Digestores: como melhorar o cozimento e o Número Kappa

O processo de cozimento é um dos mais importantes na indústria de papel e celulose. Ele ocorre em digestores, equipamentos utilizados para a transformação da madeira em materiais utilizados em etapas futuras da produção.

Continue lendo o post e saiba como melhorar o cozimento e o número Kappa da sua indústria!

Como funciona o processo de cozimento em um digestor?

Tudo começa com a chegada das toras de madeira na fábrica. Elas são coletadas, lavadas, descascadas, picadas e classificadas. 

O cavaco é estocado no pátio de madeira e transportado para o cozimento, por meio de correias transportadoras. A vazão de cavaco nestas correias será definida pelo controle de nível no Digestor e pela necessidade de alimentação da mistura (Cavaco/Licor).

O cozimento é feito em digestores, que são vasos pressurizados (entre 8,0 e 10,0 kgf/cm2) e com temperaturas que chegam até 150 ºC. É nos digestores que ocorre a impregnação do cavaco com o chamado licor branco – solução aquosa alcalina que contém reagentes como hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na2S). 

Nessas condições de cozimento, ocorre a dissolução da lignina a partir da reação do licor branco com a madeira, transformando os cavacos em celulose marrom.

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Em algumas linhas de produção, a impregnação de licor no cavaco pode acontecer em vasos que antecedem o processo de digestão, conhecidos como Imp.Bim. 

Estes vasos estão presentes nos processos de digestão por batelada e contínua, com o intuito de melhorar a impregnação de licor nas fibras do cavaco, aumentando a eficiência e reduzindo o tempo de cozimento. 

O tempo de cozimento é determinado pelo tempo que o cavaco leva para atravessar as fases até serem descarregados continuamente do digestor.

O que é o Número Kappa?

O Número Kappa é a medida utilizada para determinar a qualidade da celulose produzida e está diretamente ligado ao teor de lignina, que é responsável pela tonalidade da polpa de celulose e esta, por sua vez, depende do grau de cozimento do cavaco.  São pontos que precisam de extrema atenção para que as próximas etapas do processo de produção sejam definidas.

Descuidos em fases do processo que antecedem o Digestor, impactam significativamente nos custos da produção, na qualidade da polpa de celulose e também no meio ambiente, então fique atento.

Entretanto, é essencial manter o controle do Número Kappa para que ele não fique elevado demais ou baixo demais. 

Os impactos, caso isso ocorra, são enormes. 

Além de uma polpa de celulose sem qualidade, os equipamentos utilizados no processo podem ser danificados, como, por exemplo, através de obstruções, que fazem com que ocorra a perda de produto.

Quando o Número Kappa está alto demais, o consumo de produtos químicos em estágios adjacentes é aumentado. Já quando ele está baixo demais, ocorre a perda de rendimento do processo, além de uma qualidade ruim no final da folha de celulose, com a viscosidade sendo afetada.

Qual o papel da medição de umidade na indústria de papel e celulose?

Dentre muitas das variáveis envolvidas para que seja produzida uma polpa de celulose com qualidade, como, por exemplo, a temperatura e a pressão, temos também a umidade do cavaco de madeira.

Existem diversas formas de medir a umidade do cavaco de madeira, desde a utilização de amostras em laboratórios até o uso de equipamentos específicos, instalados ao longo do processo de produção. 

Esta medição é um desafio para muitas empresas que trabalham com papel e celulose.

A umidade do cavaco de madeira precisa estar em níveis ideais para que o processo de cozimento seja otimizado. Na medição online de umidade em correias transportadoras de cavaco, é fundamental garantir a adição sem desperdícios do licor branco ao Digestor.

Assim, os ganhos e economias que serão gerados em seu processo são inúmeros, como, por exemplo:

  • economia de produtos químicos envolvidos no processo de branqueamento;
  • economia de Álcali;
  • mais vida útil aos equipamentos utilizados ao longo do processo;
  • maior proveito do Digestor;
  • economia de energia;
  • um Número Kappa estável.

Escolha a tecnologia correta

A tecnologia de medição de umidade mais indicada neste processo é a de micro-ondas. Diferente das técnicas de medição convencionais, os medidores de umidade por micro-ondas medem o volume total de material na correia transportadora, garantindo leituras muito mais representativas e nem um pouco superficiais.

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O equipamento gera múltiplas micro-ondas em uma ampla faixa de frequência, emitida por uma antena abaixo do transportador. As micro-ondas penetram nos cavacos e são captadas por uma segunda antena acima da correia.

Ao penetrar nos cavacos, as características das micro-ondas se transformam, em termos de atenuação e mudança de fase. Essas mudanças estão relacionadas diretamente à umidade do cavaco de madeira, que, por sua vez, está diretamente ligada à condutividade do mesmo. 

Quanto mais úmido o cavaco, maior a presença de água. E quanto mais água, mais as micro-ondas são atenuadas.

Uma vez que os valores de umidade estão disponíveis em tempo real, esta tecnologia de medição é claramente mais benéfica para o processo de cozimento. 

Isso sem falar da economia de tempo, uma vez que não serão necessárias as análises de amostras em laboratórios (ou, se forem, serão poucas vezes).

Em alguns casos, pode ser necessária a utilização de um Densímetro Radiométrico para a realização da medição da densidade. Ele também servirá para compensar o volume de material na correia devido às diferenças de perfil do produto ou da altura de produto na correia. 

O instrumento medirá a densidade aparente variada usando a compensação para uma medição de peso da área g/cm2, tornando o seu sistema preciso, com elevada resolução e repetibilidade.

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Você agora já sabe os benefícios que os medidores de umidade por micro-ondas trazem para seus processos, não é? Então, chegou o momento de dar um upgrade na operação em que você trabalha.

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