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ASPECTOS GERAIS RELACIONADOS À PRODUÇÃO DE CELULOSE
(^1) Cristiano Fávero, 1 Marcos Vinicius Giro Maitam
(^1) Discente do Curso de Engenharia Química do CCA/UFES
(^1) Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo – CCA/UFES. Alto Universitário, s/n° - Caixa Postal16,
Guararema, Alegre, ES
e-mail: [email protected]
RESUMO - O artigo “Aspectos gerais relacionados à produção de celulose” relata sobre as etapas referentes à produção de celulose pelo método Kraft, que é o mais utilizado no Brasil, desde a preparação da madeira até a fase de produção final da celulose. Primeiramente, as toras de madeira são descascadas através de processos mecânicos e então cortadas na forma de cavacos em tambores descascadores rotativos. Em seguida esses cavacos são despejados dentro de digestores contínuos juntamente com uma solução de licor branco, a fim de ocorrer à deslignificação, processo de retirada da lignina da polpa de celulose. Então, essa polpa de celulose é submetida a uma lavagem para retirar os resíduos. O processo Kraft, permite a recuperação dos resíduos gerados no cozimento, a partir de processos químicos que ocorrem dentro de evaporadores e na caldeira de recuperação. Após ser lavada a polpa de celulose sofre um processo de depuração, onde ela é peneirada para a retirada do material que não foi processado. Logo após é realizado um branqueamento da polpa com a adição de alvejantes para aumentar a alvura da pasta celulósica. Enfim, a celulose é levada ao processo de secagem, nos secadores, a fim de retirar a umidade presente nela.
Palavras-Chave: celulose, processo Kraft, alvura.
INTRODUÇÃO
A polpação química, processo pelo qual a madeira é reduzida a uma massa fibrosa, apresenta como principais processos o Kraft ou Sulfato, onde são utilizados como reagentes no cozimento dos cavacos (toras de madeiras picadas) o NaOH, Na 2 S e Na 2 CO (^) 3; o processo Soda que é muito semelhante ao sulfato sendo seus processos apenas alcalino e o processo Sulfito que utiliza bissulfeto de cálcio e dióxido de enxofre (SHREVE E BRINK Jr., 2008). A produção de celulose pelo método Kraft (forte, em alemão) é o dominante no Brasil e no mundo em geral pelo fato de gerar poucos resíduos além de que o licor negro, principal subproduto do processo, pode ser totalmente reaproveitado, o que torna este processo ecologicamente correto (COSTA, 2000). Historicamente, o processo Soda foi o primeiro utilizado, em 1854. No ano de 1884 foi
criado o processo Kraft, utilizado comercialmente, pela primeira vez em 1885 na Suécia, tomando impulso a partir de 1930 e predominado no mercado até os dias atuais (SOSA, 2007). Neste artigo, será abordado o processo de produção pelo método Kraft.
DESENVOLVIMENTO
O processo de produção de celulose pelo método Kraft pode ser dividido em diversos estágios, conforme está representado na Figura 1.
Reação III:
Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 ↔ 2NaOH + CaCO 3
A lama aquosa proveniente do caustificador contém carbonato de cálcio (CaCO 3
- lama cal). Esse composto é levado par o forno cal onde é convertido em cal virgem (CaO)- conforme a Reação IV. Depois o CaO volta ao processo de tratamento de licor verde, fechando o ciclo de caustificação (CROSSIL, et al. 2000).Os gases gerados na caldeira de recuperação alimentam turbinas que geram grande parte da energia necessária no processo Kraft (SOSA,2007). Todo o ciclo de recuperação do licor preto pode ser analisado de acordo com a Figura 2.
Reação IV:
CaCO 3 → CaO + CO (^2)
Figura 2: Diagrama cíclico do processo de recuperação Kraft (ASSUMPÇÃO et al ., 1988, p.
Branqueamento
As fibras separadas pelo método de lavagem, antes de irem pra a lavagem seguem para o processo de depuração, em que são levadas aos depuradores “peneiras centrífugas” para separar o material não processado (PIOTTO, 2003).Na etapa do branqueamento há a remoção, através de agentes oxidantes, da lignina restante na polpa celulósica a fim de obter uma polpa com maior alvura (grau de reflectância da luz) e dessa forma obter um Kappa menor que um (PIOTTO, 2003). Dependendo do processo de branqueamento utilizado ele pode ser classificado como Standard (STD)- com uso de cloro molecular; Elementary Chlorine Free (ECF)- sem uso de cloro molecular; Totally Chlorine Free (TCF) – sem uso de compostos clorados (PIOTTO, 2003). O método STD, por usar cloro molecular no branqueamento, conduz a formação de compostos organoclorados. E desde essa descoberta as indústrias têm adotado novas tecnologias para minimizar a formação desses compostos (ALMEIDA et al. , 2008). Essas novas tecnologias utilizam o ECF e o TCF. No processo ECF utiliza-se o dióxido de cloro complementado por outros estágios de peróxido, oxigênio, ozônio e extração alcalina. O processo de TCF é bastante similar ao ECF, exceto pelo fato de não usar compostos a base de cloro, porém em função de não usar esses compostos, o TCF requer um Kappa de saída do digestor menos do que no ECF (PIOTTO, 2003).
Secagem
Antes de iniciar o processo de secagem a polpa celulósica passa por um novo processo de depuração semelhante ao da polpa marrom saída do digestor (PIOTTO, 2003). A secagem da celulose é realizada pelo fato dela estar bastante diluída e com uma umidade bastante elevada (cerca de 50%). Nos secadores há a injeção de ar quente em várias camadas a fim de diminuir a umidade para 10 % aproximadamente (CENIBRA, 2010).
Resíduos
Em meio às etapas do processo Kraft são gerados vários resíduos, entre eles: a cinza da caldeira de recuperação que por possuir alta concentração de carbono e nitrogênio tem sido usado como corretivo no solo das plantações de eucalipto (ANDRADE et al , 1998); o talol, proveniente da recuperação do licor negro, que apresenta grande quantidade de compostos de resina e ácidos graxos, e resíduo tem sido usado na fabricação de sabões e graxas (SHREVE E BRINK Jr,2008); e por fim os compostos organoclorados presentes nos efluentes do branqueamento, que por não serem biodegradáveis entram na cadeia alimentar e, dependendo da concentração, são altamente tóxicos, por isso o método STD tem sido substituído pelo TCF e o ECF que dão possibilidade do tratamento dos efluentes do branqueamento (ALMEIDA et al ,2008). Perspectivas de Produção
Atualmente, o Brasil vive uma grande ascendência no desenvolvimento da indústria de celulose. O país possui condições climáticas favor áveis ao plantio das árvores além de que a tecnologia que esta sendo investida permite que a indústria alcance qualidade no seu processo de produção, em níveis superiores aos do mercado mundial, gerando alta escala produtiva e diminuição de custos (RIBEIRO, 2007). Em 2008 o Brasil alcançou o posto de 4º maior produtor de celulose do mundo. A Figura 3, que revela o crescimento da produção de celulose no país, mostra que em 2009 as indústrias de celulose brasileiras produziram cerca de 13, milhões de toneladas, em um momento de crise econômica (BRACELPA, 2010).
Figura 3: Evolução da produção brasileira de celulose (BRACELPA, 2010)
Segundo Ribeiro (2007) esse avanço da produção de celulose não significa a causa de impactos ambientais, pois o plantio é feito em áreas já desmatadas. No entanto, esse avanço é uma oportunidade para o desenvolvimento de novas tecnologias e para o crescimento da economia.
Conclusão
Esse artigo nos permitiu a compreensão de equipamentos usados em Engenharia Química, além dos processos químicos que ocorrem nesse tipo de indústria dando-nos uma abranjência dos conceitos teóricos estudados. Observamos também a importância do Brasil nesse ramo, o crescimento que ocorre a cada ano e o desenvolvimento das tecnologias empregadas nesse processo.
Referências Bibliográficas
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