O processo de produção de pasta mecânica, ou polpa de alto rendimento, é amplamente utilizado no setor de produção de papel, principalmente em cartões, papéis jornais e de publicação em geral. A fibra resultante deste processo possui características específicas, cuja aplicação é adequada para papéis que necessitam alto volume específico, alta opacidade ou uma fibra com custo de produção mais competitivo. Estas fibras não têm altas exigências físico-mecânicas, se comparado com as fibras resultantes do processo químico (exemplo celulose kraft), mas ambas podem ser combinadas na busca de um ponto ótimo de operação.
Vantagens
As vantagens em relação ao processo químico são as seguintes:
- processo de menor complexidade
- alto rendimento (acima de 90%)
- fibras com alto volume específico (bulk), alta opacidade
- custo de produção reduzido
Desvantagens
As desvantagens em relação ao processo químico são as seguintes:
- fibras com menores características físico-mecânicas (tração, rasgo)
- circuito aberto, sem recuperação de químicos utilizados na impregnação
- maior propensão a reversão de alvura, devido a presença da lignina na polpa
O processo de produção de polpa de alto rendimento
O processo de produção de polpa de alto rendimento tem diversas variações, e dificilmente uma planta será exatamente igual a outra. Os processos são caracterizados através de abreviações, as quais estão abaixo:
- TMP (thermomechanical pulping): caracterizado pela não-adição de químicos na impregnação. Geralmente utilizado para polpação de fibras longas (softwood).
- CTMP (chemithermomechanical pulping): caracterizado pela adição de licor de impregnação, principalmente NaOH (hidróxido de sódio, ou soda cáustica). Geralmente utilizado na presença de fibras curtas (hardwood), principalmente eucalipto.
- BCTMP (bleached chemithermomechanical pulping): processo similar a CTMP, porém com a adição de um estágio de branqueamento posterior.
- APMP (alkaline peroxide mechanical pulping): caracterizado pela adição de H2O2 (peróxido de hidrogênio) na impregnação, realizando o branqueamento na etapa de refinação primária, com o objetivo de reduzir o investimento na aquisição de uma etapa específica e posterior de branqueamento.
Etapas do processo de polpação de alto rendimento
Os processos de polpação de alto rendimento possuem geralmente as seguintes etapas:
- Lavagem de cavacos: através de um lavador rotativo, tem o objetivo de remover pedra, areia, nós e outros contaminantes com maior densidade que os cavacos. Ao sair do lavador os cavacos são bombeados para uma rosca drenadora, a fim de reduzir a umidade antes do processo de pré-aquecimento.
- Pré-aquecimento dos cavacos: os cavacos vindos da rosca drenadora são alimentados em um silo atmosférico, cuja parte inferior possui adição de vapor. Esta etapa aquece os cavacos, uniformiza a umidade, remove o ar e os condiciona a serem alimentados na rosca de compressão.
- Etapa de compressão e impregnação: nesta etapa os cavacos são comprimidos em uma rosca, conhecida como Plug Screw Feeder. Este equipamento remove o ar presente nos cavacos, reduz o volume específico, executa a maceração aumentando a área específica, e os condiciona a receber o licor de impregnação de maneira mais eficiente. Uma vez impregnados com a solução alcalina, os cavacos são conduzidos através de um impregnador vertical para o digestor.
- Cozimento dos cavacos: diferentemente dos processos puramente químicos, o digestor de sistemas de polpação de alto rendimento atuam como aquecedores pressurizados, elevando a temperatura dos cavacos acima da zona de transição vítrea da lignina, onde ela se torna mais fluida e a demanda de energia para a refinação é menor.
- Refinação em alta consistência: neste processo os cavacos são desfibrados e refinados, individualizando as fibras ou feixes de fibras. Podem ter mais de uma etapa de refino. Esta etapa possui a maior demanda energética na planta, e grande parte da eletricidade aplicada é transformada em vapor, posteriormente aproveitado.
- Depuração: classifica as fibras através de equipamentos pressurizados em baixa consistência, eliminando eventuais impurezas ou fibras com tamanhos não adequados.
- Tratamento de rejeitos: as fibras rejeitadas pelos depuradores são enviadas para outros refinadores, em alta ou baixa consistência, a fim de receberem novo tratamento mecânico, voltando ao processo e aumentando o rendimento.
- Branqueamento: etapa não-obrigatória em grande parte dos processos de alto rendimento, é caracterizada por elevar a alvura das fibras entre 70 a 80 ISO. Geralmente é realizada em média (12%) ou alta consistência (>30%).
Sumário
- Os processos de polpação de alto rendimento são caracterizados por sua simplicidade e baixo custo de produção.
- Têm como principal objetivo a produção de fibras para embalagens e papéis de publicação.
- Podem ser combinados com celulose kraft para aumentar ganhos de resistência mecânica.
