Secagem por radiações microondas e seus efeitos na propriedades de papéis reciclados

Abstract

Este trabalho foi desenvolvido com a finalidade de avaliar a aplicação das radiações microondas, como uma tecnologia alternativa para secagem de papéis. As alterações ocorridas nas características tecnológicas das fibras e nas propriedades dos papéis foram analisadas e comparadas, paralelamente, com as alterações ocorridas pela secagem de papéis por ar quente. Para um melhor entendimento sobre as tecnologias de secagem estudas, foram avaliados, iterativamente, também os efeitos ocorridos nas propriedades das fibras, como também dos papéis formados em sucessivas etapas de reciclagem. A secagem dos papéis por meio de ar quente foi feita, utilizando-se, uma estufa com circulação de ar. A secagem dos papéis por meio de radiações microondas foi realizada, utilizando-se, um secador microondas adaptado para alcançar os objetivos do estudo. De acordo com os resultados obtidos, a secagem por radiações microondas permite maior preservação das propriedades estruturais das fibras, quanto a seu comprimento, largura e espessura de parede celular, em comparação com a secagem de papéis por ar quente. Possivelmente, tal fato seja devido a um mecanismo de aquecimento relacionado a uma excitação de moléculas de água, promovida pela energia de microondas, o que permitiu que as fibras dos papéis secados por radiações microondas também apresentassem um maior conteúdo de xilanas. Quanto às propriedades físicas e mecânicas dos papéis, os dois processos de secagens proporcionaram efeitos semelhantes, com exceção da propriedade de maciez, que apresentou maiores valores com a secagem por radiações microondas. Este comportamento permite ressaltar a importância para estudos de implantação desse sistema de secagem para indústrias de papéis, principalmente, do segmento tissue, apesar de esta tecnologia ainda ser de custo elevado, em relação a outros sistemas de secagem utilizados comercialmente.

This study was carried out to evaluate the application of the microwave radiation as an alternative drying technology for papers. The changes in either the technological characteristics of the fibers and the properties of the papers were analyzed and compared to the changes happening over the drying of the papers by hot air. To better understanding the drying technologies under study, the effects occurred in the properties of the paper fibers were iteratively analyzed, as well as those on the papers properties formed in successive recycling stages. The hot-air drying of the papers was performed in an oven provided with air circulation. By the other hand, the microwave radiation drying was accomplished by a microwave dryer, which was adapted in order to reach the desired targets. According to the obtained results, the microwave radiation drying allows for a better reservation of the fiber structural properties concerning to their length and width, as well as to the thickness of the cellular wall, compared to the hot-air drying of the papers, what is possibly due to a heating mechanism related to an excitement of the water molecules promoted by the energy of the microwaves, so allowing that the fibers of the papers dried by microwave radiation to present a higher xylan content too. Concerning to the physical and mechanical properties of the papers, it was shown that both drying types provided similar effects, except for the softness property that presented higher values when the microwave radiation drying was used. This behavior allows to emphasize the importance for the studies related to the implantation of the microwave radiation system in the paper industries, mainly the tissue segment, in spite of this technology presenting a high cost, compared to the other drying systems still commercially used.