Parâmetros de otimização no processo de fabricação de celulose e papel

Abstract

A procura por otimizações em processos produtivos leva à necessidade de um conhecimento mais aprofundado dos fatores ligados à atividade produtiva. A produção de papel segue a mesma regra. Dessa forma, essa pesquisa objetivou fornecer parâmetros de otimização no processo de fabricação de celulose e papel baseado na idade, através da caracterização dendrométrica das árvores; da determinação da massa específica básica em diferentes idades; da determinação do ponto de otimização da produção de celulose e papel; do ponto de otimização da produção de madeira e da elaboração de curvas de custos para produção de madeira. Como resultados dessa pesquisa obteve-se uma tendência de decréscimo dos valores médios da massa específica básica com a altura e com o aumento com a idade. Houve uma maior dificuldade de polpação da madeira com o aumento da idade e da massa específica. Das propriedades de resistência do papel, apenas o índice de rasgo apresentou tendência de acréscimo com a idade, sendo que as demais tiveram um comportamento decrescente em relação à idade. As curvas de crescimento das árvores demonstraram que o ponto de máxima produtividade volumétrica, para o material pesquisado, é atingido entre as idades de 17 e 18 anos. Se a análise for baseada na quantidade de celulose produzida, o ponto de máxima produtividade de celulose ocorre entre as idades de 18 e 19 anos. O custo total de produção da madeira apresentou diferença inferior a 4% entre as idades de 14 e 20 anos. Se o cálculo da otimização do custo da produção de celulose, em termos monetários, for baseado no custo médio, o ponto de mínimo custo encontra-se próximo aos 22 anos de idade. Dessa maneira, o administrador florestal pode definir a idade ótima de colheita do plantio florestal para produção de celulose e papel de muitas maneiras. Pode maximizar o volume de madeira, ou o volume de celulose produzida, ou ainda escolher o menor custo médio da tonelada de celulose. Porém, para um desempenho adequado do papel produzido, a evolução das características de resistência do papel devem receber grande atenção.

The search for manufacturing processes optimization leads to the necessity of deeper knowledge of the factors related to those processes. Paper manufacturing technology follows the same rules. Therefore, the main objectives of this research was to find parameters of optimization on pulp and paper manufacture process based on age, thru dendrometric mensuration of the trees; the determination of basic specific gravity in different ages; determination of pulp and paper production optimization point; wood production optimization point; and definition of costs curves for the wood production. As results of this research it was observed that the basic specific gravity values decreased with the height of the tree and increased with age. The tearing strength was the only property that increased with age. The other properties showed the opposite tendency. Based on the tree growth curves, the maximum volumetric productivity point was reached between the 17 and 18 years old. When taking in consideration the quantity of pulp produced, the maximum pulp productivity point occurred between the 18 and 19 years old. The total wood production cost showed a difference below 4%, between the 14 and 20 years old. If the pulp production cost optimization is based on the average cost, the minimum cost point will be located near the 22 years old. Thus, a combination of all properties has to be analyzed by the forest manager before any decision of the best age to cut the trees is made. He may want to maximize the volume of wood, the volume of pulp produced or based his choice on the best average cost of pulp per ton. But for a good performance of the paper produced, the evaluation of strength tensile characteristics have to be considered.