Tecnologia de Celulose e Papel
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Item Pré-impregnação de cavacos de eucalipto com efluentes setoriais na polpação kraft(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-01) Frossard, Valério Araújo; Silva, Cláudio MudadoConciliando esta necessidade ao reaproveitamento de água numa fábrica de celulose, este trabalho tem o objetivo de avaliar um efluente setorial capaz de impregnar os cavacos de Eucalyptus num sistema não pressurizado antes do cozimento. No estudo da pré-impregnação dos cavacos, foi utilizada uma composição de efluentes de água branca da linha de secagem e filtrado alcalino do branqueamento, variando a temperatura entre 85 e 95° com tempos de retenção de 60 e 90 minutos. A relação licor:madeira foi C, fixada em 4:1. Todos os cavacos após pré-impregnação passaram por uma etapa de cozimento no digestor laboratorial MK, objetivando kappa 17 ± 0,5. O cozimento sem impregnação foi considerado como referência. O cozimento com a melhor eficiência foi escolhido para os testes ambientais em um estudo de caso, onde foi avaliada, em laboratório, a biotratabilidade do filtrado Os grupos acetila, também responsáveis pelo consumo de álcali no digestor, reduziram de 2,15% para 1,35% após pré-impregnação dos cavacos. O pré-tratamento promoveu uma redução do consumo de álcali efetivo em 1,24% com conseqüente aumento do rendimento depurado em 0,97%. Com a reutilização do efluente, não foi observada variação do teor de cloreto e potássio no licor preto fraco. Nos cavacos impregnados houve aumento da concentração de sódio em três vezes, todos os resultados comparados a referência. Os demais elementos não processáveis (ENP) não apresentaram variações significativas nos cavacos. A composição do novo efluente gerado com a lixívia dos cavacos promoveu um aumento na carga hidráulica da estação de tratamento de efluentes em 5,5% e uma redução de 12,1% na remoção de DQO. As análises microscópicas e de sólidos suspensos totais não indicaram presença efetiva de toxicidade ao novo efluente produzido.Item Efeito da adição da antraquinona na pré-deslignificação com oxigênio no branqueamento e na qualidade da polpa kraft de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-02) Silva, Mariléa Pinto da; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Perissoto, Danyella OliveiraA produção de polpa kraft vem se destacando mundialmente devido às grandes vantagens do processo. Alguns estudos têm mostrado que a adição da antraquinona em licores de cozimento kraft traz efeitos positivos ao processo como aumento do rendimento, redução do número kappa e ganhos nas propriedades físicas da polpa. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o efeito das diferentes dosagens de antraquinona da pré-deslignificação com oxigênio no branqueamento pela seqüência ODualD(EP)D, na qualidade dos licores gerados, no consumo de energia e nas características físico-químicas da polpa. A amostra foi coletada na entrada da pré-deslignificação com oxigênio após a lavagem com licor diluído e foi dividida em duas partes. Uma parte foi lavada exaustivamente com água limpa e denominada polpa lavada a outra parte foi denominada polpa sem lavar . As polpas foram caracterizadas e depois seguiram para a pré-O2 com diferentes dosagens de antraquinona (0, 20, 30, 40, 50 e 60g/t). As polpas, lavada e sem lavar, sem antraquinona (0g de AQ) foi utilizada como referência. As polpas pré-deslignificadas com oxigênio com 0, 40 e 60g/t de AQ foram branqueadas pela seqüência DualD(EP)D até 89,5% ISO de alvura. Foi avaliada a qualidade do efluente gerado no branqueamento. Após o branqueamento as polpas foram refinadas e avaliadas quanto as suas propriedades físicas e mecânicas. Concluiu-se que a lavagem da polpa afeta suas características. A antraquinona não influencia na eficiência, kappa, rendimento, Hex-A e na taxa de deslignificação da pré-O2. A DQO da polpa foi reduzida com a adição da antraquinona e esse efeito foi mais pronunciado na polpa sem lavar. As viscosidades das polpas, lavada e sem lavar mostraram um aumento indicando que a AQ contribuiu para uma maior retenção dos carboidratos. A alvura dos estágios de branqueamento da polpa lavada foi reduzida quando comparada com a polpa referência mostrando que a AQ influencia na branqueabilidade da polpa. A polpa sem lavar mostrou efeito positivo nas alvuras durante o branqueamento. Houve uma redução de xiconsumo de dióxido de cloro para polpa sem lavar que pode ter sido pela redução da DQO da polpa após a pré-O2. A polpa lavada com e sem antraquinona não mostrou efeito no consumo de energia durante o refino enquanto que a polpa sem lavar com antraquinona mostrou maior consumo de energia durante o refino quando comparada com a polpa referência. A polpa sem lavar tratada com antraquinona resultou em maiores níveis de VEA quando comparada com a polpa referência, mostrando ser uma polpa indicada para a produção de papel Tissue.Item Estudo comparativo da branqueabilidade de polpas kraft de Pinus radiata e de uma mistura de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens(Universidade Federal de Viçosa, 2010-02-23) Andrade, Marcela Freitas; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/2241277122391500Nas últimas décadas, a indústria de celulose vem modificando e aperfeiçoando os seus processos fabris, com o objetivo de melhorar a sua capacidade de produção, a qualidade de seus produtos e o seu desempenho ambiental. A linha de branqueamento da unidade Valdivia, do grupo Arauco, se opera numa mesma sequência de branqueamento D(EPO)DD com polpas de Pinus radiata (Pinho) e de uma mistura (30/70%) de Eucalyptus globulus e Eucalyptus nitens (Eucalipto). O objetivo desse trabalho foi aperfeiçoar a sequência D(EPO)DD visando minimizar o consumo de dióxido de cloro (ClO2) e o custo de reagentes para os dois tipos de polpa. Os resultados do processo aperfeiçoado foram comparados com os obtidos nas condições operacionais vigentes na unidade industrial, em relação ao consumo de ClO2, ao custo do branqueamento, às propriedades físico-químicas das polpas e à carga poluente dos efluentes. Foram utilizadas polpas de Pinho e Eucalipto pré-deslignificadas com oxigênio de números kappa 10 e 9, respectivamente. O estudo de aperfeiçoamento consistiu da avaliação do arraste, fator kappa, temperatura e pH do primeiro estágio de dioxidação, da temperatura e dosagens de H2O2 e O2 do estágio (EPO), e do pH e dosagem de ClO2 do segundo e terceiro estágios de dioxidação da sequência D(EPO)DD. Na condição aperfeiçoada foi possível minimizar o consumo de ClO2 em 1,60 kg/tas para a polpa de Pinho e 4,50 kg/tas para a polpa de Eucalipto, sem prejuízos da qualidade da polpa ou dos efluentes, em relação à referência (condições atuais da fábrica). O custo do branqueamento na condição aperfeiçoada foi US$ 2,90/tas e US$ 8,70/tas inferiores aos da referência, para as polpas de Pinho e Eucalipto, respectivamente. Foi demonstrado que as variáveis que mais influenciam o custo de reagentes químicos do branqueamento são o valor de pH do segundo estágio de dioxidação e a temperatura do estágio (EPO), para polpa de Eucalipto. Para polpa de Pinho as variáveis mais importantes foram o fator kappa do primeiro estágio de dioxidação e a temperatura do estágio (EPO).Item Minimização de efluentes em uma fábrica de polpa kraft lo-solids® branqueada de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-09) Moreira, Leandro de Jesus; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6; Mounteer, Ann Honor; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723208Y4Historicamente a indústria de celulose e papel tem sido considerada uma das maiores consumidoras de recursos naturais. O volume de água consumido pelo setor alcança em média valores de 25 a 100 m3 por tonelada de polpa celulósica produzida. Dentre os estágios que compõem o processo kraft, a planta de branqueamento constitui a maior fonte de geração de efluentes líquidos. Impactos significativos através da redução de geração de efluentes, com fechamento parcial ou total do circuito, trazem economia no consumo de água fresca e benefícios ambientais. A proposta deste trabalho é avaliar a viabilidade da redução do consumo de água fresca no processo de branqueamento, através da recirculação de filtrado no circuito. A partir das condições atuais do processo de fabricação de celulose da indústria Lwarcel Celulose Ltda, que apresenta geração total de efluente de 22 m3/tsa, analisou-se dois graus de fechamento, geração de 19,5 e 17,5 m3/tsa. Com base nestas condições verificou-se a qualidade do produto final, concentração e influencia dos ENPs no circuito, consumo dos insumos de branqueamento e concentração do efluente gerado. Os resultados obtidos apontam que à medida que o circuito de águas foi fechado, aumentou-se a concentração dos elementos não processáveis no sistema e que apenas uma das alternativas avaliadas satisfaz os requisitos de qualidade.Item Avaliação da qualidade da madeira de três clones de Eucalyptus, aos cinco anos de idade(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-09) Mosca, Yara; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; http://lattes.cnpq.br/7926900645623566; Alfenas, Acelino Couto; http://lattes.cnpq.br/2514320654462590A crescente demanda do mercado de celulose vem estimulando pesquisas na busca de matérias-primas mais apropriadas e diversificadas à sua fabricação. Busca-se não só florestas altamente produtivas, mas também materiais geneticamente superiores em rendimento e em qualidade de celulose. A melhoria da qualidade da madeira afeta a quantidade do produto comercial a ser obtido por unidade de área e, também, permite a diferenciação de produtos, de forma a melhorar a competitividade das empresas no mercado mundial. Os novos materiais genéticos de espécies e híbridos, multiplicados pelo processo de clonagem, existentes em plantios experimentais e em plantações comerciais necessitam, no desenvolvimento das etapas das pesquisas, serem analisados com relação aos parâmetros de qualidade da madeira. Para polpa celulósica os estudos de caracterização de qualidade da madeira devem envolver a constituição química da madeira, suas características estruturais anatômicas e as características tecnológicas da transformação da madeira em polpa. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a madeira de árvores de um clone de Eucalyptus grandis e dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla aos cinco anos de idade. Foram realizadas análises das características das fibras, densidade, constituição química da madeira, análise dos carboidratos e realização de cozimentos kraft. De maneira geral, a madeira de densidade mais baixa mostrou-se mais favorável à produção de celulose, uma vez que necessitou de menor carga de álcali para o cozimento, apresentou maior rendimento, polpa com maior viscosidade. Entretanto teve várias desvantagens como maior consumo específico de madeira e menor peso de madeira no digestor, afetando desfavoravelmente o custo e a produtividade industrial.Item Influência do grau de deslignificação na produção de polpa Kraft branqueada de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-08) Almeida, Diego Pierre de; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; http://lattes.cnpq.br/3213826398358829; Silva, Cláudio Mudado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727931T6O objetivo principal deste estudo foi analisar a viabilidade técnica de produção de celulose kraft de eucalipto em níveis de número kappa mais elevados (20-25), visando aumento de produção, economia de reagentes para polpação, melhoria da viscosidade e das propriedades físico-mecânicas da polpa branqueada. Foram utilizados cavacos industriais, caracterizados como “mix de eucalipto”, e licor negro de diluição industrial. Foram avaliados quatro níveis de deslignificação (kappas 17, 19, 22 e 25) e realizados cozimentos LoSolids com e sem o uso de uma mistura de antraquinona e surfactante. Para as polpas produzidas foram avaliados o aumento de produção, a carga alcalina para cozimento, o teor de sólidos do licor negro, o custo do branqueamento, a viscosidade das polpas e as alterações na qualidade final do papel. Os cozimentos com kappa 22 proporcionaram maior ganho em Reais por tonelada de polpa produzida, tanto para os cozimentos sem aditivos (ganho de R$10,47 para polpa K22), quanto para os cozimentos com aditivos (ganho de R$12,75 para polpa K22AQ). A carga alcalina foi reduzida em 4,0% para a polpa K22 e de 3,6% para a polpa K22AQ, proporcionando menor carga para a caldeira de recuperação e sem a produção de rejeitos. Houve redução do teor de sólidos do licor negro, mas em valores que não vão interferir na matriz energética da fábrica. O custo dos reagentes do branqueamento aumentou (aumento de R$12,49 para polpa K22 e R$16,56 para polpa K22AQ), porém o saldo ao final do processo foi positivo. A viscosidade da polpa K22 foi 3,2 cP maior que a referência e para a polpa K22AQ o aumento foi de 3,8 cP. O aumento do número kappa para 22 proporcionou melhoria nas propriedades físicomecânicas como aumento no módulo de elasticidade, resistência a passagem de ar, índice de arrebentamento e índice de tração e redução do volume específico aparente, quando avaliadas em função do consumo de energia de refino.Item Otimização do controle nível do silo de cavacos em uma fábrica de celulose(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-08) Carrilho, Vicente Nunes; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Leite, Hélio Garcia; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785373Z6Este trabalho mostra os resultados da utilização de algoritmo avançado de controle e sensores virtuais para aumentar a eficiência da etapa de pré-vaporização do digestor contínuo no processo de extração de polpa celulósica, através da otimização do nível do silo de cavacos. O sistema de extração de cavacos apresenta vários obstáculos para um controle eficaz, tais como: (1) pontos sem pilha de cavacos durante o movimento de translação das roscas provocando queda repentina do volume de cavacos e consequentemente queda repentina do nível de cavacos; (2) compactação e altura da pilha desuniforme provocando alta variabilidade do nível de cavacos; (3) inexistência de informação em tempo real da posição das roscas na tela de operação (4) elevado atraso de medição de vazão e nível de cavacos devido a distância das roscas ao pontos de medições (nível do silo e a balança volumétrica). Para eliminar os pontos sem pilhas de cavacos foram elaboradas oito chaves de fim de curso virtuais, cujo posicionamento é realizado pelo operador na tela de operação para limitar o curso de translação das roscas. Na nova estratégia de controle a medição é realizada por um sensor virtual que prediz já na saída das roscas o volume deslocado, empregando regressão linear múltipla. Com a utilização dos sensores virtuais de volume deslocado, eliminou-se o tempo de retenção do sistema, tornando mais uniforme o volume de cavacos para o silo. A utilização desta nova estratégia de controle aliadas aos sensores virtuais mostrou-se adequada para a resolução do problema, tornou-se o sistema capaz de atender a solicitação do fabricante Andritz (70% do volume de medição +/- 10%). A eficiência do novo algoritmo de controle depende de ajustes, sintonia e de aprendizado com o sistema em operação.Item Influência de variáveis do processo de produção industrial na qualidade da polpa Kraft de eucalipto(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-09) Maranesi, Gabriela Lombardo; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Oliveira, Rubens Chaves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781313H5; http://lattes.cnpq.br/8421260309090019O presente trabalho teve como objetivo compreender o comportamento de polpas celulósicas ao longo das etapas do processo produtivo, obtidas através de diferentes condições de cozimento kraft industrial Lo-Solids® de madeira de eucalipto. Foram estudadas amostras de polpas produzidas com três números kappa de saída do digestor, passando pela polpa marrom após cozimento, semi-branqueada após deslignificação com oxigênio e após estágios da sequencia de branqueamento ECF, até atingir o produto final na máquina secadora. As polpas foram avaliadas sob aspectos morfológicos, químicos, ópticos e físicos-mecânicos, buscando aprofundar os conhecimentos do comportamento da polpa em cada etapa do processo, a fim de poder buscar otimizações em condições operacionais, além da obtenção de uma polpa final com qualidade superior para atender os vários segmentos de fabricação de papel. Polpas provenientes de maiores kappas de cozimento (kappas 21 e 18) não apresentaram variação significativa com relação ao conteúdo de xiloses. No entanto, observou-se que ocorreu rápido desenvolvimento dos índices de resistência mecânica para as polpas marrom e semi-branqueada. No primeiro caso, atingiu-se maiores valores de opacidade e de índice de tração em menores faixas de ºSR, porém com consumo de energia superior. Houve redução destes valores ao passar pelo branqueamento. Não foi verificada ao longo do processo alteração do volume específico aparente das polpas, para todos os números kappa avaliados. Porém, em termos de propriedades morfológicas das polpas, ocorreu uma redução do comprimento da fibraacmpanhada de aumento nos teores de finos e deformações de fibra ao longo do processo,medidas através das propriedades de curl e kink. Conteúdo de vasos não sofreu alteração significativa ao longo do processo.Item Modelagem da produção industrial de celulose Kraft com modelos aditivos generalizados e redes neurais(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-08) Stein, Fabiano da Rocha; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Leite, Hélio Garcia; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785373Z6No presente trabalho, dados observados em escala industrial, durante alguns anos, foram submetidos à modelagem empregando modelos aditivos generalizados (GAM) e redes neurais artificiais (RNA), como ferramentas para avaliar a influência de algumas variáveis, da madeira e do processo, sobre a produção do digestor e carga alcalina. Os modelos aditivos generalizados foram ajustados utilizando o software R (R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2010), através da biblioteca “mgcv” (WOOD, 2006), específica para ajustes de modelos aditivos generalizados. Foram aplicados testes de significância para cada modelo ajustado. De forma complementar os dados foram analisados por meio de redes neurais artificiais. Foram ajustadas 100 RNA para relacionar a produção do digestor e a carga alcalina, com as variáveis: densidade da madeira, idade, precipitação, teor seco dos cavacos, densidade aparente dos cavacos, densidade básica dos cavacos, viscosidade da polpa e kappa. Nesta etapa do trabalho foi empregado o software Statistica (Statsoft, INC, 2007). Os resultados mostram que o Modelo Aditivo Generalizado (MAG) constitui uma boa opção para representar os fenômenos da indústria de celulose, em que as variáveis apresentam alta variabilidade e não há um rigoroso controle, diferentemente do que ocorre em dados provenientes de delineamentos experimentais. No caso do uso de RNA para estimar a produção do digestor e para carga alcalina também mostrou ser uma boa ferramenta, visto que as correlações entre os dados reais e estimados ficaram acima de 88% e 60%, respectivamente. Várias variáveis associadas com a matéria-prima e com o processo de polpação que foram estudadas apresentaram comportamento semelhante e/ou iguais o que a maioria dos estudos experimentais encontraram.Item Análise de distúrbios de compactação de cavacos de eucalipto em digestores contínuos fase vapor(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-02) Correia, Flávio Marcelo; Gomide, José Lívio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781177P5; Regazzi, Adair José; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783586A7; Colodette, Jorge Luiz; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4721443U9; http://lattes.cnpq.br/0356990976511500Um dos principais problemas de operação do digestor contínuo (em particular nos digestores em fase vapor) é o adequado controle de nível de cavaco. Esta variável é de significativa importância, pois vários fatores afetam seu resultado, e a ela está associado o tempo de retenção de cozimento e, por conseguinte, o controle das reações de deslignificação. Havendo problemas de desequilíbrio no grau de compactação da coluna de cavacos e instabilidades no movimento hidráulico desta no interior do digestor, perde-se por completo o controle do tempo de reação. Assim, consequências significativas refletem sobre a produção, qualidade e uniformidade do produto. Trabalhos publicados de vários autores, já mostraram as relações entre as diferentes variáveis de processo e suas reações de cinética química, desenvolvendo diferentes modelos de reações de cozimento. Não obstante, tais modelos só são aplicáveis às condições de processo estacionário e de continuidade do digestor. Várias são as possíveis causas de instabilidade no controle de nível de cavaco, e quase sempre não é possível identificar ou atuar na causa fundamental imediatamente, considerando a complexidade das diferentes variáveis de processo (ainda que fortemente automatizadas) e a sinergia entre elas. Este trabalho teve como objetivo agrupar em uma variável as principais informações de processo relacionadas à compactação de cavacos de eucaliptos em um digestor contínuo fase vapor, avaliar a interação entre elas e os seus efeitos em distúrbios operacionais. Os resultados obtidos permitiram um melhor entendimento das ocorrências de retenção da coluna de cavacos, facilitando o controle operacional do equipamento durante instabilidades, pela antecipação das ações nas alternativas manipuladas principais, e minimização das perdas de produção e de qualidade do produto.