O QUE  POLPAO

O QUE POLPAO ?

O QUE POLPAO ?

Polpao o processo pelo qual a madeira reduzida a uma massa fibrosa; Isto significa a ruptura das ligaes presentes na estrutura da madeira possibilitando a individualizao das fibras; Existem duas formas de romper as ligaes na madeira e liberar as fibras:

Mecanicamente; Quimicamente; Quimio-mecnico; Semi-qumico.

Existem tambm hbridos destes dois mtodos:

POLPAO QUMICA

POLPAO QUMICA

TIPOS DE POLPAO

POLPAO QUMICA

Uso de reagentes qumicos e calor para dissolver a lignina; Obter o mximo possvel intacto a hemicelulose e celulose; Processos mais usados:

Kraft ( Sulfato)( NaOH & Na2S); Soda ( NaOH); Sulfito(SO2 & Bases : Mg(OH), Ca(OH) 2 , NH4 ( OH)

Definies

Lignina Klason lignina solvel em cido ; um mtodo gravimtrico direto; diz-se que o resduo aps hidrlise cida total de uma poro de carboidratos de madeira/polpa; A lignina cida solvel pode ser estimada espectrofotometricamente (regio UV); Para polpas de eucaliptos: (%)Lignina Klason, = 0.15 x nmero Kappa

Definies

Polpa Qumica: produzida por vias qumicas; rendimento em 50%, contedo de lignina de 3-5 % Polpa No branqueada: polpa totalmente qumica com colorao tal qual sai do digestor ou seja marrom escuro tendendo a marrom claro Polpa branqueada : polpa qumica que sofreu estgios de branqueamento

Definies

Polpa Solvel polpa qumica branqueada; rendimento em torno 30-35%; Alto contedo de celulose (95% ou mais); processo Kraft com pr-hidrlise processo sulfito cido; aumento da pureza da celulose atravs da extrao com lcali frio; Usado para produo de derivados de celulose (rayon/viscose, acetato de celulose, celofane).

OVERVIEW POLPAO

Produo Norte-Americana

Polpao Mecnica - 24 %; Polpao Qumica - 70 %; Semi-qumica - 6 %;

Produo USA ( 1996)

Polpao Mecnica - 9 %; Polpao Qumica - 85 %; Semi-qumica - 6 %;

POLPAO KRAFT

Polpao kraft significa em alemo uma polpa de elevada resistncia fsico-mecnica; Processo dominante no mundo; Possibilita a recuperao dos produtos qumicos; O rendimento baixo : 40-45 %; Tipos de produtos gerados: Linerboard polpa no branqueada.

PRODUTOS PROVENIENTES DAS POLPAS KRAFT

POLPAO KRAFT

Produtos qumicos usados

Operao

NaOH; Na2S;

Reagentes qumicos e cavacos so carregados no interior do digestor; Aquecimento at T = 165 170 C; Cozimento de 2 a 4 horas dependem da quantidade de lignina removida desejada ( N. Kappa); Polpa e licor negro so descarregados no fim do cozimento; O licor negro consiste: Produtos Qumicos usados; Lignina dissolvida; Carboidratos.

POLPAO KRAFT

Polpao qumica com NaOH e Na2S; pH acima de 12 ; Temperatura de cozimento em torno de 160-180 o C ; Presso de 8 kg/cm (120 psi); Tempo de cozimento cerca de 0.5-3 h

POLPAO KRAFTVantagens : Polpao aplicada a todas espcies de madeira; Gerando polpas de elevada resistncia; Tolerante a presena de casca ; Pouco consumo de energia ; Permite recuperao dos produtos qumicos

POLPAO KRAFTDesvantagens: Dificuldade no branqueamento se comparado com as polpas sulfito; Baixos rendimentos (perda de carboidratos ); Gera compostos sulfurosos (TRS)- mal cheirosos em nvel elevado; Durante a polpao kraft so dissolvidos cerca de 80% da lignina, 50% hemiceluloses e 10 % da celulose .

Aula 1 - Fundamentos da Polpao Kraft Nomenclatura e definiesConfira agora os principais terminologias usadas no processo Kraft e suas definies: Licor Branco a soluo que contm os reagentes qumicos ativos de cozimento (NaOH e Na2S), sendo estes usados no cozimento dos cavacos.

Aula 1 - Fundamentos da Polpao Kraft Nomenclatura e definies

Licor Negro asoluo que contm os reagentes qumicos residuais do cozimento (NaOH e Na2S) e aqueles reagentes que ficaram inertes (Na2SO4, Na2CO3, Na2S2O3, etc.), bem como a lignina dissolvida e carboidratos (celulose e hemicelulose) que sofreram degradao.

Aula 1 - Fundamentos da Polpao Kraft Nomenclatura e definies

lcali Total Titulvel (ATT): so todos os reagentes presentes no licor branco, ou seja, NaOH, Na2S, Na2SO4, Na2CO3, Na2S2O3 expressos como Na2O ou NaOH; lcali Ativo (AA): so todos os reagentes mais ativo durante o cozimento, ou seja, NaOH e Na2S, expressos como Na2O ou NaOH; lcali Ativo (AA): so todos os reagentes que efetivamente so usados durante o cozimento, ou seja, NaOH e Na2S, expressos como Na2O ou NaOH.

Aula 1 - Fundamentos da Polpao Kraft Nomenclatura e definies

Polpa Qumica: produzida por vias qumicas; rendimento em 50%, contedo de lignina de 3-5 %; Polpa No branqueada: polpa totalmente qumica com colorao tal qual sai do digestor ou seja marrom escuro tendendo a marrom claro; Polpa branqueada : polpa qumica que sofreu estgios de branqueamento.

OBJETIVOS DO PROCESSO DE POLPAO

GRAU DE DESLIGNIFICAO; VISCOSIDADE; RENDIMENTO; TEOR DE REJEITOS .

Definies

Deslignificao: quebra da estrutura qumica da lignina; Nmero Kappa : mede o contedo de lignina na polpa; Viscosidade da polpa : mede o comprimento da cadeia de celulose (GP- grau de polimerizao); Ponto de liberao da fibra : (130-180oC) ocorre quando lignina suficiente foi removida durante polpao- cavacos so transformados em fibras com pouca ou nenhuma ao mecnica.

CONTROLE ANALTICO DA POLPAO

N KAPPA

Indica o grau de deslignificao; Proporcional ao teor de lignina ( N kappa x 0,15); No capaz de identificar a condensao da lignina AA, AE, AT, ATT, Sulfidez

LCALI DO LICOR BRANCO

LCALI RESIDUAL DO LICOR PRETO

Definies

Nmero Kappa consumo em mL de KmnO4 0.1 N para cada 1 grama de polpa em (H2SO4) 0.1 N usado para monitorar o grau de Deslignificao das polpas qumicas aps polpao e entre os estgios de branqueamento.

Tipos de polpa

Polpas branqueadas de kappa baixo - Contedo de

lignina de 3.0-5 .2 % (20-35 Kappa #) para softwoods ou com contedo de lignina de 1.8-2.4 % lignina (12-18 Kappa #) hardwoods;

Polpas com kappa mdio (35-50 Kappa #) - (bag

papers) Contedo de lignina de 5.2-7.5% ; Polpas com kappa alto (65-70 Kappa #)- Contedo de lignina de 9-11 % para produo de capa de cartes duplex (top liner boards) e contedo de lignina de 12-16.5 % (80-110 Kappa #) para produo de forro/suporte de cartes duplex ( bottom liner ).

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processo Basicamente o grau

de deslignificao a mais importante via de monitorar o comportamento do processo de cozimento. Este ser deve ser mantido o mais estvel possvel, porque suas variaes normalmente causam queda no rendimento e na produo, bem como na qualidade final da polpa. As principais causas de variao do n. kappa so: cavaco; licor; circulao do licor; controle; aquecimento;descarga e sada da polpa. A seguir especificaremos de que maneira estes parmetros afetam o grau de remoo de lignina.

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processo

VARIAES NO N. KAPPA

VARIAES NO N. KAPPA QUMICA Sulfidez; lcali Efetivo; Licor irradia na madeira; Uniformidade do licor; Antraquinona; AQUECIMENTO Direto x Indireto; Retirada do trocador de calor; Deslocamento x Esttico; Diminuio do vapor; DESCARGA E SADA DA POLPA Descarga fria X Descarga quente; Zona de lavagem no digestor contnuo; Descarga incompleta;

CAVACOS Distribuio de tamanho; Mistura; Espcies; Madeira estocada ou fresca Densidade bsica; Umidade da madeira. CIRCULAO DO LICOR DE COZIMENTO Aquecimento direto x indireto; Retirada de licor pelas peneiras de extrao; Fluxo canalizado. CONTROLE Cozimento muito longo; Preciso dos sensores;

EFEITOS DO N KAPPA

TEMPO DE COZIMENTO

A medida que o tempo de cozimento aumenta reduz-se o n kappa; A medida que a carga de AE diminui reduz-se o n kappa; A medida que o n kappa aumenta, aumenta o rendimento e viscosidade .

CARGA DE AE

RENDIMENTO E VISCOSIDADE

EFEITOS DO N KAPPA

SLIDOS NA CALDEIRA

A medida que aumenta o n kappa reduz-se os slidos na caldeira; A medida que aumenta o Fator H reduz-se o n Kappa;

FATOR H

CONSUMO DE REAGENTES DE BRANQUEAMENTO

A medida que aumenta o n Kappa aumenta o consumo de reagentes no branqueamento;

CONTROLE ANALTICO DA POLPAO

VISCOSIDADE DA CELULOSE

No um bom indicador de resistncia da celulose; Representa comprimento mdio das cadeias de celulose; Expresso em cP e dm/kg dm/kg = 954 x log( cP) 325 Pode ser afetado pelo teor de lignina ( no pela hemicelulose)

TEOR DE PENTOSANAS

Indicativo do rendimento, resistncia da celulose, consumo de energia para refino

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processoOs principais fatores que a afetam a viscosidade so: N. kappa A medida que o n. kappa aumenta, aumenta a viscosidade; Sulfidez A medida que a sulfidez sofre reduo, reduz-se a viscosidade; Impregnao com licor A medida que a impregnao seja deficiente, menor ser a viscosidade; Descarga a quente da polpa Quanto maior a temperatura de descarga, maior a degradao da polpa, menor a viscosidade final da polpa.

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processo

Rendimento aquele parmetro que possui uma nfase importantes no que tange ao ponto de vista econmico. Rendimento a relao entre a polpa gerada e a madeira alimentada. Rendimento(%)= polpa gerada/madeira alimentada x 100 ; O rendimento depurado no processo kraft est em torno de 45 a 55%;

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processoOs principais fatores que afetam o rendimento: Espcie da madeira; Qualidade da madeira; Impregnao com vapor deficiente; Cozimento desuniforme; Cozimento excessivo; Elevada produo de rejeitos.

Aula 2 - Cozimento Kraft Objetivos do processoTeor de rejeitos so aqueles cavacos que