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FACULDADE PITÁGORAS -JUNDIAÍENGENHARIA QUÍMICA
PROCESSOS INDUSTRIAIS
INDÚSTRIA DE CELULOSE E PAPEL
CRISTIANE SOUZAMOISÉS SUHET
PATRÍCIA DE FREITASREGINALDO DOS SANTOS
É a matéria prima orgânica mais abundante na natureza, além de ser a mais versátil e fácil de
substituir, mesmo assim é indispensável na produção de papel para civilização moderna.
(SHEREVE e BRINK Jr. 2008)
HISTÓRICO
As primeiras tentativas: pedras, cascas de árvores, folhas e marfim.
2500 a.C e 2000 a.C: papiro, de onde vem o nome papel.
105 d.C.: papel inventado pelos chineses.
Final do século XIV: o processo foi conhecido no sul da Europa.
Século XVII: solidificou-se na Inglaterra.
1690: foi construía a primeira fábrica de papel americana.
Bíblia de Gutenberg marcou o início da impressão de livros.
1750: batedeira holandesa, desde então adotada.
1799: francês Rober, máquina Fourdrinier .
1809: Dickinson, máquina a cilindro.
1830: inatividade da máquina Fourdrinier.
1844: Keller, da Saxônia, processo mecânico de fazer polpa a partir de madeira.
1851: Watts e Burgess, desenvolvem o processo à solda.
1867: Tilghman, patente para processo ao sulfito.
1909: processo ao sulfato foi introduzido nos EUA, mecânica: 48%, sulfito: 40%; soda: 12%.
MATÉRIA PRIMA
OBJETIVO
O objetivo do processo industrial é extrair a celulose da madeira, na forma de uma pasta separando-a da lignina, resinas e minerais, as quais são usadas na geração de energia elétrica
pela própria fábrica.
EXTRAÇÃO DA MADEIRA
PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CELULOSE
FLUXOGRAMA
A CELULOSE • É o principal componente da parede celular das fibras das plantas
PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CELULOSE
Existem muitos métodos diferentes para a preparação de
pasta celulósica, desde os puramente mecânicos até os
químicos, nos quais a madeira é tratada com produtos
químicos sob pressão e pela ação de calor (temperaturas
maiores que 150°C), para dissolver a lignina, havendo
inúmeras variações entre os dois extremos.
A preparação da pasta celulósica se inicia na separação dos demais componentes constituintes do organismo dos vegetais.
Após a separação a celulose é classificada em:
- fibras longas- fibras curtas - fibras muito longas
PROCESSO DE PRODUÇÃO
Descortificação e picagem Peneira
Biomassa
Digestores
Caldeira de força
Depuração
Embalagem
Lavagem
Lavagem
Peneira
Branqueamento (alvejamento)
Secagem
Licor brancoLicor negropara recuperação
Pasta marrom
Rejeito
Água quente (ETA)
Rejeito
HipocloritoClO2
Soda cáusticaOzônioH2O2
Vapor
cavaco
Depuração da polpa marrom
Digestor
Evaporador Caldeira de recuperação (Na2SO4, Na2CO3, NaCL, Sílica, CaO, FeO, alumina,
K(OH)2)
Na2SO4 + 2C Na2S + 2CO2
Clarificador
Turbo gerador
Filtro
Caustificação CaO+H2O Ca(OH) 2Ca(OH) 2 + Na2CO3 2NaOH+CaCO3
Forno de cal
vapor
Vapor
Licor branco fraco
dregs
Licor negro (80%)
ENERGIA
VAPOR
Licor verdeNaOH + Na2SO4
ÁguaCaCO3
Licor branco(NaOH + Na2S)
Licor negro (15%)
CaO
Detalhes do clarificador de licor verde
Fonte: Mokfienski, 2006
CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO
Fonte: Mokfienski, 2006
Forno de cal
Queimador
Satélites ou Coolers
Saída dos Gases de
Combustão
Zona de Calcinação
Zona de Aquecimento
Zona de Secagem
(correntes)
Gases de Combustão
Lama de Cal CaCO3 + H2O
CaCO3 ( seca )
CaO
H2O (vapor)
CO2
Lama de Cal (CaCO3)
Alimentação de Gases
Descarga de Cal
Recuperada
Fonte: Mokfienski, 2006
Detalhe do caustificador ou apagador de cal
Fonte: Mokfienski, 2006
FABRICAÇÃO DO PAPEL
• primeiro procedimento é a produção da polpa.
• Depois, utiliza-se a polpa para fabricar as variedades existentes do papel,
os classificados como:
papéis para impressão (acetinado, bíblica, couché, jornal, monolúcido),
papéis para escrever, papéis para embalagem, papéis para fins sanitários,
cartões e cartolinas, papéis especiais (bases para carbono, cigarro e afins,
para desenho) e papéis não classificados (Kraft especial para cabos elétricos,
fios telefônicos e condensadores).
Normalmente, consiste em dois processos gerais: na batedeira e no
refinador, sendo que a fábrica utiliza uma ou outra, ou até ambas.
FABRICAÇÃO DO PAPEL MADEIRA
•CASCA•DESCASCAMENTO•PICAGEM
•PENEIRAMENTO
CALDEIRA ESTOCAGEM
COZIMENTO
LAVAGEM•LICOR NEGRO•SISTEMA DE RECUPERAÇÃO•SECAGEM DA CELULOSE DEPURAÇÃO
BRANQUEAMENTO REFINAÇÃO FABRICAÇÃO DE PAPEL
PRODUÇÃO DO PAPEL
PRODUÇÃO DA POLPA FABRICAÇÃO DOS PAPÉIS
PAPÉIS PARA IMPRESSÃO
PAPÉIS PARA ESCREVER
PAPÉIS ESPECIAIS
PAPÉIS NÃO CLASSIFICADOS
PRODUÇÃO DO PAPEL
• CONSISTE EM:
1. BATEDEIRA2. REFINADOR
3. DIVERSIDADE EM POLPAS4. ADICIONANDO FIBRAS5. ADICIONANDO COLA
6. CORANTE7. INTRODUZ-SE O ALUME (COAGULAÇÃO)
Batedeira (conhecida como holandesa):
consiste num tanque em madeira ou metal, com extremidades
arredondadas e uma divisão parcial no meio, formando um canal,
por onde a polpa circula continuamente.
Num dos lados está um cilindro equipado com facas ou barras; diretamente
abaixo deste cilindro está uma chapa de apoio,
a que se fixam barras estacionárias.
Quando em operação a polpa circulante é forçada por entre as barras do
cilindro giratório e as barras estacionárias do encosto.
• batimento das fibras faz o papel mais forte,
• mais uniforme, mais denso, mais opaco e menos poroso.
PRODUÇÃO DO PAPEL - BATEDEIRA
• TANQUE DE METAL.• DIVISÃO NO MEIO
Os refinadores contínuos têm forma geral cônica ou de disco.
A máquina Jordan inventada a 100 anos, percusora de diversas variedades
de refinadores cônicos, como Bolton-Emerson Claflin 202. A máquina
consiste essencialmente num casco cônico agudo e em acessórios, que
provocam o máximo de desfibramento e de refinamento à polpa.
PRODUÇÃO DO PAPEL - REFINADORES
• REFINADORES CONTÍNUOS• FORMA CÔNICA• NUCLEO GIRATÓRIO
Máquina Fourdrinier
Fonte: http://html.rincondelvago.com/envases-y-embalajes.html
Processo a seco
Operações de acabamento: o papel sai da fábrica é convertido ao seu uso
terminal mediante vários processos, que dependem da forma final
requerida. A modificação mais ampla é provavelmente a aplicação e o
alisamento de revestimentos para papéis especiais. O revestimento mineral,
ou pigmentação da superfície; é aplicado para melhorar o recebimento da
impressão. O pigmento básico usado é a argila. Também são usados em
grandes quantidades de caseína (adesivo de proteína) e o carbonato de
cálcio, e em menor escala, outros pigmentos minerais.
Papel usado
Os meios mecânicos são suficientes para transformar a massa de papel em
polpa apropriada para o papel de telhados e papel para caixas de papelão.
Em virtude de o produto ter coloração escura, são suficientes, por isso, as
operações de desintegração e de desfibramento.
Destintamento depois de os fardos serem inspecionados e lançados na
polpadeira, se junta soda cáustica, que é o reagente usado
em geral para destintamento.
A barrilha, o peróxido de sódio, o silicato de sódio ou um dos compostos
fosfáticos do sódio podem ser adicionados à formulação.
O cozimento e o polpeamento são efetuados rapidamente numa só
operação, numa temperatura um pouco inferior a 200ºF (93.3ºC). O
alvejamento, leva em muitos casos, a um produto branco como a neve.
Chapas estruturais
As chapas de fibra são folhas rígidas, ou semi-rígidas,
ormada pelo feltramento das fibras a úmido ou a seco.
As chapas de aglomerados usam serragem, aparas e lascas com formas
especiais, a fim de combinar as propriedades físicas
convenientes com a aparência atrativa.
Os laminados à base de papel são folhas múltiplas de papel
tratado a resinas coladas sob pressão elevada com ação
do calor; nestas circunstâncias, tornam-se rígidas e
não tem as características do papel.
PRODUÇÃO DO PAPEL E SUSTENTABILIDADE
O conceito se apoia em um tripé
econômico (obtenção de lucro), ambiental
(preservação dos recursos naturais) e social
(desenvolvimento do capital humano).
PRODUÇÃO DO PAPEL E SUSTENTABILIDADE
PRODUÇÃO DO PAPEL E SUSTENTABILIDADE • Matéria-prima
• Florestas e plantas• (Florestas renováveis)
• Ser renovável• Reciclável
• Ciclo de produção limpa• Auto suficiência (objetivo da empresa).
REAPROVEITAMENTO DO PROCESSO
PRODUÇÃO DO PAPEL E SUSTENTABILIDADE
• ENERGIA PARA FÁBRICA- Cascas e cavacos- Licor negro
• Lucro com o lixo da fabricação de papel.- Resíduos.
PERSPECTIVAS DA PRODUÇÃO
• EVOLUÇÃO DA PRODUÇÃO BRASILEIRA DE CELULOSE
• Fonte: (BRACELPA, 2010 apud Fávero e Maitan, s/d)
PERSPECTIVAS DA PRODUÇÃO
• Maiores produtores mundiais de Celulose e Papel - 2011
NÃO CONSEGUI TRAZER A TABELA.FAVOR DIGITAR OU DIGITALIZAR.
• Fonte: (BRACELPA, 2010 apud Fávero e Maitan, s/d)
PRODUÇÃO DO PAPEL NO BRASIL
Nos últimos dez anos, o País aumentou sua
produção em 36,1%, com crescimento médio de
3,1% ao ano, acompanhando as mudanças
economia brasileira.
Em 2009, o setor posicionou-se como 9º
produtor mundial de papel e, em 2010, produziu
9,8 milhões de toneladas do produto. (BRACELPA, 2011).
PRODUÇÃO DA CELULOSE NO BRASIL
• 220 indústrias de celulose com atividade em 540 municípios, localizados em 18 Estados.
• 2,2 milhões de hectares de florestas plantadas para fins industriais, 2,9 milhões de hectares de florestas preservadas, 2,7 milhões de hectares de área florestal total certificada.
• Em faturamento os valores chegam em: • exportações 2011: US$ 7,2 bilhões;• saldo Comercial 2011: US$ 5,1 bilhões;• impostos pagos: R$ 3,5 bilhões;• investimentos: US$ 12 bilhões nos últimos 10 anos;• emprego: 128 mil empregos diretos (indústria 77 mil, florestas 51 mil) e 575 mil empregos indiretos.
PRODUÇÃO DE POLPA NO BRASIL EM 2001
Fonte: PPI apud Piotto (2003).
PRODUÇÃO DE PAPEL NO BRASIL EM 2001
Fonte: PPI apud Piotto (2003).
CRESCIMENTO
• O crescimento anual da indústria de celulose: 7,1% ; a indústria de papel: 5,4%.
Bracelpa (2013)
• As maiores produtoras de papel e celulose no Brasil em 2010 são: Revista Exame.com (2011)
• 1º. Suzano 2º. Klabin• 3º. Fibria 4º. Internacional Paper• 5º. Cenibra 6º. Grupo Orsa• 7º. Rigesa 8º. Veracel• 9º. Milli 10º. Bahia Specility Cellulose• 11º. Celulose Irano 12º. Penha• 13º. Jandaia 14º. Stora Enzo Arapoti• 15º. Adami
MATRIZ ENERGÉTICA DA INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE- 1970-2010
JARI CELULOSE:
UMA INDÚSTRIA
VERTICAL
JARI CELULOSE: UMA INDÚSTRIA VERTICAL
JARI CELULOSE: UMA INDÚSTRIA VERTICALO Projeto Jari foi idealizado pelo americano Daniel Ludwig, em
1967 onde adquiriu no norte do Pará,
nos limites com o Amapá, uma área pertencente a empresários
portugueses, com 1.250.000 ha, até então explorada em termos
extrativistas e onde seria produzido cerca de 75.000 t/ano
através de uma usina de polpa e celulose e de energia, trazidas
completas do Japão, montadas numa logística de alto custo.
Em 1978 a fábrica parte do Japão e cruza três oceanos em uma
enorme balsa de 30 mil toneladas trazendo uma fábrica de
celulose inteira e outra plataforma com usina
termoelétrica completa rumo a Monte Dourado as margens do rio
Jarí, no interior da Amazônia.
Uma viagem épica que até hoje causa espanto.
JARI CELULOSE: UMA INDÚSTRIA VERTICAL
A sede da Jari Celulose S.A. está situada em Monte Dourado,
às margens do rio Jari, no estado do Pará.
Já a fábrica de celulose está localizada no distrito
industrial de Munguba, a aproximadamente 18 Km de
Monte Dourado, também às margens do rio Jari,
ocupando uma localização estratégica.
Hoje, depois de muitos transtornos,
o projeto ganha novas forças por intermédio do grupo Orsa
uma das principais organizações brasileiras no setor de madeira,
celulose, papel e embalagens
JARI CELULOSE: UMA INDÚSTRIA VERTICAL
Produtos: Papel para embalagem, chapas, embalagens de papelão
ondulado e celulose
branqueada de eucalipto – Forest Stewardship Council (FSC).
A Divisão Papel e Embalagem é a segunda maior indústria
integrada de papéis para embalagens,
chapas e embalagens de papelão ondulado do Brasil,
atendendo a praticamente todos os segmentos da economia.
Reconhecida pelo pioneirismo, trabalha de forma
verticalizada e foi a primeira do setor a conquistar
a certificação FSC para a produção de papel
reciclado 100% pós-consumo.