucalipto, h a necessidade de colocao das

toras no cho do ptio de madeira, agrupando-as em pilhas localizadas

prximas ao corrento.

Aps o corrento, as toras se dirigem ao picador de facas, cujo

funcionamento anlogo ao explicado para o sistema de pinus.

O abastecimento das pilhas de cavacos do sistema de eucalipto se d

atravs de uma correia transportadora, sem antes passar por um processo de

classificao por peneiramento, como no caso do sistema de pinus.

Posteriormente, o material retirado por ps carregadeiras e depositado na

pilha de eucalipto, para que o trator esteira faa a distribuio correta e

homognea dos cavacos.

A figura 6 a seguir apresenta o fluxograma do processo para o sistema de

eucalipto.

22

Figura 6 Fluxograma do processo para o sistema de eucalipto

23

2.2. Setor de Celulose

No setor de celulose, ocorrer a transformao da madeira disposta em

cavacos para uma massa celulsica que sofrer alguns processos fsicos para

ser enviada para as torres de alta consistncia (TACs). As operaes

pertinentes que ocorrem neste setor so o cozimento dos cavacos, desfibrao,

refinao, depurao e lavagem. Alm disso, h a parte de reaproveitamento do

vapor e do calor resultante da descarga dos digestores, concentrao e pr-

evaporao do licor negro resultante do cozimento e coleta e destino de gases

no condensveis, dentre eles a terebintina.

A seguir, ser explorado o processo Kraft de produo da massa

celulsica.

2.2.1. Processo Kraft de produo de massa celulsica

O processo soda foi o primeiro mtodo qumico de polpao reconhecido

com a utilizao de uma soluo alcalina forte de hidrxido de sdio para

deslignificao de cavacos de madeira. Este precursor do processo Kraft foi

originalmente patenteado em 1854.

Uma patente posterior, de 1865, cobriu a incinerao do licor de soda

gasto para recuperao do lcali utilizado no processo. A primeira fbrica com

processo soda que operou com sucesso entrou em operao em 1866.

Atualmente, poucas fbricas que operam o processo soda ainda se encontram

em operao no mundo produzindo polpa de folhosas e matrias primas no

lenhosas.

O crdito do desenvolvimento do processo Kraft (sulfato) dado a C.J.

DAHL. Num esforo para encontrar um substituto para o dispendioso carbonato

de sdio (cinza da soda) como o precursor do ciclo qumico do processo soda,

ele experimentou a adio de sulfato de sdio na fornalha de recuperao. O

sulfato foi quimicamente reduzido a sulfeto pela ao da queima do licor na

fornalha, assim sendo o sistema introduzido no sistema licor.

24

Subsequentemente, DAHL descobriu que o sulfeto no licor de cozimento

acelerou acentuadamente a deslignificao com produo de polpa mais

resistente, obtendo patente para o processo em 1884. O novo processo de

polpao foi primeiramente utilizado comercialmente na Sucia em 1885.

As propriedades de resistncia superiores foram reconhecidas e os novos

tipos de papis foram chamados papis Kraft ou fortes, j que Kraft a palavra

alem para forte. Segundo esse desenvolvimento muitas fbricas de soda

converteram-se para o processo Kraft de forma a competirem com outras que

usavam o processo sulfito. Enquanto que a polpa sulfito era mais resistente,

mais barata e mais clara em cor que a polpa soda, o processo Kraft estreitou a

margem em custo de produo e forneceu um produto mais resistente. A

recuperao econmica dos produtos qumicos de polpao era uma

necessidade para o processo Kraft para competir com o processo sulfito, o qual

no requeria sistema de recuperao.

Como vantagens do processo Kraft, podemos citar:

Grande flexibilidade quanto madeira;

Ciclos de cozimentos mais curtos que Soda e Sulfito;

Polpa pode ser branqueada a altos nveis de alvura;

Pode ser usado para madeiras resinosas;

Produz polpas de alta resistncia;

Produz subprodutos valiosos (tall oil e terebintina);

Eficiente sistema de recuperao dos reagentes;

Como desvantagens deste processo, podemos observar:

Alto custo de investimento;

Inevitvel poluio odorfica;

Baixa alvura da polpa;

Baixo rendimento de polpao.

Quimicamente, a madeira heterognea, consistindo principalmente de

trs polmeros: celulose, hemicelulose e lignina numa proporo de aproximada

de 50:20:30. Os demais componentes da madeira presentes em menor

quantidade so compostos de baixo peso molecular chamados extrativos,

25

encontrados notadamente na casca e englobando terpenos, leos, graxas e

corantes. A quantidade de cada componente, especialmente a lignina e

hemicelulose, varia entre as madeiras folhosas e conferas. Outros fatores, tais

como espcie e idade, tambm podem influenciar a composio qumica.

A celulose o polissacardeo mais abundante na natureza. As cadeias de

celulose nas paredes celulares das plantas so arranjadas compactamente, de

modo que suas fibras apresentam regies nitidamente cristalinas. Molculas de

celulose so completamente lineares e tem forte tendncia para formar pontes

de hidrognio inter e intramoleculares. Feixes de molculas de celulose se

agregam na forma de microfibrilas nas quais regies altamente ordenadas

(cristalinas se alternam com regies menos ordenadas (amorfas). As

microfibrilas constroem fibrilas e estas constroem as fibras celulsicas. Como

consequncia dessa estrutura fibrosa a celulose possui alta resistncia trao

e insolvel na maioria dos solventes.

O termo polioses (hemiceluloses) refere-se a uma mistura de polmeros

polissacardeos de baixa massa molecular, os quais esto intimamente

associados com a celulose. Enquanto a celulose, como substncia qumica,

contm exclusivamente a D-glucose como unidade fundamental, as polioses so

polmeros, em cuja composio podem aparecer, condensados em propores

variadas, as seguintes unidades de acar: xilose, manose, glucose, arabinose,

galactose, cido galactournico, cido glucournico e cido metilglucournico.

A lignina, outro componente da madeira, um polmero amorfo e

heterogneo, que envolve os polissacardeos da madeira. Caracteriza-se pelo

elevado nmero de grupos -CH3 e de grupos -OH. Sua estrutura qumica difere

conforme seja originria de madeira folhosa ou de conferas. A lignina o

terceiro componente fundamental em importncia da madeira, ocorrendo entre

15 e 35% de seu peso. Constitui a frao no-carboidrato da madeira livre de

extrativos, extremamente complexas e difceis de caracterizar. A lignina

basicamente um polmero aromtico constitudo de um sistema heterogneo e

ramificado sem nenhuma unidade repetidora definida. O sistema totalmente

amorfo e ligado quimicamente s polioses.

26

A lignina um componente estrutural que d a madeira propriedades de

elasticidade e resistncia nicas. A lignificao ocorre como consequncia do

desenvolvimento do sistema de conduo de gua e da necessidade da rvore

para suportar sua copa a muitos metros de altura. Esta necessidade atingida

pelo reforo das fibras celulsicas - de alta resistncia tenso com um material

capaz de absorver foras de compresso, a lignina.

Para que se obtenha a massa celulsica, necessrio que se promovam

condies para desfazer as foras entre as fibras e da lignina presente na

estrutura da madeira. A polpao o processo usado para reduzir a madeira a

uma massa fibrosa, no qual so rompidas as ligaes existentes dentro da

estrutura da madeira para separar as suas fibras constituintes, sendo

necessrio, portanto, gastar certa quantidade de energia. A qualidade, as

caractersticas e as utilizaes da pasta produzida sero funes da quantidade

de energia aplicada, que pode ser qumica e/ou mecnica.

As reaes que ocorrem no processo Kraft de polpao so complexas e

no totalmente entendidas. Essencialmente, a lignina incrustada nos cavacos de

madeira quimicamente quebrada em fragmentos pelos ons hidroxila (OH-) e

hidrosulfitos (SH_) presentes no licor de polpao. Os fragmentos da lignina so

ento dissolvidos como ons fenolato ou carboxilato. Carboidratos,

primariamente as polioses e de celulose, so tambm quimicamente atacadas e

dissolvidas em alguma extenso. Durante um cozimento tpico de polpa

branquevel aproximadamente 80% da lignina, 50% das polioses e 10% da

celulose so dissolvidas. Em condies ideais os fragmentos de lignina so

aptos a tomarem parte em reaes de condensao com prprios fragmentos ou

com lignina no dissolvida e possivelmente at com carboidratos.

As etapas que esto presentes na transformao da madeira disposta em

cavacos para massa celulsica Kraft so: carregamento dos cavacos,

impregnao, cozimento e descarregamento.

27

2.2.2. Carregamento de cavacos nos digestores

Esta a primeira etapa da preparao da massa celulsica Kraft. Nela,

ocorre o carregamento dos cavacos nos digestores, para que estes, com a

alimentao de vapor de forma a elevar a temperatura do recipiente, possam

processar e dar continuidade ao processo de cozimento. Primeiramente, o

operador necessita verificar a presso manomtrica interna do digestor, que

deve ser nula.

A Rigesa opera atualmente com trs tipos de mistura de cavacos nos

digestores: o primeiro de 100% pinus, o segundo de 24% eucalipto e 76%

pinus e o ltimo constitui 50% pinus e 50% eucalipto. Este ltimo tipo de mistura

(mix) serve para a confeco de papel miolo, chamado de MSQ (miolo semi

qumico), cuja demanda consideravelmente menor do que os dois primeiros

mixes de tipos de madeira.

As pilhas 2 e 3 de cavacos alimentam o reclain 1, enquanto que a pilha 1

alimenta o reclain 2, todas atravs de ps carregadeiras. Existe uma calha

misturadora que receber os cavacos dos reclains, sendo que esta possui duas

correntes paralelas operando em velocidades que podem ser facilmente

alteradas e ajustadas. Uma esteira transportadora disposta de ranhuras recebe

os cavacos da calha misturadora e possui ranhuras com o intuito de no haver

deslizamento dos cavacos e possvel queda destes, reduzindo a produtividade.

importante realizar a determinao de duas variveis nesta etapa: a

densidade dos cavacos e a umidade destes. A medio do peso realizada a

partir de uma fonte radioativa acima da esteira, que emite raios gama que

passam pelos cavacos para um detector localizado abaixo da esteira. A medio

da altura dos cavacos feita com um sensor baseado em efeito ultrassnico. De

posse do peso e da altura dos cavacos, tem-se a densidade destes.

A umidade dos cavacos medida a partir de uma fonte abaixo da esteira

que, por sua vez, envia nutrons aos cavacos que tm a sua velocidade

reduzida a partir dos choques com tomos de hidrognio e gua. Quanto maior

28

a quantidade de gua nos cavacos, maior ser a desacelerao dos nutrons

emitidos pela fonte.

Os digestores utilizados na Rigesa so em total de cinco, com um sexto

ainda sendo implementado. So do tipo em batelada e estacionrios, alm de

serem vasos de presso cilndricos verticais com fundo arredondado, de forma a

no criar zonas mortas durante o processo de cozimento. Recebem alimentao

de vapor de 11 kgf/cm2 proveniente da Caldeira de Fora do DRU para o

aquecimento e possuem dimenses de aproximadamente 16 m de altura e 3,5 m

de dimetro, resultando em um volume til de 110 m3.

Uma esteira final com possibilidade de reverso de sentido alimentar os

cavacos nos digestores. Cada digestor possui uma vlvula de abertura

automtica que se abre permitindo a entrada dos cavacos e se fecha para

finalizar o carregamento e iniciar o processo de cozimento.

2.2.3. Impregnao

A distribuio de produtos qumicos da polpao tem de ser uniforme no

interior do cavaco de madeira para que a polpao obtenha uma tima eficincia

e uniformidade de celulose. Para polpao qumica, os benefcios trazidos por

uma fase de impregnao adequada dependero das condies de cozimento

de todo o processo. Para produo de celulose de pinus, mesmo sob condies

de laboratrio, a uniformidade ideal de celulose comea quando os cavacos tm

espessura de 2 mm. A no uniformidade da deslignificao na produo de

celulose resulta em um rendimento de polpa significativamente menor do que

obtidos em deslignificao uniforme.

A finalidade de polpao separar da sua organizao compacta as

fibras ou os traquedeos. Essa separao conseguida pela dissociao da

lamela mdia, composta de lignina, em sua maior parte, e de material ptico.

Como a lignina situada em torno da fibra rgida e impermevel gua,

as rvores possuem uma estrutura dotada de meios de transportar os lquidos

de cima para baixo, formando um sistema de comunicao entre as folhas e as

29

razes. Nas conferas o fluxo vertical ocorre quase inteiramente atravs de

lmens de fibras e traquedeos. O fluxo transversal de lquidos na estrutura da

madeira promovido pelas clulas radiais estendidas em grupos do centro da

rvore at o cmbio. Nas folhosas, a estrutura de clulas radiais bastante

extensa e os grupos so mais contnuos na direo radial.

A penetrao do licor na parede promovida pela difuso a partir do

lmen, sendo a sequncia de contato do licor: parede secundria, lamela mdia

e finalmente, as reas nos cantos das clulas.

A impregnao nas conferas ocorre pelo lmen dos traquedeos, pelas

pontuaes e pelos sistemas capilares da madeira. Nas folhosas essa

penetrao ocorre atravs de vasos conectados verticalmente em longas fileiras

com poucas ou nenhumas interrupes.

Nas folhosas, a penetrao ocorre, a sua maior parte, atravs dos vasos

conectados verticalmente em longas fileiras com poucas, ou nenhuma

interrupo.

A etapa de impregnao se refere ao perodo que vai desde o incio do

aquecimento dos digestores (j carregados com cavacos) com o auxlio de vapor

at se atingir a temperatura de cozimento (que gira em torno de 170C). Ela

comea quando se atinge a massa de 10 toneladas de cavacos dentro de um

digestor em especfico. A partir deste ponto, inicia-se o processo de alimentao

dos licores de cozimento. Como os licores de cozimento ocuparo os espaos

vazios entre os cavacos, a porosidade do sistema diminuir, aumentando assim

a capacidade do digestor em receber mais cavacos. Os tanques de estocagem

de licores preto e branco, que esto localizados no terrao do prdio da

Celulose, alimentam os dois tipos de licor para os digestores.

Alguns parmetros como a concentrao do licor, a umidade dos cavacos

e outras variveis so cuidadosamente controladas. Os volumes de licor branco

e preto necessrios para um determinado cozimento so calculados atravs da

concentrao do licor branco em gramas por litro, o percentual de lcali ativo

sobre o peso de cavaco seco e quantidade de gua presente nos cavacos.

30

Para a carga completa de um digestor, necessitam-se cerca de 52

toneladas de cavacos, com um peso seco mdio de 22,5 toneladas. H uma

fonte radioativa localizada na regio inferior dos digestores, abaixo da entrada

dos cavacos, de forma a medir a altura dos cavacos presentes no digestor e

determinar a interrupo da alimentao de matria prima.

Os volumes de carregamento dos licores correspondem a cerca de 26,5

m de licor branco, 10 m de licor preto (apenas para completar o volume do

digestor), resultando em um pouco mais de 70 m de lquido total, considerando

o volume de licor verde e gua da madeira presentes no digestor.

A partir do ponto em que a alimentao de licor estiver concluda e o

carregamento dos cavacos j foi interrompido, h a abertura da vlvula de

admisso de vapor de 11 kgf/cm2 proveniente do DRU. Ela aberta em certa

porcentagem para fazer com que a temperatura do interior do digestor seja em

torno de 170C, dependendo do ritmo de cozimento (nmero de cozimentos por

dia). Como a densidade do vapor muito menor que a dos licores e a dos

cavacos, ele injetado na regio inferior do digestor, garantindo o cozimento

dos cavacos na parte inferior e estabelecendo a circulao por conveco, j

que no h circulao forada nos digestores.

Como o material que se encontra na regio inferior do digestor recebe o

vapor primeiro, esta regio est sujeita a superaquecimentos e degradaes,

alm do fato de que possvel a formao de caminhos preferenciais do vapor

no seu fluxo ascendente pelo interior do digestor, diminuindo o rendimento e a

uniformidade da massa celulsica. imprescindvel o controle de admisso de

vapor em cada digestor, devido a variaes de ritmo de cozimento e fluxo de

vapor para o DRU. Se no houver este controle, variaes de presso podero

ocorrer, causando variaes de temperatura nos coletores de vapor do DRU.

2.2.3.1. Licores de cozimento

O primeiro tipo de licor o licor branco. Este licor contm os produtos

qumicos ativos de cozimento, hidrxido de sdio (NaOH) e sulfeto de sdio

31

(Na2S), sendo usado diretamente para cozimento dos cavacos. H tambm o

licor negro, que utilizado para completar o volume do digestor para o

cozimento. A maior parte das substancias orgnicas de carter no-celulsico

contidas na madeira reagem com o hidrxido de sdio formando lcali-lignina,

sabes de resina e sais de cidos orgnicos. No processo sulfato esto

presentes quantidades apreciveis de compostos orgnicos contendo enxofre,

afora de algumas mercaptanas responsveis pelo odor caracterstico do licor

negro. Alm disso, o licor negro usado como diluente, assegurando uma boa

circulao no interior do digestor.

As reaes que se processam a partir do contato dos licores de

cozimento com os cavacos envolvem diversos compostos qumicos. comum

express-los em termos de hidrxido de sdio (NaOH) e sulfeto de sdio (Na2S).

Existem definies especficas que envolvem estes compostos. So elas:

- lcali total: inclui o hidrxido, sulfeto, carbonato e o sulfato de sdio,

expresso como Na2O. Assim, o lcali total envolve as espcies NaOH + Na2S +

Na2CO3 + Na2SO4.

- lcali ativo: inclui o hidrxido e o sulfeto de sdio, expresso como Na2O.

O lcali ativo geralmente expresso em porcentagem sobre o peso

absolutamente seco da madeira empregada. Ou seja, o lcali ativo envolve as

espcies NaOH + Na2S.

- lcali efetivo: inclui NaOH + Na2S, expresso como Na2O.

- lcali total titulvel: inclui o hidrxido, sulfeto e carbonato de sdio,

expresso como Na2O. Na prtica equivale ao lcali total. Ou seja, o lcali total

titulvel envolve as espcies NaOH + Na2S + Na2CO3.

- Sulfidez: a relao porcentual entre a quantidade de Na2S, expresso

como Na2O, e o lcali-ativo.

- Atividade: a relao porcentual entre o lcali ativo e o lcali total

titulvel.

As reaes envolvidas no processo de cozimento a partir dos licores de

cozimento Kraft so basicamente seis:

(1)

32

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Pelas equaes qumicas expostas acima, pode-se ver que o consumo de

sulfeto de sdio gera mais hidrxido de sdio pela combinao dos ons Na+ e

OH- (equaes 2,3 e 4). Para que as equaes 3 e 4 sejam possveis, o pH da

soluo deve se encontrar na faixa neutra. Como a faixa de pH durante o

processo de polpao Kraft de 11 a 14, ou seja, fortemente alcalina, a

formao de sulfeto de hidrognio praticamente desprezvel.

O sulfeto de sdio permite uma deslignificao seletiva, apressando o

ataque lignina e poupando as fibras. Esta deslignificao, no processo Kraft,

feita atravs do ataque dos ons hidroxila e sulfeto de hidrognio do licor de

cozimento, ocasionando a degradao da lignina e a dissoluo dos fragmentos

resultantes no licor de cozimento.

2.2.4. Cozimento

O processo de cozimento Kraft minimiza os danos s fibras da celulose,

de forma a preservar sua uniformidade e resistncia. Durante o cozimento, as

fibras de celulose so separadas da lignina e resinas, quando ento obtemos

massa celulsica. Na Rigesa, o cozimento realizado em digestores

descontnuos e o aquecimento gradativo no interior do digestor, at se atingir

uma temperatura que varia de 160 a 170C. O tempo para se atingir esta

temperatura o tempo de impregnao.

Quando esta temperatura atingida, inicia-se a etapa de cozimento, ou

seja, os cavacos j contendo licor permanecem nesta mesma condio de

temperatura e presso por um perodo de tempo. Valores de temperatura acima

do limite pr-estabelecido no so benficos para a massa celulsica, pois

33

ocorre perda de resistncia, queda no rendimento depurado e degradao da

celulose.

Existe um parmetro muito importante a respeito do controle do tempo de

cozimento, que o fator H. Arrhenius encontrou, em 1924, baseando-se em

experimentos de polpao de S. Schmidt-Nielsen e J. Bruun, que a dissoluo

de incrustantes da madeira durante o processo Kraft era uma reao de primeira

ordem com respeito aos incrustantes. Posteriormente, em 1941, G.L. Larocque e

O. Maas determinaram ao final de um cozimento Kraft, com um contedo de

lignina menor que 2%, que uma reao cintica de primeira ordem no era

vlida e estabeleceram tambm que a energia de ativao para o processo era

de 32000 cal/mol. Em 1957, Vroom desenvolveu um mtodo de se expressar o

tempo e a temperatura de cozimento com uma nica varivel, de modo que o

tempo e a temperatura de qualquer cozimento pudessem ser representados por

um nico valor numrico, o fator H. Portanto, uma funo do tempo e da

temperatura utilizada no cozimento timo de determinada madeira pelo processo

Kraft, ou seja, temos a seguinte equao:

(

)

O fator H calculado com base na rea sob a curva da velocidade

relativa em funo do tempo. Cozimentos com diferentes combinaes de

tempos e temperaturas (representados por um mesmo fator H), mas tendo

constantes as demais condies, devem produzir polpas com teor de lignina e

rendimentos semelhantes.

As variveis que influem no processo de cozimento so basicamente:

Variveis associadas com a madeira: espcie, densidade bsica, fatores

de crescimento, estocagem e dimenso do cavaco.

Variveis associadas com a operao de cozimento: relao entre a

massa dos reagentes e a massa de madeira seca, concentrao dos

reagentes no licor de cozimento, sulfidez do licor, temperatura e tempo de

cozimento.

34

Alm das variveis citadas e suas interdependncias, outros fatores

como: frao de licor negro reciclado no licor de cozimento, circulao do licor

no digestor e degasagem tambm podem afetar os resultados. Se todo o ar for

removido dos cavacos e do digestor pela vaporizao, a presso exercida

durante todo o cozimento quase unicamente devida presso de vapor

saturado, ou seja, do vapor produzido durante a elevao de temperatura.

baixa a presso parcial devida ao desprendimento de gs sulfdrico e

mercaptanas, na faixa de pH do processo Kraft, embora a liberao de terpenos

e outros extrativos volteis possa apresentar uma presso parcial significativa.

As polpas produzidas, para um determinado rendimento, ou nmero

Kappa, ou teor de lignina, so obtidas com controle de variveis de cozimento

(tempo, temperatura, carga e concentrao dos reagentes e sulfidez).

Aumentos em uma ou mais variveis, dentro de certos limites, reduzem o

rendimento. Aumentos de sulfidez at cerca de 30% aceleram a retirada de

lignina em relao aos carboidratos, havendo produo de polpa com menor

teor de lignina para um determinado rendimento. Pequenas variaes no lcali

ativo e na temperatura de cozimento afetam, profundamente, os resultados do

cozimento e as propriedades fsicas da polpa, de modo que diferenas se 0,5%

na carga de lcali e de 1C na temperatura so consideradas significativas.

Um aumento de sulfidez dentro da faixa 20 a 40% causa efeitos muito

pequenos. A quantidade de licor negro adicionado tambm considerada de

menor importncia.

O tempo e a temperatura so variveis interdependentes, ou seja, quanto

maior a temperatura, menor o tempo de cozimento. Na faixa de temperatura

entre 150 e 170C, o rendimento para um determinado teor de lignina no varia

significativamente em cozimentos uniformes. Acima de 180C, a celulose torna-

se cada vez mais susceptvel degradao. Em temperaturas acima de 190 C,

a perda de rendimento grande. Ao lado dos aspectos tecnolgicos,

consideraes econmicas de operao da fbrica determinam o tempo de

cozimento. Com base em investigaes prprias, opta-se por uma combinao

35

de variveis que indica o tempo timo em funo da produo desejada, custos

de capital e de produo.

Obviamente medida que o vapor de 11 kgf/cm2 adentra no digestor pela

regio inferior deste, h um aumento de presso e temperatura. Na parte

superior do digestor, h uma regio equipada com uma peneira que permite a

sada de gases e vapor, mas no permite a sada de cavacos e fibras. Isto

controlado a partir da ao de uma vlvula automtica que determinar a

degasagem. Como pode haver um entupimento da peneira com cavacos e

fibras, h a injeo de ar de sopragem.

Aps permanecer certo tempo na temperatura de cozimento, h a

necessidade de se descarregar o digestor.

2.2.5. Descarregamento

O descarregamento da massa celulsica resultante do processo de

cozimento feito em um tanque de descarga, tambm chamado de Blow Tank.

Este tanque recebe a descarga de todos os digestores e possui duas sadas

bsicas: a massa celulsica ser encaminhada para o sistema de depurao e o

vapor e gases sero encaminhados para o sistema de Blow Heat. O operador

deve aguardar o alarme no SDCD relativo ao descarregamento do digestor,

alm da necessidade de fazer a verificao do nvel do Blow Tank: se for maior

que 50%, pode haver contaminao do tanque acumulador (do sistema de Blow

Heat), pois pode haver arraste de gotculas de licor ou fibras atravs do vcuo

de operao que mantido no Blow Heat.

De forma a garantir uma boa qualidade da massa celulsica que ser

encaminhada para o sistema de depurao, o operador de cozimento retira uma

amostra da linha de descarga do digestor. Claramente os cavacos que esto

localizados na base do digestor sofreram maior degradao pela exposio mais

prolongada a uma temperatura maior. Logo, se o operador verificar que esta

massa celulsica da base do digestor ainda no est adequada, poder inferir

36

que o resto da massa ainda no est pronta. Assim, o operador prolongar o

tempo de cozimento, mantendo fechada a vlvula de descarga do digestor.

Aps a descarga completa do digestor, a massa, conforme j explicado,

se dirige ao Blow Tank, tanque este que cilndrico de base cnica. Ele

munido de 2 agitadores que, de forma tangencial, fazem com que a massa

celulsica se choque com as paredes do tanque, de forma a garantir que a maior

quantidade de vapor se separar da massa e ser encaminhado para o sistema

de Blow Heat.

A figura 7 apresenta o fluxograma para a produo da celulose.

37

Figura 7 Fluxograma do processo de produo da celulose

38

2.2.6. Nmero Kappa e sua aplicabilidade

O nmero Kappa uma indicao do teor de lignina presente na polpa

celulsica ou da sua facilidade de branqueamento. Este procedimento aplica-se

a todos os tipos e espcies de celulose: qumica, semiqumica, no branqueada

e semibranqueada obtidos com um rendimento inferior a 70%.

Sob o ponto de vista tcnico, o termo "celulose" compreende o resduo

fibroso proveniente da deslignificao parcial ou total da matria-prima vegetal

empregada. Nos processos qumicos a separao ou individualizao das fibras

conseguida atravs de produtos qumicos que agem principalmente sobre a

lignina que compe a lamela mdia e que une os elementos fibrosos entre si. A

operao inicial de deslignificao recebe o nome de cozimento ou digesto da

matria-prima empregada. De acordo com a norma NBR 7537 1997, ABNT

(1998), o nmero Kappa definido como o volume, em mililitros de

permanganato de potssio (KMnO4) 0,1N, consumido por um grama de polpa

celulsica, equivalente a seco em estufa a 105 2C, sob condies especficas

de temperatura e especificadas pelo mtodo. Os resultados so corrigidos para

obter um consumo de 50% (massa/massa) de permanganato em contato com a

amostra.

O nmero Kappa uma varivel pr-estabelecida pelo processo

industrial, a qual exerce influncia sobre rendimento do processo e propriedades

da polpa celulsica. Entretanto, as caractersticas da matria-prima madeira

como teor de lignina, teor de extrativos, densidade bsica e a espessura dos

cavacos, influenciam diretamente o parmetro Kappa da polpa. A carga alcalina

aplicada e o fator H passam a ser os principais parmetros do processo de

polpao Kraft utilizado para controle das oscilaes devido matria-prima,

visando manter relativamente constante o nvel de deslignificao da polpa. O

nmero Kappa obtido atravs da oxidao de certa quantidade de polpa em

uma soluo de permanganato de potssio, indicando o grau de deslignificao

de um cozimento.

39

Na Rigesa, a qualidade do cozimento verificada atravs da

determinao do nmero Kappa, realizada trs vezes por turno, sendo duas

para a descarga dos digestores e uma para a manta do quarto lavador do

sistema de depurao.

A construo de um grfico do nmero Kappa bastante til, pois fornece

informaes de tendncia do processo de cozimento. Seguindo uma

metodologia de soma e subtrao de pontos registrados acima ou abaixo de

uma linha objetivo, ao se atingir oito pontos a mais ou a menos, deve-se fazer

alguma alterao no processo de cozimento para garantir uma maior

uniformidade.

2.2.7. GNC e terebentina

GNC quer dizer gases no condensveis. Eles so resultantes do

processo de cozimento e so liberados atravs da degasagem dos digestores.

Este processo se d logo no incio do aquecimento, em que gases so liberados

da madeira e devem ser removidos para se obter a relao correta entre

presso e temperatura. Um destes gases no condensveis a terebentina, em

maior predominncia, seguido de outros gases como o H2S.

A terebentina essencialmente composta por terpenos, que formam uma

diversificada classe de substncias naturais, ou metablitos secundrios de

origem vegetal, especialmente das conferas, alm de compostos de enxofre

resultantes do processo de cozimento que conferem odor bastante desagradvel

terebentina. Este composto pode ser condensado e vendido como

combustvel, ou ainda comercializado para a indstria farmacutica.

Para se realizar a recuperao da terebentina, os produtos da

degasagem dos digestores se dirigem para um ciclone, que separa os gases das

gotculas de licor e fibras que podem ser arrastadas eventualmente. Todo este

material separado enviado para o tanque de rejeitos e depois compor o

sistema no tanque de descarga. Os gases de sada do ciclone se dirigem para

um trocador de calor (condensador de terebentina) resfriado com gua.

40

Obviamente, a gua que funciona como fluido refrigerante para o

condensador de terebentina se aquece, sendo enviada posteriormente para o

tanque de gua recuperada. A mistura de gua (condensado contaminado) com

terebentina, que foi condensada, se dirige ao tanque decantador. A outra parcela

de gases no condensveis possui dois destinos possveis: eliminao para a

atmosfera ou queima no forno de cal do DRU. H tambm a adio de um pouco

de hidrxido de sdio caso a mistura gua e terebentina forme uma emulso

(cerca de 20 litros de NaOH para cada 1000 litros de emulso).

Aps o tanque decantador, a terebentina se dirige para o tanque de

estocagem, localizado abaixo do decantador. Para a coleta de terebentina em

caminhes, h todo um procedimento de segurana a ser adotado. A terebintina

um solvente orgnico. Seus vapores podem irritar a pele e os olhos, causar

danos aos pulmes e sistema respiratrio, assim como ao sistema nervoso

central quando inalados, e causa falncia renal quando ingerida, entre outros

danos. Ela tambm representa risco de incndio devido ao fato de ser

inflamvel. Equipamentos de proteo individual (EPIs) necessrios so as

luvas nitrlicas, respiradores com filtro combinado contra vapores orgnicos,

culos de proteo, capacete e protetor auricular para o operador fazer a

descarga de terebintina para venda, alm de ser necessrio o completo

aterramento do caminho e abertura da vlvula de alvio para evitar presses

elevadas.

A figura 8 apresenta o fluxograma para a captao de terebentina e

sistema de GNC.

41

Figura 8 Fluxograma do processo de captao da terebentina e sistema de GNC

42

2.2.8. Sistema de desfibrao

Aps a descarga da massa celulsica no Blow Tank, esta possui uma

consistncia que gira em torno de 10 a 18%. De forma a reduzir esta

consistncia para valores de 2,5 a 7% (dependendo do ritmo de cozimento),

feita uma diluio no prprio Blow Tank, cujo fundo possui dois agitadores que

misturam a massa celulsica com licor preto proveniente da bomba de diluio

ou dos rejeitos da peneira.

Esta massa, agora diluda, encaminhada para os desfibradores solvo (2

no total, operando em paralelo). Estes desfibradores tm a finalidade de

desagregar a massa celulsica cozida de forma mais homognea, visando a

separao das fibras. O processo de desfibrao que ocorre essencialmente

mecnico. Ao se triturar, por exemplo, um pedao de madeira mida contra uma

pedra de um desfibrador, os elementos fibrosos produzidos no tm forma e

tamanho definidos, obtendo-se a chamada pasta mecnica, sendo o material do

tipo citado quando se utiliza somente energia mecnica.

O desfibrador solvo a mquina usada no incio do processo de

fabricao do papel, com a finalidade de desagregar a matria prima fibrosa,

celulose ou pasta mecnica. Consiste essencialmente de uma bomba centrfuga,

afunilada no fundo, tendo uma cmara para a separao de materiais pesados e

uma peneira rotativa acoplada ao rotor da bomba. colocada gua dentro do

tanque da mquina, e o material (pasta celulsica) jogado aos poucos, vai sendo

desfibrado pelo rotor, formando uma suspenso de fibras em gua. A sada

protegida por uma chapa perfurada, para evitar a sada de material no

desfibrado.

As partculas de maior granulometria, ao passar pela peneira, entram em

contato com dois discos com ranhuras na seo de desfibramento e sofrem

desagregao em partculas menores. Os pedaos de metal ou madeira retidos

na pr-cmara podem ser eliminados abrindo-se uma vlvula de dreno de

massa.

43

Na sada dos desfibradores solvo, a massa celulsica bombeada para o

sistema de refinao.

Figura 9 Desfibrador solvo

2.2.9. Sistema de refinao

A operao de refinao nada mais do que um tratamento mecnico

dado s fibras com a finalidade de prepar-las para dar um papel com boa

formao e resistncia mecnica adequada. Este processo feito em mquinas

denominadas refinadores. O refinador uma mquina contnua de refinao,

composta essencialmente de um rotor e um estator, revestidos de lminas ou

facas de ao no corrosivo de elevada dureza.

A massa celulsica, na sada dos desfibradores solvo, bombeada

atravs das bombas de massa, sendo posteriormente dirigida para uma

tubulao principal, seguindo um dos trs refinadores (nmeros 1, 3 e 4) que

compem o sistema, operando em paralelo. Estes proporcionam massa

celulsica melhores caractersticas fsicas para a formao posterior da manta

nos lavadores e do papel.

A massa bombeada entra no equipamento na regio superior, sendo

distribuda radialmente. A refinao realizada pela passagem da massa

atravs de discos ranhurados que giram em alta velocidade. O refinador de

44

discos o tipo de refinador que emprega no rotor e estator, discos paralelos,

onde esto as facas ou lminas que procedem a refinao. A massa entra pelo

centro e sai pela periferia. Dependendo da finalidade para a qual instalado,

varia-se a rotao e a largura, o nmero e a disposio das facas. Neste tipo de

refinador, a consistncia e o fluxo da massa so mantidos mais ou menos

constantes, variando-se apenas a presso entre rotor e estator.

Existe uma regulagem bastante importante de ser realizada nos

refinadores: a distncia entre os discos. Esta regulagem se faz empurrando ou

recuando o disco da tampa (realizado com comando dado pelo operador no

SDCD), que movimenta por sua vez o disco rotativo, que pode deslizar sobre o

eixo, mantendo uma pelcula de massa permanente. Cabe salientar que na

ausncia de massa entre os discos refinadores, estes podem se encostar

causando danos ao equipamento, e at mesmo o desgaste completo das

ranhuras dos discos pode fazer com que o equipamento seja enviado para

conserto.

Caso haja algum problema de entupimento nas linhas de entrada e sada

de massa celulsica, pode-se realizar o desentupimento atravs de uma linha de

gua com uma presso de 10 kgf/cm2. Uma vez identificado o entupimento, os

operadores fazem as manobras de abertura e fechamento de vlvulas

especficas e, pela abertura da vlvula de gua pressurizada, tenta-se a

desobstruo.

A massa celulsica, agora refinada, segue para uma tubulao principal

que desembocar no sistema de depurao.

45

Figura 10 Refinador de discos

Figura 11 Comparao entre as fibras refinadas e no refinadas

2.2.10. Sistema de depurao

A operao de depurao consiste basicamente em fazer a massa diluda

atravessar um depurador, para eliminao de aglomerados de fibras ou

impurezas das matrias primas e das diversas fases do processo de fabricao.

Imediatamente antes da caixa de entrada da mquina de papel, sempre feita

uma depurao. Este processo realizado em peneiras pressurizadas, que

46

separam a suspenso de fibras boas e em rejeitos (ns da madeira, fragmentos

e fibras mal cozidos) por meio de ao centrfuga. No centro do depurador

giram, presas em um eixo, palhetas de formato hidrodinmico colocadas bem

prximas da superfcie interna na peneira. Estas palhetas provocam uma

pulsao na massa, obrigando-a a atravessar a peneira mantendo-a limpa.

A peneira da marca IMPCO e possui um cesto perfurado fixo na forma

cilndrica. H um rotor munido de aletas internamente a este cesto e uma

tubulao de licor preto do tanque 1B que utilizado para a limpeza da peneira.

A pulsao na massa e a depurao em si ocorrem da seguinte forma: as

fibras em suspenso so alimentadas tangencialmente nas peneiras e passam

no cesto perfurado. As fibras que passam pelo cesto e no ficam retidas so as

fibras aceitas, saindo por uma tubulao que si dirige ao sistema de lavagem.

As fibras que no passam pelos furos do cesto perfurado constituem o rejeito e

se dirigem ao fundo do depurador, saindo por uma tubulao controlada por uma

vlvula de rejeitos. Estes rejeitos vo para o tanque de rejeitos, que, por sua

vez, possui um agitador que recebe a massa refugada dos depuradores e da

Caixa da Amostra para determinao do nmero Kappa. Este refugo se dirige

novamente para o Blow Tank atravs de uma bomba para refluxo.

Um parmetro bastante importante de ser controlado a amperagem das

peneiras. Se a amperagem da peneira diminui, isto significa que a peneira est

comeando a entupir. Para se realizar o desentupimento, deve-se diminuir o

fluxo de massa e realizar a abertura maior da vlvula de rejeitos.

47

Figura 12 Visualizao de um depurador

A figura 13 apresenta o fluxograma para o processo de depurao da

massa celulsica.

48

Figura 13 Fluxograma do processo de depurao da polpa marrom

49

2.2.11. Sistema de lavagem

Aps passar pelo sistema de depurao, a pasta de celulose ainda

apresenta licor preto e fibras, impregnados com lignina, por isso submetida a

uma lavagem com gua quente, a fim de retirar tais resqucios, e assim o licor

preto encaminhado para o processo de recuperao enquanto as fibras

lavadas so encaminhadas para a Torre de Alta Consistncia 2 (TAC 2).

Na etapa de lavagem, a massa lavada em fluxo contracorrente em

filtros rotativos a vcuo ligados em srie. O nome de contracorrente dado

porque a massa entra no primeiro filtro e caminha para o ltimo, enquanto que a

gua entra no ltimo filtro e caminha para o primeiro. Com isso, concentra-se o

licor negro (lignina dissolvida e produtos qumicos utilizados no cozimento),

deixando a fibra limpa.

importante lembrar que a lavagem tem a finalidade de separar as fibras

de celulose para um lado e seus contaminantes (lignina e produtos qumicos)

para outro. Com isto, atende-se 2 objetivos:

Permitir que a celulose prossiga limpa para a TAC 2. A m execuo

deste item pode provocar a contaminao do meio ambiente. Isto pode

ser explicado de outra forma, que seria remover o licor residual que

poderia contaminar a pasta durante etapas seguintes do processamento.

Permitir que os produtos qumicos contaminantes e material orgnico

sejam encaminhados outra rea da fabrica, a fim de recuperar os

produtos qumicos e gerar energia, ou seja, recuperar o mximo de

reagentes qumicos com uma diluio mnima.

Os slidos dissolvidos arrastados com a massa, aps a lavagem,

interferem nos estgios subsequentes do processo de fabricao de papel,

aumentado os nveis de DQO, DBO e cor no efluente da fbrica e devem ser

repostos no processo, aumentando-se o custo varivel de produo.

No processo de lavagem de massa celulsica, ocorre considervel

formao de espuma devido presena de tensoativos. A formao desta

espuma reduz a eficincia de lavagem e recuperao de qumicos. Assim, o uso

50

de antiespumantes bastante interessante. Estes produtos so geralmente

desenvolvidos base de diferentes tipos de polidimetilsiloxanos, slica e dos

siloxanos modificados com polioxialquilenos, em disperso, havendo diversas

outras composies. Como vantagens do uso de antiespumantes, podemos

citar:

Reduz o fluxo dos chuveiros, diminuindo o consumo de gua na contra

lavagem;

Reduz o custo dos qumicos para a mquina de papel;

Reduz a espuma dos efluentes em funo de seu efeito residual

prolongado;

Reduz as paradas de mquina para limpeza de vestimentas e remoo

de impurezas nos filtros;

Diminui gastos com mo de obra, estocagem, espao fsico e frete;

Proporciona aumento do teor de slidos do licor em consequncia da

lavagem.

A quantidade de gua que utilizada na lavagem deve estar em uma

faixa otimizada, pois se um excesso de gua exige gastos adicionais de energia

para sua evaporao e, ao mesmo tempo, uma quantidade insuficiente de gua

ocasiona excessiva perda do licor negro impregnado na celulose.

Portanto, a execuo de uma lavagem eficiente contribui

significativamente para um melhor balano energtico, um menor consumo de

gua e produtos qumicos, bem como a menor gerao de efluentes poluidores.

O filtro rotativo a vcuo, equipamento utilizado na lavagem da massa

celulsica, consiste em um tambor perfurado recoberto por um meio filtrante

geralmente uma malha sinttica ou de metal. Durante a operao, o tambor

parcialmente imerso numa tina que alimentada com uma suspenso diluda

com consistncia entre 1 e 4%. O vcuo aplicado atravs do tambor do filtro

extrai parte do licor negro da suspenso de polpa marrom, formando uma torta

na superfcie do meio filtrante. Conforme o tambor gira, os chuveiros espalham o

fluido de lavagem por sobre a torta de polpa, deslocando o licor presente na

51

torta por um licor com menor concentrao de slidos. A torta , ento, separada

da superfcie do meio filtrante pela interrupo do vcuo.

O sistema de lavagem da Fbrica de Papel de Trs Barras da Rigesa usa

um nmero de filtros igual a 4 em srie, com o filtrado escoando em

contracorrente em relao polpa marrom a ser lavada.

A descrio mais simples desta operao pelo filtro cilndrico rotativo a

vcuo mostrada na figura 14. Uma suspenso de polpa com determinada

consistncia e nvel de impureza alimentada no equipamento a lavar, onde

parte do material contaminante passa para o fluido de lavagem, sendo ento a

polpa suspensa engrossada at determinada consistncia e descarregada para

a prxima operao.

Figura 14 Operao de lavagem pelo filtro rotativo a vcuo

Esse mesmo filtro lavador executa vrias operaes. Podemos separar o

filtro cilndrico rotativo a vcuo em mdulos de operaes unitrias. Segundo

EDWARDS et al. (1986), importante dividir o filtro nas suas operaes para

melhor compreenso do processo de lavagem. A suspenso de alimentao

diluda em um tanque agitado que alimenta a tina de filtrao com uma

suspenso a determinada consistncia. A polpa diluda transferida para a tina

de filtrao, onde a gua drenada atravs de filtrao para a formao da torta

de um tambor de suco. Quando a regio do tambor entra no setor de lavagem,

o fluido lavador desloca o fluido presente na torta e a torta sofre uma ltima

drenagem, onde engrossada para ser descarregada para o prximo

equipamento da linha de operao, ou seja, o prximo filtro rotativo a vcuo.

O fluxo de massa, no sistema de lavagem, se d da seguinte forma: a

massa deixa as peneiras (depuradores) e se dirige para a tina do primeiro

lavador (lavador 1B). Licor preto do tanque 1B faz a diluio da massa, e a

lavagem no primeiro estgio realizada com o licor do tanque 2B, atravs dos

seis chuveiros que compem o lavador 1B.

52

Um esquema de um filtro rotativo a vcuo mostrado na figura 15.

Figura 15 Esquema de um filtro rotativo a vcuo

Este tipo de filtro possui limitaes: opera com baixa consistncia de

alimentao (no mximo 1,5%), dificuldade para expanses de produo,

grande utilizao de gua de processo para diluio da polpa em baixa

consistncia.

O vcuo produzido no sistema se d graas configurao dos

lavadores, que apresentam uma perna ou coluna baromtrica. A coluna

baromtrica consiste em um tubo livre com um dos extremos mergulhado em um

recipiente com lquido e outro ligado ao local onde se quer fazer vcuo. A manta

do filtro lavador normalmente retirada da superfcie do tambor com a ajuda de

ar comprimido injetado na raspa dos lavadores atravs de sopradores. A manta

descarregada em uma caixa onde se localiza o repolpador, que uma rosca

para desagregar a massa.

53

O tambor do filtro vai girando lentamente, conforme a produo requerida,

enquanto que a tina alimentada com a massa, sendo o nvel mantido

constante atravs de uma vlvula automtica de diluio. Atravs da ao desta

vlvula, uma camada de massa depositada sobre a tela, cobrindo a poro

submersa do tambor. Assim, evitam-se problemas com diluio.

Posteriormente, a manta submetida lavagem com gua ou licor, por

meio dos chuveiros, que penetram atravs da massa deslocando o lquido desta.

Aps o perodo de lavagem (contato da manta com o lquido), a manta

descarregada (sofre raspagem) e a superfcie limpa do filtro em sua rotao

novamente penetra na suspenso, repetindo-se o ciclo. O filtrado do lavador 1B

segue para o tanque de diluio 1B.

A massa celulsica, passando pelo lavador 1B, recebe injeo de ar de

sopragem, que promove a quebra do vcuo e, consequentemente, desgruda a

manta para o repolpador na tina do lavador 2B. Esta massa entra em contato

com o licor de diluio do tanque 2B, sendo lavada por sete chuveiros contendo

licor do tanque 3B, sendo que o filtrado segue pela perna baromtrica at atingir

o tanque 2B.

A manta que saiu do lavador 2B diluda com o licor do tanque 3B e a

lavagem se procede de maneira anloga, com sete chuveiros contendo o licor

do tanque 4B, sendo o filtrado do lavador 3B encaminhado para o tanque 3B.

Ao ser retirada do lavador 3B, a manta desfragmentada seguindo para a

tina do lavador 4B, onde diluda com licor do tanque 4B e lavada por cinco

chuveiros com gua quente proveniente do tanque de gua quente. Esta gua

utilizada nos chuveiros passa por dois filtros antes de seguir para o sistema de

lavagem. O filtrado retorna para o tanque 4B.

Linhas de drenagem esto presentes em todo o sistema de lavagem, por

precauo. Caso ocorra algum problema de vazamento, inundao ou coisa

parecida, estas linhas de drenagem ligam os lavadores s tinas a uma tubulao

principal, direcionando o material para um dreno de lavadores, ocorrendo o

descarte no canal interno do DCPM. Os tanques de diluio 1B e 2B so

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conectados com um tanque separador de sabo que o ponto de princpio para

a retirada do licor para o tanque intermedirio do sistema de Blow Heat.

Para se verificar a concentrao de slidos no licor de diluio, cada um

dos trs primeiros lavadores (1B, 2B e 3B) possui pontos de amostragem de

licor para que se possa medir o Grau Baum (B), unidade de concentrao

comumente utilizada em indstria. Esta determinao importante para

controlar o fluxo de gua nos chuveiros lavadores, pois se atua de forma a

desconcentrar o sistema.

Nota-se que a regio dos lavadores quente, pois a lavagem conduzida

a uma temperatura significativa. Isto feito porque a lavagem da celulose possui