BRPI0610895A2 - método para produção de polpa mecánica, cuja polpa é adequada para fabricação de papel ou papelão - Google Patents
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Abstract
A presente invenção se refere a um método para produção de poipa mecânica ou química-mecânica como matéria-prima para fabricação de papel ou papelâo. De acordo com o presente método, a polpa é fibrilada e depois alvejada em condições alcalinas. De acordo com a presente invenção, a polpa é peneirada para separar o material rejeitado do material aceito, em que um máximo de aproximadamente 60<sym> da quantidade total de polpa é separado como material rejeitado, o material rejeitado é alvejado em separado do material aceito e, após isso, o material rejeitado alvejado é novamente misturado com o material aceito. Ao operar de acordo com a presente invenção, a resistência da polpa aumenta e a energia usada para o refino é reduzida, o que é observado tanto na etapa de refino do material rejeitado, como na etapa de pós-refino da polpa mecânica final.
Description
"MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE POLPA MECÂNICA, CUJA POLPA ÉADEQUADA PARA FABRICAÇÃO DE PAPEL OU PAPELÃO"
A presente invenção se refere a um método deacordo com o preâmbulo da reivindicação 1, para produção depolpa mecânica, adequada para fabricação de papel oupapelão.
Em um método desse tipo, a polpa é fibriladausando métodos que são conhecidos per si e a polpa gerada éalvejada (branqueada) em condições alcalinas.
A utilização de polpas mecânicas feitas a partirde blocos de madeira, mais especificamente, polpa demadeira moida, foi a primeira maneira de produzir papel apartir da madeira. A polpa de madeira moida foi produzidaem uma instalação de moagem de madeira usando rebolo oupedra de moer. A produção industrial desse tipo de polpacomeçou na Alemanha, possivelmente, já em 1844. Entretanto,posteriormente, dois conjuntos rotativos de cortadoresforam usados para executar o desfibramento.
Ambos os métodos ainda são usados atualmente.
Entretanto, o método tradicional de produção de polpamecânica foi modificado pela incorporação de condiçõespressurizadas dentro do processo, a fim de recuperar pelomenos parte da energia usada no refino da polpa ou namoagem, sob uma temperatura beneficamente alta. Ao mesmotempo, a pressurização diminuiu o consumo de energiamecânica, pelo fato de que as fibras são melhores quandoprovenientes da madeira em alta temperatura.As polpas mecânicas que são usadas parafabricação de papel são alvejadas. Originalmente, oalvejamento (alvejamento) era realizado usando compostos decloro e compostos de enxofre. Posteriormente, novos tiposde compostos de alvejamento foram usados, entre outros,peróxido de hidrogênio e ácidos de peróxidos orgânicos,ácido peroxifórmico e ácido peroxiacético, conformedescrito, por exemplo, na Patente U.S. No. 4.793.898.
De acordo com a publicação da Patente FI 68685, épossivel se alvejar a polpa mecânica mediante uso de 0,2-3,0% de peróxido de hidrogênio no primeiro estágio e de0,1-5,0% de parácido orgânico no segundo estágio. Aspercentagens são calculadas a partir do peso seco damadeira a ser processada.
A Patente U.S. No. 4.793.898 sugere que épossivel se alvejar a polpa usando peróxido juntamente comácido acético ou ácido fórmico, em cujo caso, o peróxidousado é igual a 20% do peso seco dos cavacos. Nesse caso, épossivel se obter um número k (kapa) de 20, quando doalvejamento de polpa de vidoeiro. É bem conhecido que amistura de uma pequena quantidade, tipicamente, de sais deMg ou DTPA (dietileno-triamino-pentaacetato) dentro dasolução de alvejamento irá prevenir a autodecomposição doperóxido.
A Patente U.S. No. 5.039.377 descreve um métodoque é baseado no alvejamento com peróxido e em que é usadosilicato de sódio junto com um carbonato ou bicarbonato demetal alcalino. O silicato de sódio é usado na formainsolúvel e pode ser substituído por outros compostos desilício tendo uma capacidade de troca iônica, tais como, oszeólitos sintéticos. No presente caso, também, o propósitodos materiais de silicato é evitar uma prematuradesintegração do peroxido causada pelos metais pesados.
A Patente U.S. No. 6.743.332 descreve como em umprocesso TMP de múltiplos estágios, a polpa é alvejadausando uma solução de peroxido de hidrogênio e Mg(OH)2 eNa2CC>3, e a suspensão fibrosa é mantida nessa solução após osegundo estágio de refino, a uma temperatura de 185-160°Cdurante 2-180 minutos. É recomendado que sejam usados5-100 kg de peroxido por tonelada de polpa seca.
Além disso, na Patente U.S. No. 4.731.160 érecomendado que a polpa seja alvejada com peroxido daseguinte maneira: após o desfibramento, a polpa éfracionada em duas frações, cada qual compreendendo afração de finos e, de forma correspondente, a fraçãoprincipal. A fração de finos é alvejada separadamente, pelofato de que se as duas frações forem alvejadas juntas, oresultado é que a drenabilidade da fração principal seráfraca e não será possível alvejar essa fração usando umalvejamento de filtração normal (alvejamento pordeslocamento), devido à fraca drenabilidade. A fração definos é alvejada usando o método de acordo com a figura 1no referido documento de patente, em cujo método a soluçãode peroxido é levada dentro de água filtrada após o últimoestágio. Essa água é trazida de volta para a polpa após aprensagem no primeiro estágio. As reações de alvejamentoocorrem, principalmente, em uma torre de alvejamentoconvencional.
Constitui um objetivo da presente invençãoeliminar as desvantagens associadas com a tecnologiaconhecida e proporcionar um novo e industrialmente útilprocesso para tratamento e alvejamento de polpa mecânica, aqual é usada para fabricação de tecidos fibrosos, taiscomo, papelão e, acima de tudo, papel.
De acordo com a presente invenção, todo oplanejamento e implementação de todo o processo em escalaindustrial, foi realizado de um modo totalmente novo. Nopresente processo, o alvejamento é focado, particularmente,na fração de material rejeitado separada no peneiramento dapolpa. As fibras dessa fração de polpa são, tipicamente,grossas, isto é, a sua maleabilidade é baixa e elas sãopouco fibriladas. Uma folha de laboratório feita de umafração de polpa desse tipo apresenta uma baixa densidade.
Além disso, sua resistência é tipicamente baixa e devido aoseu pequeno número de finos, a sua opacidade é baixa. Poroutro lado, sua superfície é bastante grossa.
De acordo com a presente invenção, a polpa que égerada após a fibrilação é peneirada, a fim de separar omaterial rejeitado do material aceito, em cujo caso apercentagem do material rejeitado separado é no máximo deaproximadamente 60% da quantidade total de polpa. Apósisso, o material rejeitado é alvejado em separado domaterial aceito e o material rejeitado alvejado é novamentemisturado dentro do material aceito.O método é adequado para a produção de polpasmecânicas ou quimico-mecânicas, particularmente, para aprodução de polpa CTMP e, particularmente, para uma polpade madeira dura ou polpas que compreendem fibras de origemde árvores deciduas.
Mais especificamente, a solução de acordo com apresente invenção, é principalmente caracterizada pelo queé indicado na parte caracterizadora da reivindicação 1.
De acordo com o processo, as vantagens sãoalcançadas através do alvejamento da polpa e,particularmente, através do aumento da resistência. Aomesmo tempo, uma substancial quantidade de energia usada noestágio de refino é economizada. 0 aumento da resistência ea diminuição da energia usada para o refino podem serobservados no estágio de refino do material rejeitado e noestágio de pós-refino da polpa mecânica acabada.
Especialmente surpreendente é esse vantajoso aumento deresistência obtido no estágio de pós-refino.
Na literatura, foi demonstrado que o uso deálcali afeta o aumento da resistência e o consumo deenergia no alvejamento de material rejeitado. Nessecontexto, deve ser feito referência aos artigos de StrunkW. e outros; "High-Alkalinity Peroxide Treatment ofGroundwood Screen Rejects", 22°. Congresso Anual de Papel eCelulose (São Paulo), páginas 511-513; "Treating GroundwoodScreen Rejects with Alkaline Peroxide Ups Pulp Value, PulpPaper", 63, no. 11:99-105, 1989, e "High-Strength SoftwoodRejects by Bleaching with Peroxide before Refining", TappiAnn. Mtg. (Atlanta) Proc: 49-61, 1998.
Entretanto, nas soluções conhecidas, grandesdoses de álcali foram usadas. Ao contrário, na presenteinvenção, foi inesperadamente descoberto que mesmo compequenas doses de álcali, a energia é economizada e, assim,de modo particularmente interessante, é alcançada avantagem do pós-refino mencionada acima. Na prática, oconsumo de álcali do processo não é substancialmenteaumentado na presente invenção, pelo fato de que aquantidade de álcali usada para o alvejamento do materialrejeitado diminui a quantidade de álcali necessária emoutros estágios, especialmente, no estágio de alvejamentode alta consistência.
Em seguida, a presente invenção será examinada emmaiores detalhes com a ajuda de uma detalhada explanação,juntamente com os desenhos anexos. A figura mostra umfluxograma simplificado do método de acordo com a presenteinvenção (isto é, o tratamento do material rejeitado).
No método de acordo com a presente invenção, amatéria-prima de madeira é desfibrilada usando métodosmecânicos ou quimico-mecânicos que são conhecidos per si,como matéria-prima para fabricação de papel ou papelão. Nométodo de acordo com a presente invenção, a matéria-primade madeira é desfibrilada usando métodos mecânicos ouquimico-mecânicos que são conhecidos per si, para tornar amesma uma adequada matéria-prima para a produção de papelou papelão. Cavacos de madeira ou madeira (blocos) podemser usados como matéria-prima de madeira. A polpa fibriladagerada é alvejada em condições alcalinas. Entretanto, apolpa proveniente da etapa de fibrilação é primeiro levadapara o estágio de peneiramento, onde é dividida em pelomenos duas partes, a saber, o material aceito, que é levadopara adiante para o estágio de alvejamento e o materialrejeitado, que se submete a um tratamento de acordo com apresente invenção. A percentagem do material aceitoseparada é no máximo de aproximadamente 60%,preferivelmente, no máximo de aproximadamente 40%, emrelação à quantidade total de polpa. No entanto,tipicamente, o compartilhamento do material rejeitadoremovido é de pelo menos 5%, particularmente, pelo menosaproximadamente de 10%. 0 material rejeitado é alvejado emseparado do material aceito e após o material rejeitado seralvejado, o mesmo é misturado dentro do material aceito.
Deve ser mencionado que, embora na explanaçãoseguinte somente a faia preta seja citada em diversoslocais do texto como material de partida para a produção depolpa quimico-mecânica, a presente invenção pode ser tambémaplicada para outras espécies do gênero Populus. Em geral,as seguintes espécies de madeira, dentre outras, são bemadequadas para serem usadas na presente invenção: P.tremula, P. tremuloides, P. balsamea, P. balsamifera, P.trichocarpa, P. heterophylla, P. deltoidesja, P.grandidendata. A Faia Preta (Faia Preta Européia, P.tremula; Faia Preta trêmula, P. tremuloides), espécies defaia preta oriundas de cruzamento de diferentes faiaspretas de matéria-prima, as chamadas faias pretas hibridas(por exemplo, P. tremula x tremuloides, P. tremula xtremula, P. deltóides x trichocarpa, P. trichocarpa xdeltóides, P. deltóides x nigra, P. maximowiczii xtrichocarpa) e outras espécies geradas pela tecnologiagenética, juntamente com os alamos, são consideradas comosendo particularmente preferíveis para a produção de polpaquinio-mecânica, cujas propriedades de fibra e propriedadesópticas são satisfatórias o suficiente para serem usadas napresente invenção.
É preferível se usar polpa quimico-mecânica, aqual apresenta uma adequada distribuição de fibras e pelomenos 30%, mais adequadamente, pelo menos 50% e,preferivelmente, pelo menos 70% de fibras de polpa são deorigem da faia preta, faia preta hibrida ou álamo. Deacordo com uma forma de aplicação mais preferível, umapolpa de faia preta-CTMP é usada na presente invenção. Pelomenos 20% em peso das fibras dessa polpa são incluídas nafração de tamanho de fibra < 200 mesh. Mais adequadamente,uma polpa de faia preta-CTMP é usada quando 20-40% em peso,preferivelmente, aproximadamente 25-35% em peso das fibrasdessa polpa, se inclui na fração de tamanho de fibra 28/48mesh e 20-40% em peso, preferivelmente, aproximadamente 25-35% em peso, na fração de tamanho de fibra < 200 mesh.
No presente caso, a proporção 28/48 significa afração de fibra que passa através de uma tela, cujadensidade é 28 fios por polegada (mesh), mas cuja fração érejeitada pela tela de 48 mesh. Uma fração desse tipocompreende fibras que proporcionam à camada de papel umaadequada massa e rigidez. A fração que apresenta fibras deum tamanho que penetra numa tela bastante fina (< 200mesh), proporciona, por sua vez, uma satisfatória maciez desuperfície. A polpa em questão pode ser produzida atravésde um processo quimico-mecânico, o qual é conhecido per sie que apresenta diversos estágios de refino, por exemplo, 2estágios, seguido do peneiramento do refino e do rejeito dorefino. A distribuição de tamanho de fibra desejada éajustada através da interação desses estágios.
A descrição acima da distribuição do tamanho defibra, tipicamente, se aplica a polpas usadas na fabricaçãode papel se a gramatura for abaixo de 150 g/ma2,preferivelmente, menor que 100 g/m2 (por exemplo,aproximadamente, 30-90 g/m2) . As distribuições de tamanhode fibra são, preferivelmente, diferentes para papéis epapelões de maior gramatura.
Na presente invenção, a produção de polpaquimico-mecânica significa um processo que compreende doisestágios, a saber, um estágio quimico e um estágio mecânicode desfibramento. Os processos quimico-mecânicos incluemos processos CMP e CTMP. No processo CMP, a matéria-primade madeira é refinada sob pressão normal, enquanto noprocesso CTMP, é produzida uma pressão na polpa mecânica dorefinador. 0 rendimento do processo CMP, geralmente, émenor que o do processo CTMP (inferior a 90%) . A razãodisso é que a dosagem dos produtos químicos usada noprocesso CMP é maior. Em ambos os casos, o tratamentoquímico da madeira é tradicionalmente realizado com sulfitode sódio (tratamento de sulfonação), em cujo caso, umamadeira proveniente de folhas largas pode também sertratada com hidróxido de sódio. Nesse caso, uma dosagemquímica tipica no processo CTMP é de aproximadamente 0-4%de sulfito de sódio e 0,1-7,0% de hidróxido de sódio, a umatemperatura de aproximadamente 60-120°C. No processo CMP, adosagem quimica é de 10-15% de sulfito de sódio e/ou de4-8% de hidróxido de sódio (as dosagens são calculadas combase na madeira seca ou polpa seca) e a temperatura é de130-160°C e, correspondentemente, 50-150°C.
Em um processo quimico-mecânico, os cavacos demadeira podem também ser impregnados com uma solução deperóxido alcalino (processo APMP). A dosagem de peróxido,geralmente, é de 0,1-10,0% (da polpa seca, kg/adt),tipicamente, de aproximadamente 0,5-5,0%. A mesmaquantidade de álcali, tal como, hidróxido de sódio, éadicionada, isto é, aproximadamente, 0,1-10,0%, em peso.
A matéria-prima do processo CTMP pode compreenderapenas faia preta ou algum outro tipo de madeira do gêneroálamo. Entretanto, outras espécies de madeira também podemser incluídas, tais como, madeira de folhas largas, porexemplo, vidoeiro, eucalipto e madeira dura tropicalmisturada ou madeira conifera, tal como, abeto vermelho epinheiro. De acordo com uma aplicação, é utilizada polpaquimico-mecânica, a qual compreende pelo menos 5% de fibrasde madeira conifera. Na presente invenção, é possível seutilizar, por exemplo, uma polpa quimico-mecânica quecompreende 70-100% de fibras de faia preta e 0-30% defibras de madeira conifera. Esta última pode ser originadade uma ou diversas espécies de madeira conifera.
A massa, as propriedades de resistência e rigidezda polpa podem ser aumentadas através da adição de fibrasde madeira conifera, particularmente, fibras de abetovermelho. Entretanto, é também possível se produzir efeitosobre a massa e a rigidez da polpa que compreende apenasfaia preta ou um material de partida similar, medianteajuste dos parâmetros de processo do dito processo CTMP.
Os métodos de desfibramento mecânico, isto é,métodos de fibrilação, incluem os métodos tradicionais depolpação mecânica e polpação mecânica refinada (GW e TMP) eversões modificadas dos mesmos.
No tratamento do material rejeitado, é possivelse proceder de duas maneiras:
- inicialmente, se realiza o alvejamento e depois o refinodo material rejeitado, antes deste ser misturado com omaterial aceito, formando o corpo principal da polpa; ou
- alternativamente, refinando o material rejeitado antes doestágio de alvejamento.
Preferivelmente, o refino é realizado após oalvejamento, em cujo caso, a maior parte da energia usadano refino é economizada. Em ambos os casos, 20-60%,preferivelmente, 20-40% da polpa é separada como materialrejeitado, após os estágios de fibrilação e peneiramento.
Os compostos de peróxido ou perácido são usadoscomo produtos químicos de alvejamento, tanto no alvejamentodo material rejeitado, como no alvejamento da misturamaterial aceito + material rejeitado. Entre os compostos deperácido, os ácidos peroxialcano inferiores,particularmente, ácido perfórmico, ácido peracetico e ácidoperpropiônico, junto com ácido permonossulfúrico (ácido deCaron) e misturas dos mesmos devem ser mencionados.
0 ácido peracetico, o qual é um ácidoperoxialcano particularmente adequado, é preparado atravésda reação de ácido acético com peróxido de hidrogênio emuma proporção molar de 1:1-1:2, usando uma pequenaquantidade de ácido sulfúrico como catalisador. 0 ácidoperacetico é usado como tal ou como um produto deneutralização ou numa forma destilada. As condições tipicasnecessárias para o estágio de tratamento usando ácidoperacetico são:
- dose: 2-40 kg/BDt;
- pH: 3-8;
- temperatura: 50-90°C;
- tempo de reação: 30 minutos a 6 horas.
Quando necessário, podem ser incluídos aditivosno estágio do perácido, por exemplo, sulfato de magnésioe/ou um agente quelante, tal como, EDTA ou DTPA, cujaquantidade é de aproximadamente 0,5-3,0 kg/BDt. Maispreferivelmente, as condições necessárias para o estágio detratamento com ácido peracetico são:
- pH: 4,5-7;
- tempo de reação: 30-180minutos; e
- temperatura: 50-80°C.O alvejamento com peróxido, por sua vez, érealizado com peróxido de hidrogênio ou peróxido de sódio.Geralmente, silicato de sódio e sulfato de magnésio sãoadicionados à solução de alvejamento para estabilizar operóxido. 0 alvejamento é realizado em condições alcalinase o valor do pH, geralmente, é de aproximadamente 9-12, noestágio inicial do alvejamento. Tipicamente, a dose deperóxido é de aproximadamente 0,5-10,0% e mesmo uma dose de1-3% proporciona satisfatórios resultados de alvejamento. Aconsistência da polpa é de aproximadamente 5-40% e o tempode retenção do alvejamento é dependente da temperatura e daconsistência, aproximadamente, de 0,1-20,0 horas,tipicamente, aproximadamente, de 0,5-4,0 horas, naconsistência de 5-40%. É possivel melhorar o brilho ISO dapolpa de aproximadamente 15-20 unidades percentuais,mediante uso de alvejamento com peróxido.
O álcali, particularmente, hidróxido de metalalcalino, tal como, hidróxido de sódio, é dosado paraalvejar o material rejeitado nos mesmos volumes doperóxido, tipicamente, a percentagem de álcali é deaproximadamente 0,5-1,0 vez, particularmente, 0,6-0,8vezes, a percentagem do peróxido. A dosagem do álcalitrazida para o alvejamento é de aproximadamente 0,2-3,0% dopeso seco da polpa. A dosagem, mais adequadamente, é nomáximo, de aproximadamente 2,0%, particularmente, deaproximadamente 0,1-1,5%. Devido ao fato de que na presenteinvenção o consumo total de álcali permanecesubstancialmente constante, quando comparado a um processoconvencional, tipicamente, pelo menos 10%, mas, no máximo,aproximadamente metade do álcali usado como um todo noprocesso de alvejamento, particularmente, aproximadamente20-45% em peso da quantidade total da polpa, é usado noestágio de alvejamento de material rejeitado.
O material rejeitado é separadamente alvejado noestágio pós-refino, antes de ser misturado com o materialaceito. Expresso em termos de consumo especifico deenergia, um total de 15-30% da linha principal de energiausada para o refino, é usada para o refino do materialrejeitado.
0 corpo principal da polpa, isto é, o materialaceito e o material rejeitado, são novamente combinadosapós serem tratados separadamente e são tipicamentealvejados e lavados juntos. A polpa novamente combinada éalvejada em um desejado brilho final, conforme descritoacima, com peróxido ou peroxiácido. O processo CTMP, emparticular, permite à polpa ser ainda seca e, por sua vez,comprimida em fardos, antes de ser liberada para ainstalação de papel ou papelão. A fim de produzir numamaneira mais preferível as inesperadas mudanças obtidas noestágio de alvejamento do material rejeitado, é realizadauma etapa de pós-refino na polpa composta (ou seja,material aceito + material rejeitado), usando 10-1000kWh/t, preferivelmente, 10-400 kWh/t de energia para orefino. A principio, esse estágio de pós-refino podeocorrer em qualquer estágio após a nova combinação domaterial aceito e material rejeitado, podendo ser realizadousando a técnica de alta consistência ou baixaconsistência, embora a forma atual mais tipica de aplicaçãoseja o refino de baixa consistência. 0 momento maisadequado para a realização do estágio de pós-refino, talcomo, o refino de baixa consistência acima mencionado, éantes da polpa ser dosada para introdução na máquina deprodução de papel ou papelão.
A polpa composta é alvejada em um brilho finaldesejado, conforme descrito acima, usando peróxido ouperoxiácido em um agente alcalino intermediário. De acordocom a presente invenção, no alvejamento de altaconsistência, a dosagem do álcali pode ser inferior àdosagem convencional. Tipicamente, é de 0,5-1,5%. A dosagemdo peróxido pode ser também diminuída, em cujo caso,aproximadamente 3,0% (tipicamente, 1,0-3,0%) pode serajustado como limite superior.
0 consumo de álcali do processo como um todo(impregnação + alvejamento no meio de consistência +tratamento/alvejamento do material rejeitado) é deaproximadamente 2-4% da polpa (kg/adt), particularmente, ummáximo de aproximadamente 3,5%.
Com base no que foi apresentado acima, o processoé descrito no exemplo seguinte, juntamente com umfluxograma do processo. Os principais estágios do processoincluem o tratamento dos cavacos de madeira, absorção,refino, peneiramento, tratamento do material rejeitado,alvejamento e lavagem.No fluxograma do processo, as referênciasnuméricas (1-12) se referem aos estágios do processo e aosrecipientes descritos a seguir:
(1) - Refino;
(2) - Recipientes para remoção da latência;
(3) - Estágio de peneiramento primário;
(4) - Estágio de peneiramento secundário;
(5) - Recipientes de material rejeitado;
(6) - Concentração do material rejeitado;
(7) - Compressão do material rejeitado;
(8) - Alvejamento do material rejeitado;
(9) - Refino do material rejeitado;
(10) - Recipiente para o material rejeitado;
(11) - Peneiramento do material rejeitado;
(12) - Limpeza centrifuga.
A. Tratamento dos Cavacos de Madeira
Faia preta, e para alguns tipos de polpa, abetovermelho, são usados como matéria-prima para o processo depolpação quimico-mecânico (BCTMP). Os cavacos de abetovermelho são liberados para a instalação como cavacospreparados. A faia preta é descascada na instalação dedescascamento mediante uso do processo de descascamento aseco. Os blocos descascados são transformados em cavacos eos cavacos são peneirados. Os cavacos são armazenados emquatro silos cobertos de armazenamento de cavacos.
Os cavacos são inicialmente aquecidos no silo decavaco, após o que, pedras, areia e outras impurezas sãolavadas através de circulação de água. A água de lavagem éseparada dos cavacos em um dispositivo de separação de águatipo helicoidal.
B. Impregnação
Os cavacos lavados são aquecidos com vapor em umdispositivo de alimentação pressurizado do tipo helicoidal.
Após isso, os cavacos são fortemente comprimidos e, depois,são expandidos, de modo a aumentar a absorção dos produtosquímicos.
C. Refino
Os cavacos impregnados são levados para umprocesso de refino pressurizado de dois estágios. A partirdo estágio de refino, a polpa é levada dentro derecipientes de remoção de latência.
D. Peneiramento
Após o desfibramento mecânico, a polpa contémainda fragmentos e lascas desfibrados de modo incompleto.
Estes são separados da polpa em um processo de peneiramentode estágio único e, após isso, são levados para o estágiode tratamento de material rejeitado.
E. Tratamento do Material Rejeitado
O tratamento do material rejeitado é descrito nafigura 1. Os cavacos impregnados são levados para o estágiode refino (1), após o que, a polpa é bombeada para oestágio de remoção de latência (2). Em seguida, a polpa ébombeada com uma consistência de 1,4-1,8% para a seção depeneiramento (3) do estágio primário (Estágio P) , a partirdo qual o fluxo de material aceito é bombeado para o filtrode disco. 0 material rejeitado no Estágio P (3) é semprebombeado, de acordo com as espécies de madeira processadas,tanto para a seção de peneiramento (4) do estágiosecundário (Estágio S) , como para os recipientes (5) dematerial rejeitado. A proporção volumétrica do materialrejeitado no Estágio P é determinada de acordo com asespécies processadas e com a situação do processo, sendoentre 25 e 40%. O material aceito proveniente da seção depeneiramento do Estágio S, é alimentado dentro do fluxo depolpa que se dirige para o filtro de disco e o materialrejeitado da seção de peneiramento (4) do Estágio S ébombeado dentro dos recipientes (5) de material rejeitado.No estágio S, a proporção volumétrica do material rejeitadovaria entre 47 e 57%, dependendo da situação do processo.
A partir do recipiente de material rejeitado, apolpa é bombeada para o estágio de concentração (6) dematerial rejeitado, o qual pode ser executado, por exemplo,com peneiras curvas, para concentrar a polpa. Antes doalvejamento do material rejeitado, a polpa é lavada comágua e removida da mesma através de prensas (7) de materialrejeitado. A partir das prensas de material rejeitado, apolpa de consistência HC de 28-38% é lavada através de. ummisturador quimico, dentro da torre de alvejamento (8) dematerial rejeitado. No misturador quimico, são adicionadosos produtos químicos de alvejamento, o álcali e o peróxidoe/ou os per-compostos.
Após o alvejamento, a polpa é refinada no estágiode refino (9) de material rejeitado. A partir do estágio derefino (9) de material rejeitado, a polpa é levada dentrodo recipiente de material rejeitado refinado (10), de ondea polpa é bombeada para a seção de peneiramento (11) domaterial rejeitado. 0 material aceito proveniente da seçãode peneiramento de material rejeitado é levado para o mesmofluxo, juntamente com o material aceito proveniente daseção de peneiramento (3), do Estágio P e o materialrejeitado é alimentado para o estágio de limpeza centrifuga(12). Nas peneiras de material rejeitado, a proporçãovolumétrica do material rejeitado é de 20-35%, dependendodas espécies de madeira processadas. 0 material aceitoproveniente do estágio de limpeza centrifuga (12) ébombeado dentro dos recipientes (5) de material rejeitado,de onde irá circular novamente através de todo o processode tratamento de material rejeitado. O material rejeitadoproveniente do estágio de limpeza centrifuga (12) é levadopara fora do processo. 0 material rejeitado proveniente daseção de peneiramento de material rejeitado (30-60% dofluxo da polpa) é recirculado dentro dos recipientes (5) dematerial rejeitado, de onde irá novamente circular atravésde todo o processo de tratamento de material rejeitado.
F. Alvejamento e Lavagens
A polpa é lavada mediante diluição com a água decirculação que é mais limpa e mediante compressão da mesmaem prensas helicoidais, no primeiro estágio de lavagem. Emum processo de alvejamento de dois estágios, além doalvejamento do material rejeitado, a polpa é alvejada comperóxido. O primeiro alvejamento é realizado a umaconsistência de aproximadamente 12% (alvejamento tipo MC) eo segundo alvejamento a uma consistência de aproximadamente30% (alvejamento tipo HC) . Entre os estágios dealvejamento, ocorre um segundo estágio de lavagem, o qual érealizado em uma prensa de tela dupla. 0 uso de produtosquimicos é otimizado, pelo fato de que no alvejamento tipoMC, geralmente, o peróxido de hidrogênio não é adicionado.
Em vez disso, as águas de lavagens que compreendem peróxidoresidual proveniente do segundo estágio de alvejamento, sãocirculadas dentro do dito estágio de alvejamento.
O alvejamento é seguido por um processo delavagem de três estágios. A lavagem é baseada no método delavagem em contracorrente, isto é, circulação das águas dediluição provenientes das lavagens seguintes. Após o quartoestágio de lavagem, a polpa é diluida usando o condensadolimpo da evaporação para a consistência MC e levada para atorre de armazenamento.
G. Secagem e Enfardamento da Polpa
A polpa comprimida é levada da torre dearmazenamento para duas linhas de secagem instantânea, asquais apresentam dois estágios. A polpa é floculada edepois levada para uma corrente de ar quente. Após isso, apolpa é levada através de um dispositivo soprador para umciclone de resfriamento, onde a polpa seca, por sua vez, élevada para os dispositivos formadores de fardos.Seguindo o processo descrito acima, foramalcançados os resultados mostrados no exemplo seguinte.
Deve ser indicado que as propriedades da madeira variam deacordo com o tempo do ano e a área geográfica das quais asárvores são provenientes, além da latitude. Taisconsiderações são óbvias para os especialistas versados natécnica. Conseqüentemente, isto deve ser levado emconsideração ao se observar os números da tabela seguinte,muito embora as duas corridas experimentais em grandeescala foram planejadas para serem realizadas usandoárvores, cujos locais de corte das mesmas foram próximos esimilares o máximo possível.
Tabela
<table>table see original document page 22</column></row><table><table>table see original document page 23</column></row><table>
Propriedades Medidas de uma Folha após a Produção da Polpa
<table>table see original document page 23</column></row><table>
Propriedades, após a Polpa ter sido Pós-refinada em umRefinador de Baixa Consistência (60 kWh/adt) (o refinador éum refinador cônico Voith-Sulzer de escala de laboratório)
<table>table see original document page 23</column></row><table><table>table see original document page 24</column></row><table>
(*) indica que as outras propriedades típicas foram tãopróximas entre si que não vale a pena mencionar as mesmasnessa comparação.
A comparação mostra que a maciez de Bentsen dafolhas de teste, tanto com relação à produção da polpa,como, particularmente, com relação ao pós-refino,juntamente com o indice de tração e a energia dedeslaminação, foi considerada aperfeiçoada. No global, podeser observado como as propriedades da polpa, a qual éprocessada com o método de acordo com a invenção, sedesenvolveram numa direção positiva de uma maneiratotalmente inesperada no estágio de pós-refino, quando acomparação foi feita com base no consumo de energia dessaetapa. Ao mesmo tempo, a energia usada no refino domaterial rejeitado na produção de polpa em questão, caiupara, aproximadamente, a metade. Uma característica que nãopode ser apresentada nessa comparação, mas que é óbvia paraos especialistas na técnica, é que a quantidade de materialrejeitado pode inerentemente variar e, conseqüentemente, sesuas propriedades são afetadas da maneira descrita acima, aqualidade da polpa e, por sua vez, a qualidade do papelfinal, serão substancialmente melhoradas, com as flutuaçõesda qualidade uniformizadas.No exemplo acima, foi usada uma mistura demadeira compreendendo 85% de faia preta e 15% de abetovermelho.
Um procedimento correspondente é também adequadopara o abeto vermelho quando este é usado para a produçãode polpa mecânica refinada, polpa de madeira moida ou polparefinadora quimica-mecânica, ou tratamentos das mesmasrealizados sob condições pressurizadas.
0 exemplo também ilustra que o consumo total deálcali é substancialmente o mesmo na solução de acordo coma presente invenção. No exemplo de acordo com a presenteinvenção, o número foi 3,2% (kg/adt), enquanto que aquantidade usada no método convencional foi 2,7%.
Claims (12)
1. Método para produção de polpa mecânica ouquimio-mecânica como matéria-prima para fabricação de papelou papelão, de acordo com cujo método:- a polpa é fibrilada, usando métodos conhecidos per si, apartir de cavacos de madeira ou madeira; ea polpa fibrilada é alvejada em condições alcalinas,caracterizado pelo fato de que:- após a fibrilação, a polpa é peneirada para separar omaterial rejeitado do material aceito;- no máximo, 60% da quantidade total de polpa é separadacomo material rejeitado;- o material rejeitado é alvejado em separado do materialaceito e, após isso,- o material rejeitado alvejado é misturado com o materialaceito;o material aceito e o material rejeitado sendoposteriormente refinados juntos, usando 10 a 1000 kWh/ton.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o material rejeitado érefinado antes de ser misturado com o material aceito,formando o corpo principal da polpa.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o material rejeitado érefinado antes do alvejamento.
4. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de queaproximadamente 20-40% da polpa é separado como materialrejeitado, após as etapas de fibrilação e peneiração.
5. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de que omaterial rejeitado é alvejado com peróxido ou perácido.
6. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que omaterial rejeitado alvejado separadamente é refinado emseparado, antes de ser misturado com o material aceito.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que, expressa como energiaespecifica, 15-30% da energia de refino da linha principalé usada para refino do material rejeitado.
8. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ocorpo principal da polpa e o material rejeitado sãonovamente combinados após seus tratamentos separados e sãoposteriormente refinados juntos, usando energia, cujaquantidade é de aproximadamente 10-1000 kWh/ton,particularmente, 10-400 kWh/ton.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a etapa de pós-refino érealizada como um refino de baixa consistência.
10. Método, de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a polpa pós-refinada édosada na máquina de papel ou papelão.
11. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que omaterial rejeitado é alvejado com um agente intermediárioalcalino, em cujo caso a quantidade de álcali usada em talalvejamento é de 10-50% em peso, particularmente, deaproximadamente 20-45% em peso, em relação à quantidadetotal de polpa a ser alvejada.
12. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que oconsumo de álcali do processo é no total de aproximadamente 2-4% da polpa (kg/adt), particularmente, um máximo deaproximadamente 3,5%.
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