Controle de Contaminantes no Processo de Produção de Papel e Celulose

Carla Veríssimo - R&D Manager - Contech

Diversas fontes de contaminação podem ser descritas resultando em um grande número de contaminantes. De acordo com a matéria-prima empregada, diferentes sujidades podem estar presentes no processo de produção, de modo que tratamentos para o controle de contaminantes são de elevada importância. A contaminação pode ser classificada como orgânica, inorgânica ou microbiológica. Os contaminantes orgânicos são denominados pitch e stickies, de acordo com sua origem, natural ou sintético, respectivamente (Fig. 1). As partículas de pitch têm a sua origem nos extrativos lipofílicos da madeira, compreendendo uma variedade de compostos como ácidos e álcoois graxos, ácidos resinóicos, graxas, etc. As partículas de stickies têm a sua origem em matéria-prima reciclada e apresentam uma característica pegajosa (de grude), sendo usualmente provenientes de etiquetas adesivas, envelopes, selos, etc. As partículas de stickies são também classificadas de acordo com o tamanho em macrostickies, microstickies e stickies coloidais (Fig. 2).
Macrostickies são partículas que, devido ao seu tamanho, são rejeitadas em peneiras com diâmetro de poro da ordem de 100 µm, enquanto as partículas de diâmetros menores até aproximadamente 1-5 µm (que passam pela peneira de 100 µm) são denominadas microstickies. As partículas de stickies no estado coloidal, com diâmetros da ordem de 1 µm, não são consideradas prejudiciais ao processo de produção. Porém, desestabilizações no meio - como alterações na carga iônica, na temperatura e pH - podem levar a uma aglomeração das partículas, de modo que estas aumentem de tamanho, formando depósitos prejudiciais ao processo de produção.

OS DEPÓSITOS ORGÂNICOS PODEM OCORRER CONJUNTAMENTE COM INCRUSTAÇÕES INORGÂNICAS, também responsáveis por danos no processo de produção. Íons Ca2+ e Mg2+ interagem com espécies aniônicas - carbonatos, sulfatos e oxalatos – levando à precipitação de depósitos insolúveis. Silicatos, sulfato de bário e hidróxido de alumínio também são compostos usualmente encontrados nestas incrustações.

DEVIDO AO AUMENTO DO USO DE FIBRAS RECICLADAS e do fechamento dos circuitos de água nos processos papeleiros, a ocorrência de contaminantes tende a aumentar, levando a uma maior formação de depósitos que resultam no aumento dos defeitos encontrados no papel, com inevitável perda de produção.
Uma vez que a ocorrência de depósitos é proporcional ao aumento da quantidade de contaminantes, a remoção contínua destes é indispensável. Caso contrário, tais substâncias interferentes acumularão e levarão à formação de depósitos causando problemas de produção. O cenário apresentado mostra a importância de programas de controle de contaminantes apropriados e eficientes no processo papeleiro. A definição de estratégias precisas visando evitar a formação de depósitos é crucial para a adequada operação industrial deste setor. Tratamentos com base na aplicação de sistemas químicos compostos por produtos com diferentes ações têm apresentado elevada eficiência. Nestes casos, o primeiro produto apresenta alto poder de dispersão, reduzindo o tamanho das partículas contaminantes e resultando na estabilização destas no estado coloidal. O segundo produto encapsula as partículas coloidais, eliminando a característica adesiva e inibindo a reaglomeração, e promove a limpeza do sistema pela fixação dos contaminantes nas fibras e consequente remoção destes no próprio papel, com ausência de danos ao processo de produção.

A CONTECH É UMA EMPRESA QUÍMICA FOCADA NO DESENVOLVIMENTO DE SOLUÇÕES PARA O SEGMENTO PAPELEIRO e continuamente despende esforços em P&D na busca de soluções para controle dos contaminantes e, nesta área de atuação, emprega a abordagem do uso de produtos químicos associados. No caso de produtos com ação dispersante, a Fig. 3A mostra o tamanho de partículas de pitch para uma amostra de celulose e na Fig. 3B tem-se o resultado de eficiência do produto com a redução de 1 para 0,75 µm. A Fig. 3C mostra a distribuição de tamanho das partículas de stickies de uma amostra e, após a aplicação do produto dispersante tem-se a diminuição do tamanho de 1,8 para 0,45 µm (Fig. 3D). Visando à “detackificação” e microfixação das partículas contaminantes, tem-se a aplicação do segundo produto e na Fig. 4A observa-se a variação na quantidade dos contaminantes de acordo com diferentes estratégias de tratamento. As micrografias óticas apresentadas nas Figs. 4B, 4C e 4D evidenciam a remoção dos contaminantes em função da estratégia de tratamento empregada.

A CONTECH CONSOLIDOU A SUA POSIÇÃO NO MERCADO COM TECNOLOGIAS E PRODUTOS desenvolvidos por colaboradores com expertise em diferentes áreas químicas e de engenharia de aplicação. A companhia patenteou soluções inovadoras, desenvolveu sistemas customizados de acordo com as necessidades dos clientes e consolidou a sua marca oferecendo produtos e serviços de excelência. O sistema patenteado desenvolvido para a aplicação de produtos químicos visando o condicionamento das vestimentas das máquinas de papel apresenta a vantagem de realizar a limpeza com a máquina em funcionamento. Os produtos químicos responsáveis pelo tratamento dos feltros e telas são aplicados com a máquina em operação, promovendo ganhos em produtividade com o tempo. A eficiência de remoção dos contaminantes existentes nas vestimentas é evidenciada tanto para a limpeza contínua quanto choque, promovendo redução nos tempos de parada de máquina, aumento no tempo de vida dos feltros e telas, bem como aumento da produtividade e na qualidade do produto final. As Figs. 5A e 6A mostram imagens de vestimentas usadas apresentando incrustações, que foram coletadas de diferentes máquinas. Após o tratamento adequado observa-se a efetividade da limpeza nas Figs. 5B e 6B.

A CONTECH CONTINUAMENTE TRABALHA NO DESENVOLVIMENTO DE SOLUÇÕES VISANDO À MANUTENÇÃO DAS VESTIMENTAS. O tratamento preventivo desenvolvido para feltros e telas visa inibir a adesão de materiais insolúveis através da formação de uma camada protetora na superfície das vestimentas. Esse tratamento baseia-se na passivação da superfície das vestimentas com produtos químicos apropriados, minimizando a incidência de furos e defeitos na folha de papel.
O produto residual segue na água do sistema e age reduzindo a aderência de incrustações em lâminas, rolos e caixas de sucção e, assim, previne a formação de depósitos.
De modo geral, pode-se observar um aumento de produtividade e na qualidade do papel final como resultados alcançados pela aplicação de tratamentos de controle de contaminantes. *