pastas de alto rendimento

1. Pastas de alto rendimento AT059 Polpa e Papel Umberto Klock

3. PASTAS DE ALTO RENDIMENTO PROCESSOS DE ALTO RENDIMENTO foram denominados para caracterizar os processos cujo rendimento na transforma��o mat�ria-prima (madeira e outros materiais) em pasta fosse superior a 80%.

4. Separa��o das fibras

5. Tipos de separa��o das fibras

6. Separa��o das fibras

7. PASTA MEC�NICA CONVENCIONAL 1� Processo pasta de madeira em 1844 na Alemanha - KELLER. O princ�pio b�sico utilizado pela m�quina era pressionar a madeira, em presen�a de �gua, contra a superf�cie de uma pedra esmerilhadora (princ�pio ainda hoje utilizado nos desfibradores de pedra ou m�).

8. Pasta mec�nica

9. Pasta mec�nica convencional PROCESSO DE FABRICA��O Mat�ria-prima - at� pouco tempo apenas esp�cies de fibras longas (con�feras) eram utilizadas, com a escassez de mat�ria-prima novas esp�cies vem sendo utilizadas. Elimina��o da casca - a casca traz dificuldades durante o desfibramento e na depura��o, apresenta na pasta pontos escuros de dif�cil remo��o. Umidade - madeira verde confere melhor alvura e qualidades f�sicas � pasta, al�m de melhor descascamento, umidade ideal 40% ou mais, umidade inferior a 30% provocam queda na qualidade da pasta.

10. Processamento

11. PMC - Fluxograma

12. Pasta Mec�nica Alimenta��o dos desfibradores com toretes

13. PMC DESFIBRADORES O equipamento mais importante do processo � o desfibrador de pedra, sua alimenta��o pode ser manual ou autom�tica. Em quase todos os tipos de desfibradores o mesmo princ�pio de funcionamento � encontrado, resumido em 4 partes principais: 1. Pedra ou M� - rebolo em movimento rotativo. Cujos tipos s�o : - Pedra natural, - Concreto, e - Cer�mica. 2. Dep�sito da Madeira. 3. Chuveiros para reduzir a temperatura e evacuar a pasta produzida. 4. Dispositivo de afia��o (para tornar abrasiva a superf�cie do rebolo) - carretilhas, com formatos em ponta de diamante, ranhuras helicoidais ou retas.

14. Desfibrador de bolsa

15. PMC Tipos de desfibradores

16. PMC � pedra artificial

17. PMC - UTILIZA��O E CARACTER�STICAS DA PASTA MEC�NICA CONVENCIONAL As pastas mec�nicas s�o classificadas quanto ao processo que as produziu ou pelo fim a que se destinam, como por exemplo, pastas para: papel imprensa, pap�is para impress�o, para livros de bolso, cat�logos, etc. pap�is e papel�es, papel de parede, etc. pap�is para embalagem, sacos, papel�o ondulado, cart�es para embalagem de alimentos, etc. pap�is sanit�rios, toalha, etc. moldados.

18. PASTA MEC�NICA DE REFINADOR Desde 1920, quando os rejeitos da fabrica��o da P.M.C. passaram a ser reduzidos a pasta por a��o de refinadores de discos, a possibilidade de ado��o desta tecnologia era estudada. Embora a id�ia seja antiga, a ado��o da tecnologia � recente. 1954-55 - eram feitas experi�ncias em escala piloto. 1958 - 1� f�brica entra em opera��o.

19. PMR CARACTER�STICAS Vantagens: Possibilidade de uso de res�duos na obten��o de pastas de qualidade aceit�vel pelo uso de refinadores de disco. Utiliza��o de toras defeituosas, tortas, pois a mat�ria-prima � transformada em cavacos. A m�o-de-obra nas instala��es � menor que na de pasta mec�nica convencional. O manuseio de cavacos � muito mais simples que de toras.

20. PMR Vantagens: Possibilidade de uso de res�duos na obten��o de pastas de qualidade aceit�vel pelo uso de refinadores de disco. Utiliza��o de toras defeituosas, tortas, pois a mat�ria-prima � transformada em cavacos. A m�o-de-obra nas instala��es � menor que na de pasta mec�nica convencional. O manuseio de cavacos � muito mais simples que de toras.

21. PMR Vantagens A pasta apresenta propriedades f�sico-mec�nicas melhores que a convencional. O controle de qualidade e uniformiza��o � mais simples. O grau de refino pode ser melhor controlado. A unidade industrial � mais compacta, necessitando de menor espa�o f�sico, que as f�bricas com desfibradores. O sistema � mais flex�vel, a mudan�a de con�feras para folhosas pode ser feita sem altera��o no sistema de produ��o. Pode-se produzir tanto pasta mec�nica, como qu�mico-mec�nica nas mesmas instala��es.

22. PMR Desvantagens: O consumo de energia e o custo de manuten��o s�o maiores do que em pasta mec�nica convencional.

23. PROCESSO DE FABRICA��O - PMR O processo de produ��o consiste basicamente em picagem da madeira, desfibramento (1� est�gio), desfibramento complementar (2� est�gio), depura��o e limpeza. Os desfibradores prim�rios s�o de dois discos girat�rios, em contra-rota��o ou de um disco girat�rio simples. A consist�ncia de trabalho � de 20 a 40%, e a energia consumida neste est�gio � de 40 a 75% do total consumido no processo. Os desfibradores secund�rios s�o an�logos aos do primeiro est�gio e efetuam um desfibramento complementar da pasta, desintegrando os peda�os de madeira n�o totalmente desfibrados, uniformizando, assim sua qualidade. A consist�ncia de trabalho � de 16 a 34%.

24. PMR - Fluxograma

25. EQUIPAMENTOS Desfibradores de Disco Os desfibradores podem ser do tipo de um disco girat�rio ou de dois discos girat�rios em contra-rota��o. No caso dos desfibradores de um disco girat�rio, existem dois discos, um est�tico e outro m�vel. Os cavacos s�o alimentados pelo centro do disco est�tico. Esta alimenta��o geralmente � feita por um parafuso que empurra os cavacos para a zona a zona entre os dois discos. O desfibrador de dois discos girat�rios, os quais giram em sentido oposto, sendo que os cavacos s�o desfibrados entre os discos.

26. PMR

27. CARACTER�STICAS E EMPREGO DA PASTA MEC�NICA DE REFINADOR. As pastas s�o destinadas aos mesmos fins que aquelas produzidas com pedras. Apresentam contudo, vantagem de serem mais resistentes, devendo-se a isto, a presen�a de porcentagem maior de fibras inteiras. Apresentam tamb�m maior uniformidade, que � conseguida pelo maior e melhor controle do processo.

28. Lat�ncia das fibras:

29. PASTA QU�MICO-MEC�NICA Neste tipo de processo, os cavacos s�o impregnados com reagentes qu�micos antes de serem tratados mecanicamente em desfibradores de disco. Ap�s a impregna��o, os cavacos podem ou n�o sofrer um tratamento com vapor saturado, por�m na maioria das vezes o desfibramento mec�nico � realizado sob press�o ambiente. A composi��o do licor pode conter somente hidr�xido de s�dio (NaOH), bem como outros reagentes qu�micos. A etapa de impregna��o pode ser realizada com licor � temperatura ambiente, ou mais elevadas.

30. PASTA QU�MICO-MEC�NICA Para processos qu�mico-mec�nicos que utilizam licor contendo sulfito, as condi��es t�picas s�o: Con�feras 12 a 20% de licor, se houver tratamento com vapor - 10 a 60 minutos a 140 ~ 170 �C, desfibramento a press�o atmosf�rica, rendimento - 87 a 91 %. Folhosas 10 a 15% de licor se houver tratamento com vapor - 10 a 60 minutos a 130 ~ 160 �C, desfibramento a press�o atmosf�rica, rendimento - 80 a 88 %.

31. PASTA TERMO-MEC�NICA O processo de produ��o de pastas termo-mec�nicas � derivado do processo ASPLUND (1932) desenvolvido para produ��o de chapas de fibras de madeira prensada, no qual os cavacos s�o pr�-aquecidos com vapor a temperaturas entre 160~180 �C, e desfibrados em seguida sob press�o, consumindo relativamente pouca energia. Os resultados das pesquisas obtidos indicaram que a temperatura de aquecimento deveria ser reduzida para o intervalo entre 120 e 145 �C, correspondendo a uma press�o operacional de 0,1 a 0,29 MPa (1 a 3 atm). As pastas assim produzidas poderiam ser usadas para fabrica��o de papel jornal, sendo por�m o consumo de energia ainda alto.

32. PTM DESCRI��O DO PROCESSO TERMO-MEC�NICO - comp�e-se geralmente de dois est�gios: No primeiro, os cavacos s�o aquecidos em presen�a de vapor saturado a 120~140�C, por 1 a 3 minutos. Em seguida, os cavacos j� amolecidos pelo calor e pela umidade do vapor s�o desagregados em desfibradores de um ou dois discos girat�rios.

33. PTM

34. PTM - Fluxograma

35. PTM - VARI�VEIS DO PROCESSO Esp�cie, natureza e formato da mat�ria-prima a ser processada - maior ou menor consumo de energia, colora��o diferentes, etc. Temperatura de aquecimento - a temperaturas superiores a 140�C, as fibras separam-se facilmente devido ao fato da lignina ter sofrido a cerca de 140~145�C, um amolecimento t�rmico revers�vel caracterizado pela passagem por um estado chamado de transi��o v�trea , onde a madeira passa de um estado r�gido a um estado pl�stico, semelhante a borracha. No estado pl�stico, a estrutura da madeira � rompida na lamela m�dia, rica em lignina. Esta lignina ap�s resfriamento da pasta volta ao estado v�treo e forma um obst�culo a subsequente fibrila��o das paredes celulares, tornando-as impr�prias para a produ��o de papel. Assim as temperaturas de aquecimento devem estar na faixa de 120 a 140�C. Tamb�m a temperaturas mais altas as pastas adquirem uma colora��o mais escura devido a lignina.

36. PTM � Vari�veis do processo Vapor utilizado no processo - deve ser saturado e a press�es entre 1 e 3 atm. Tempo de aquecimento - de 1 a 3 minutos, tempos mais longos contribuem para o escurecimento da pasta. Teor de umidade da mat�ria-prima - ideal � que esteja em torno do ponto de satura��o das fibras, (na pr�tica umidade entre 20 e 40% s�o utilizadas). Teores de umidade baixos provocam um alto teor de rejeitos e fibras quebradi�as.

37. Desfribradores

38. CARACTER�STICAS DA PASTA TERMO-MEC�NICA Resist�ncia mec�nica - maior que outras pastas mec�nicas. Teor de rejeitos - baixo. Lisura - maior. Alvura - geralmente inferior. Teor de fibras longas - maior, mais uniforme. Lat�ncia - apresenta em alto grau. Imprimibilidade - mostra-se promissora. As PTM tem sido utilizadas em pap�is que tradicionalmente utilizavam PMC, principalmente papel jornal.

39. Pastas QU�MICO-TERMO-MEC�NICA Pastas qu�mico-termo-mec�nicas s�o produzidas amolecendo-se primeiro a estrutura lenhosa da madeira por um ligeiro pr�-tratamento qu�mico seguido da separa��o das fibras, sob press�o, num desfibrador de disco. A pasta apresenta um teor relativamente elevado de finos, o que a faz, em muitos aspectos, similar a pasta mec�nica convencional. Na produ��o de pastas qu�mico-termo-mec�nicas tamb�m se nota a influ�ncia da faixa de transi��o v�trea da lignina na separa��o das fibras, juntamente com a influ�ncia do pr�-tratamento qu�mico, que contribui na separa��o das fibras pelo inchamento da lignina.

40. Usos das PAR Na confec��o de todos estes tipos de pap�is ou cart�es, a pasta mec�nica entra como mat�ria-prima �nica ou em mistura com outros tipos de pastas. Por exemplo, o papel imprensa (jornal) convencional apresenta a seguinte composi��o m�dia: pasta mec�nica convencional 71 a 82% pasta qu�mica 18 a 25% carga 0 a 4%