O papel percorreu um longo caminho antes de começar a ser fabricado na forma em que o conhecemos hoje. Inventado na China, desde o início foi um importante meio de informação, naquela época fibras de seda e linho eram usadas em sua produção.
Processo de fabricação de papel
O processo de produção de papel consiste em várias etapas. Na primeira etapa, ocorre a fragmentação e purificação da polpa, que pode ser de origem primária (madeira) ou secundária (papel usado). A principal fonte de fibras de celulose é a madeira obtida em serrarias sob várias formas, por exemplo, como toras, cavacos de madeira ou serragem.
Na próxima etapa, o material fibroso passa por um processamento posterior, onde é convertido em polpa, que é então processada em papel. A produção de polpa pode ser realizada por métodos mecânicos ou químicos. No processo de polpação química, o álcali (por exemplo, hidróxido de sódio na forma de uma lixívia ou soda cáustica ) é geralmente usado para remover a lignina que liga as fibras.
O uso de antiespumantes em todas as etapas da produção de papel também é crucial. Substâncias antiespumantes são usadas no processo de fabricação de todos os tipos de produtos de papel. A espuma é criada pela mistura de gases com polpa de celulose e é retida nela devido à presença de surfactantes. Os produtos da oferta do PCC Group podem ser usados com sucesso para a remoção de espuma produzida nas próximas etapas da produção de papel. Estes incluem copolímeros de bloco EO/PO ( ROKAmer ) e uma série de álcoois graxos alcoxilados ( ROKAnol LP ). Sua alta eficácia na eliminação de espuma e na prevenção de sua formação permite uma melhoria na eficiência das etapas tecnológicas subsequentes.
Métodos químicos de polpação
Os processos de polpação química consistem principalmente no uso de vários reagentes químicos, bem como calor para amolecer a lignina. Como resultado, ela é dissolvida e então refinada mecanicamente para separar as fibras. Na prática, dois processos diferentes de polpação química são usados.
O primeiro deles é o processo de polpação kraft , também conhecido como processo de sulfato. Atualmente, é a tecnologia dominante – cerca de 80 %da produção mundial de polpa é processada usando este método. A polpação kraft se tornou o método mais comumente usado devido a vários fatores. As fibras processadas com sulfato têm melhor durabilidade em comparação com aquelas obtidas como resultado de outras tecnologias disponíveis. Além disso, pode ser usado para todos os tipos de madeira, e o próprio processo permite a recuperação eficaz das matérias-primas químicas utilizadas.
O processo kraft consiste na combinação de cavacos de madeira com licor branco (é uma solução aquosa de hidróxido de sódio e sulfeto de sódio). Sob condições de pressão e temperatura elevadas, esta solução dissolve a lignina, liberando fibras celulósicas. Após a conclusão da reação de digestão, obtém-se um licor preto e polpa de celulose. O licor contém substâncias orgânicas dissolvidas que são recuperadas e podem ser usadas no processo químico novamente. A lignina é removida da massa no processo de deslignificação por oxigênio (na presença de oxigênio e hidróxido de sódio). O material obtido dessa forma é branqueado para atingir o desempenho adequado, como resistência, brilho e pureza do produto final.
O segundo processo de digestão química é o processo de sulfito . Consiste em usar uma solução aquosa de dióxido de enxofre na presença de álcalis (por exemplo, cálcio, magnésio, sódio e amônio). Os produtos obtidos neste processo são mais leves e fáceis de branquear, no entanto, têm resistência muito menor em comparação com a polpação de sulfato mais frequentemente usada. O processo de sulfito também requer uma seleção cuidadosa da matéria-prima da madeira – este método é intolerante, por exemplo, para madeira de pinho. O processo de sulfito em comparação com a polpação kraft é mais eficiente, produz menos gases desagradáveis e também permite obter uma polpa muito leve, que é facilmente lixiviada. Infelizmente, devido à menor qualidade da fibra, ao maior consumo de energia e à baixa recuperabilidade das matérias-primas químicas utilizadas no processo, a tecnologia de sulfito foi substituída pelo processo kraft.
Métodos mecânicos de polpação
A polpação mecânica fornece um rendimento muito alto de polpa de madeira. Os principais processos usados em escala industrial são o processo de polpação de madeira moída em pedra (SGW), a polpação termomecânica (TMP) e o processo de polpação quimiotermomecânica (CTMP).
A polpa de madeira moída é obtida no processo de abrasão da madeira na pedra à pressão atmosférica. A madeira (da qual a casca foi previamente removida) é transformada em polpa usando pedra e depois lavada com água. A massa preparada é seca em hidrociclones, de onde é transportada para o compactador. Na próxima etapa, a massa densa de madeira é transportada para o tanque e a água circulante (filtrado) é reciclada de volta para a fábrica de celulose. Durante a produção de celulose a partir de madeira processada, substâncias resinosas são liberadas, que facilmente se aglomeram e criam sedimentos no moedor ou nas paredes internas dos dutos. Elas geralmente causam incrustações na superfície da pedra, o que piora suas propriedades abrasivas. Para remover esses chamados "problemas de resina", vários agentes químicos são usados. O agente mais comumente usado para essa finalidade são os dispersantes, que são projetados para dispersar depósitos que são formados, facilitando sua remoção subsequente. Os produtos das séries ROKAcet e ROKAfenol são excelentes dispersantes dedicados à indústria de celulose e papel. Além de suas capacidades de dispersão, esses produtos podem atuar como agentes de limpeza, emulsificantes e agentes antieletrostáticos. Os ROKAfenols são perfeitos para os processos de emulsificação e remoção de manchas de polpa de papel e celulose. Enquanto o ROKAcet R40W é um produto com propriedade de amaciamento que pode ser usado na indústria têxtil, de couro e papel.
A melhoria do método SGW é a polpação termomecânica (TMP). No processo TMP, os cavacos de madeira são inicialmente lavados para remover areia, pedras e outras impurezas duras, depois aquecidos por vapor sob pressão aumentada e posteriormente transformados em polpa em um moinho de discos. Na próxima etapa, a massa é transportada para o tanque, onde ocorre o endireitamento e a eliminação da deformação das fibras. Finalmente, é direcionada para o tanque de armazenamento. Para reduzir a quantidade de resinas nocivas formadas no processo TMP, são usados produtos químicos semelhantes aos do processo SGW. A massa criada dessa forma é mais frequentemente usada para a produção de papel de jornal.
O processo CTMP combina o processo TMP com a impregnação química de cavacos. Na primeira fase, eles são lavados e peneirados e então impregnados. Dependendo do tipo de madeira, soluções químicas apropriadas são usadas. O sulfato de sódio é geralmente usado para madeira macia, enquanto peróxidos alcalinos são geralmente selecionados para madeira dura. Após a conclusão do processo de impregnação, os cavacos são aquecidos e misturados com água, o que afrouxa as ligações de lignina e libera as fibras. O processo CTMP permite obter polpa limpa com resistência suficiente e propriedades ópticas apropriadas. O CTMP é usado principalmente para a produção de componentes fibrosos de polpa de papel, que podem ser usados para a produção de papéis de impressão e higiene.
Flotação e branqueamento
O próximo estágio do processamento de celulose é a destintagem combinada com a remoção mecânica de impurezas. Na produção de papel, o parâmetro mais importante é a cor (a brancura – no caso do papel de impressão). Por esse motivo, o papel reciclado deve ser completamente limpo da tinta de impressão. A condição básica para sua remoção é a liberação de partículas de tinta das fibras e mantê-las em um estado disperso. As partículas de tinta finamente divididas são então separadas da suspensão de fibras. Isso geralmente é feito com base nas diferenças nas propriedades físicas dos materiais, como peso específico de substâncias indesejáveis em comparação com fibras e água. Devido ao fato de que impurezas maiores, como peças de metal (grampos), pedras e areia, já são removidas no estágio de desfibramento, os processos de flotação são muito frequentemente usados em relação a impurezas finas.
Um processo adicional frequente é o branqueamento e é usado em produtos que exigem alta pureza, onde o amarelamento não é desejável (por exemplo, papéis para escrita e impressão). O hipoclorito de sódio é uma substância muito popular usada para branqueamento. Também pode ser usado para a produção de carboximetilcelulose (CMC) a partir de serragem. Solução de hidróxido de sódio eácido cloroacético (MCAA) também são usados neste processo. O branqueamento envolve o uso de produtos químicos apropriados que são adicionados diretamente ao dispersante para aumentar a brancura da massa. O tipo de fibras usadas e as propriedades finais desejadas do produto têm grande influência no grau de branqueamento da polpa. As massas que contêm materiais de alta densidade são difíceis de branquear e requerem altas doses de produtos químicos. O esgoto das instalações de branqueamento antes da reciclagem requer uma série de agentes químicos que visam reduzir sua formação de espuma, corrosividade ou reduzir a capacidade de formar incrustações. Os produtos do PCC Group, como os ROKAmers , são perfeitos para uso em processos onde ocorre a formação de espuma de esgoto e águas tecnológicas. Os produtos ROKAmer são copolímeros em bloco de óxido de etileno e propileno. Esses produtos reduzem a tensão superficial entre o líquido e o ar, ao mesmo tempo em que melhoram a "drenagem" da espuma, o que efetivamente causa sua redução.
Processamento final de polpa de papel
Após os processos de dissolução, flotação e branqueamento, a polpa de celulose acabada é processada em polpa de papel, que é então usada para a produção de papel. Este processo envolve várias etapas:
- mistura da polpa de celulose,
- formação de dispersão de polpa em água,
- refinamento,
- introdução dos acréscimos necessários.
Aditivos são usados para produzir produtos de papel com propriedades especiais (os chamados papéis especiais) ou para melhorar o processo de papel. As adições mais populares são:
- resinas e ceras para hidrofobização,
- enchimentos, como por exemplo argilas, talco e sílica,
- corantes inorgânicos e orgânicos,
- compostos inorgânicos que melhoram a estrutura, densidade, brilho e qualidade da impressão (por exemplo, dióxido de titânio, sulfato de cálcio e sulfeto de zinco),
- e) emulsificantes e agentes de limpeza. O PCC Group oferece a série de produtos ROKAcet que podem desempenhar ambas as funções. Graças à sua estrutura, eles também podem ser usados na indústria de papel como agentes de baixa formação de espuma e amaciantes.
Durante o estágio final, a massa é processada em um produto de papel usando máquinas especiais. Após a conclusão do processo, o papel é enrolado para protegê-lo de danos e sujeira. O laminado de papel PE é o mais comumente usado para embalagem do papel. Essa embalagem fornece boa proteção contra danos mecânicos, poeira e umidade. A grande vantagem desse tipo de embalagem também é que ela é completamente reciclável.
