Evaluación de fibras celulósicas producidas en Planta de Celulosa de Nueva Aldea.

Abstract

O presente estudo visa avaliar a polpa de fibras celulósicas produzida na Unidade Industrial de Nueva Aldea no Chile (pinus e eucalipto), levando em consideração as abordagens tradicionais e modernas, usadas atualmente para esse fim. O estudo envolve relações e tendências entre as propriedades de resistência (índice de tração e de rasgo) e as características biométricas das fibras, medidas em equipamento do tipo OPTEST do laboratório da Unidade Industrial de Nueva Aldea. O estudo também envolve uma pesquisa bibliográfica sobre o tema, aplicação de métodos estatísticos de análise de regressão dos mínimos quadrados e a geração de modelos preditivos entre propriedades físico-mecânicas da polpa e morfologia das fibras. São consideradas na análise, as variáveis de viscosidade da polpa e o número de revoluções utilizada do refinador laboratorial PFI para atingir um determinado grau de resistência a drenagem da polpa celulósica (25 °SR pinus, eucalipto 30 °SR). Ao analisar os gráficos de tendência e matriz de correlação para a polpa de pinus observa uma baixa correlação entre as variáveis. Análise estatística dos parâmetros de resistência e biométricos das fibras descarta a possibilidade de obtenção de modelos lineares simples ou multivariáveis para prever o comportamento do índice de tração. Para o índice de rasgo foi gerado um modelo linear simples com as revoluções do refinador PFI estatisticamente adequado com os parâmetros do modelo, satisfazendo os testes de hipótese e de coeficiente de determinação múltipla. No entanto, o coeficiente de determinação para o modelo obtido é baixo (R 2 = 0,12), indicando que o modelo não explica satisfatoriamente a variabilidade do índice de rasgo. No caso da polpa de eucalipto, foi possível encontrar melhores tendências entre os parâmetros de resistência e propriedades biométricas das fibras. Para o índice de tração da polpa de eucalipto, foi possível desenvolver um modelo de previsão com duas variáveis (revoluções do refinador PFI e índice de curl das fibras), que apresentou um coeficiente de determinação regular (R 2 = 0,48), indicando porém, que o modelo não explica totalmente a variabilidade do índice de tração. Para o índice de rasgo só foi possível desenvolver um modelo linear simples com as revoluções no refinador PFI. No entanto, como no caso da polpa de pinus, o coeficiente de determinação para o modelo obtido é baixo (R 2 = 0,16), indicando que o modelo não explica satisfatoriamente a variabilidade do índice de rasgo. Estima-se que a principal razão para a baixa correlação encontrada entre os parâmetros de resistência e características biométricas das fibras celulósicas sejapolpa de pinus, o coeficiente de determinação para o modelo obtido é baixo (R 2 = 0,16), indicando que o modelo não explica satisfatoriamente a variabilidade do índice de rasgo. Estima-se que a principal razão para a baixa correlação encontrada entre os parâmetros de resistência e características biométricas das fibras celulósicas seja devido à homogeneidade da qualidade da polpa produzida na Unidade Industrial de Nueva Aldea. Esta situação afeta mais a celulose de pinus do que a de eucalipto. Portanto, torna-se importante observar que estudos de relações como estas exigem que propriedades de resistências variem em uma escala maior, influenciado por variações nas propriedades biométricas das fibras estatisticamente detectáveis. Isto poderá ser possível por mudanças na qualidade da madeira alimentada ao processo de polpação. Com o presente estudo recomenda-se a continuar trabalhar para aprofundar o conhecimento das fibras produzidas na Unidade Industrial de Nueva Aldea. devido à homogeneidade da qualidade da polpa produzida na Unidade Industrial de Nueva Aldea. Esta situação afeta mais a celulose de pinus do que a de eucalipto. Portanto, torna-se importante observar que estudos de relações como estas exigem que propriedades de resistências variem em uma escala maior, influenciado por variações nas propriedades biométricas das fibras estatisticamente detectáveis. Isto poderá ser possível por mudanças na qualidade da madeira alimentada ao processo de polpação. Com o presente estudo recomenda-se a continuar trabalhar para aprofundar o conhecimento das fibras produzidas na Unidade Industrial de Nueva Aldea.

The present study aims to evaluate the cellulosic fibers produced in Nueva Aldea Pulp Mill in Chile (Pine and Eucalyptus), considering the traditional and modern approaches currently used for this purpose. It studies the relationships and trends between the resistance properties (tensile and tear index) and the biometric characteristics of the fibers, measured in FQA OPTEST equipment located at the Nueva Aldea Mill’s Fiber Laboratory. Also is presented a literature search on this topic. Statistical methodology (least-squares regression) is applied to obtain predictive models between the physical-mechanical properties and morphology of the fibers. Another variables of interest also are considered in the analysis, such as the viscosity and revolutions in PFI pulp refiner (to achieve pulp drainage resistance of 25 °SR for Pine and 30 °SR for Eucalyptus). Analyzing the trend graphs and correlation matrix for Pine a poor relationship between the variables has been found. Statistical analysis of the resistance and biometric parameters for Pine, rule out the possibility of obtaining a suitable multiple or simple linear model to predict the tensile index. For tear index a simple linear model has been generated with PFI revolutions which are statistically adequate, compliance the hypothesis tests of the coefficient of multiple determination and population model parameters. However, the determination coefficient found for the model is poor (R 2 = 0.12), indicating that it does not explain satisfactorily the variability of tear index. In the case of Eucalyptus pulp, best trends could be found between resistance parameters and biometric properties in respect to what happens with Pine pulp. For the tensile index in Eucalyptus pulp, it was possible to develop a prediction model with two parameters (PFI revolutions and curl index of the fibers) which presented a regular determination coefficient (R2 = 0.48), indicating that the model doesn’t explain at all the tensile index variability. For the Tear Index, it was only possible to develop a simple linear model with the PFI revolutions. However, as in the case of Pine pulp the determination coefficient for the model obtained is poor (R2 = 0.16), indicating that the model does not explain satisfactorily the variability of tear index. It is considered that the main cause for the low correlations found between resistance parameters and biometric characteristics is mainly due to the homogeneity of the cellulose produced in Nueva Aldea Mill. This situation affects most Pine pulp than Eucalyptus. In order to obtain better data relationships between the parameters analyzed, it’s required a wider range variation in resistance properties according to detectable variations in biometrics characteristics of the fibers. This may be possible by changes in wood quality feed to the pulping process. According to this study, it’s recommended to do new works in order to deepen the knowledge of the fibers produced in Nueva Aldea Pulp Mill.