Impregnação do cavaco na indústria de papel e celulose: entenda a importância

Se você está inserido nas rotinas de produção das indústrias de papel e celulose, já deve ter ouvido falar sobre os digestores e em como a capacidade de produção da fábrica está diretamente relacionada a eles, não é mesmo? 

Mas, você sabe qual é a importância de realizar a impregnação do cavaco de madeira antes de ele chegar ao digestor?

Continue lendo o post e descubra!

Qual a importância de realizar a impregnação do cavaco de madeira?

A impregnação do cavaco de madeira, antes do processo de cozimento, é essencial para um bom desempenho de etapas posteriores do próprio processo. 

Para que o cavaco possa atingir a fase de deslignificação principal ou massiva no digestor, o ideal é que o cavaco esteja impregnado em sua totalidade ou no mais próximo possível dela.

Além disso, quando a impregnação dos cavacos é feita de forma eficiente, há ganho de seletividade. Mas como assim? Ganho de seletividade significa uma alta deslignificação e, ao mesmo tempo, uma baixa degradação de carboidratos dentro do digestor. 

É possível medir estes resultados de diversas formas, como pela relação do rendimento depurado pelo número kappa ou pela relação da viscosidade da polpa pelo número kappa.  

Além disso, pode ser medida tanto pela relação do rendimento depurado/número kappa ou viscosidade da polpa/número kappa.

Uma eficiente impregnação de cavacos, melhor distribuição da carga alcalina e extração/troca de licores contaminados com constituintes ou componentes dissolvidos da madeira, baixas temperaturas ao longo do cozimento e eficientes lavagens da polpa, permitem uma maior retenção de hemiceluloses, menor consumo energético de vapor e maiores rendimentos em produção.

Como é feito o processo de impregnação de cavaco na indústria de papel e celulose?

Tudo começa com a chegada das toras na fábrica de papel e celulose. Esta madeira é coletada, lavada, descascada, picada e classificada. O cavaco é estocado no pátio de madeira e transportado para o cozimento, através de correias transportadoras.

O cavaco é impregnado com o chamado licor branco, uma 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.

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.

Quem está por dentro das rotinas das indústrias de papel e celulose já está acostumado a ouvir falar de digestores e da sua relação direta com a capacidade de produção da fábrica. Mas você sabe qual a importância da impregnação de cavaco antes de chegar ao digestor?

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

Após a reação do licor branco com o cavaco, a lignina reage, formando o licor negro, onde se concentram, além da própria lignina, substâncias e impurezas presentes no cavaco. 

Assim, o licor negro entra em um processo de recuperação em ciclo fechado. Após o cozimento, a polpa de celulose é enviada para o processo de lavagem e branqueamento.

O digestor é o equipamento chave na fábrica de papel e celulose, e sua etapa de cozimento pode variar de 30 minutos a mais de 3 horas, podendo ser realizado na forma de batelada ou contínuo.

O cozimento por batelada é mais antigo, e seu princípio de funcionamento constitui-se em um conjunto de operações cíclicas. 

Em um cozimento convencional, o digestor é inicialmente carregado com cavaco e licor, e essa mistura é submetida a aquecimento, até atingir a temperatura ideal de cozimento. Após a reação, o digestor é descarregado para um tanque de descarga e o ciclo se reinicia.

As vantagens do processo de cozimento por batelada são: menor investimento inicial e maior versatilidade e controle do cozimento. 

Esses tipos de digestores são mais utilizados em fábricas com menor capacidade de produção, geralmente com vasos de até 180m³ de volume e a produção de polpa marrom podendo chegar a 1500 t/dia por linha de produção.

Neste processo, normalmente utiliza-se a medição de nível pontual de topo para controle de enchimento total do vaso. 

Com o intuito de aumentar a confiabilidade e eficiência do processo, assim como a produção, as fábricas estão investindo em medições contínuas, onde controla-se de 0 a 100% o nível do vaso.

Com os avanços tecnológicos e estudos de melhorias de processo, foi criado o digestor do tipo contínuo, que pode chegar aos 90 metros de altura e com capacidade de produção de 5000 t/d de celulose. 

Este, permitiu a eliminação de tempo morto gerado pelos ciclos de enchimento, cozimento e descarga, característicos dos sistemas por batelada que resultavam em considerável perda de capacidade de produção instalada. 

Além disso, os digestores contínuos produzem uma pasta de celulose com melhor número Kappa e maior alvura.

No fluxo contínuo, todo o processo ocorre sem interrupções e em um único vaso, tendo suas fases definidas ao longo do processo. 

O cavaco e o licor são alimentados continuamente na parte de cima do digestor, através de uma rosca que passa para zonas mais baixas com temperatura crescente, até atingir a zona de cozimento.

Durante todo este processo, ocorre a recirculação de licor e de vapor para manter a temperatura do cozimento constante. A recirculação do licor acontece para garantir o teor de concentração químico e a temperatura ideal para a reação.

Quais são as melhores escolhas de instrumentação para a indústria de papel e celulose?

Para a Medição de Nível contínuo e de topo, ao longo de todo o processo, por conta da complexidade em termos de alta temperatura e pressão, o uso dos equipamentos convencionais de medição pontual por contato deixou de ser o mais adequado. 

A solução que grandes especialistas em instrumentação e processo encontraram foi o uso de equipamentos radiométricos, totalmente sem contato com o processo. Desta forma, eles são imunes aos desafios presentes na medição.

E aí? Entendeu a importância da impregnação do cavaco de madeira no processo de produção das indústrias de papel e celulose?

Em todos os processos, manter um controle de nível é fundamental para que não haja nenhum desperdício ou gastos desnecessários.

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