Performance do processo de secagem de polpa celulósica e seus efeitos nas propriedades do produto final

Abstract

No Chile, a produção de polpa celulósica é a principal atividade econômica no setor florestal. São normalmente comercializadas em formas de fardos secos ao ar (Air Dry 90%). Na avaliação de sua qualidade final está implícito o envolvimento não só das características da madeira, mas também o tipo de processo utilizado, insumos químicos envolvidos, a forma como é produzida e como é gerenciado o processo de produção. Em geral, os mecanismos por trás dos problemas de controle de qualidade em nossa indústria abrangem vários aspectos no setor celulósico produtivo. As principais etapas envolvidas: O digestor, o sistema de deslignificação com oxigênio, branqueamento e máquina de secagem. Este trabalho consiste em avaliar o efeito da etapa de secagem na qualidade do produto final, principalmente avaliando as características ópticas, biométricas, físicas e mecânicas da polpa celulósica. Estas propriedades são avaliadas com a celulose branqueada antes da secagem e comparadas com a da fase final da máquina de secagem. De acordo com os resultados obtidos, as propriedades da polpa obtida no final da etapa de branqueamento, são afetadas pelo processo de secagem, modificando suas propriedades estruturais e de resistência. Estas alterações de propriedades são consideradas relevantes em sua produção e consequentemente em sua comercialização. O aumento significativo na energia de refino utilizada para produção de papéis é considerado um parâmetro que pode nos colocar em desvantagem em relação aos concorrentes internacionais. O grande responsável pela perda de propriedade como consequência de secagem drástica é atribuído ao fenómeno de hornification (enrijecimento) das fibras e a consequente redução da ativação da superfície externa das fibras para formação de ligações interfibras na formação de papéis. Neste estudo o conhecimento de informações técnicas obtidas nos permite tomar ações de como alterar a qualidade e quantidade de polpa no processo de secagem, contribui com melhorias do controle de qualidade e reduzem as diferenças de desvantagens em comparação com outras polpas celulósicas de mercado permitindo tornar a cadeia produtiva com valor mais competitivo no mercado internacional.

In Chile, the production of cellulose is the main economic activity in the forest- ry sector, all this pulp is sold in form of bales dried to 90% air dry. In the quality ob- tained in the final product, it is not only implied the characteristics of the wood, the type of process used, the chemicals involved, but also the way this is treated and managed in the production process. The mechanisms behind the quality problems have been analyzed in various researches. According to these ones, the principal areas of the process involved in the quality problems are: the digester, oxygen delig- nification and drying machine. The purpose of this work is to evaluate the effect of the drying step on the quality of the final product, mainly by measuring optical character- istics, biometrical, physical and mechanical properties. We compare these properties between bleached pulp never dried and bleached pulp dried and sampled at the final stage of the drying machine. According to the results, it is shown that the properties of the quality of long-fiber pulp, Arauco Mill, obtained at the end of the bleaching stage, are affected in the drying process by changing its structural properties and resistance as seen in the physical-mechanical properties and optical biometric measures. Increased refining energy is found after the drying of the pulp. This pa- rameter is very important for the customer because it is a disadvantage in cost re- spect to other international competitors. The greatest cause of loss of property is assigned to the "hornificación (stiffening) of the fibers and inactivation of its external surface due to the dramatic drying, weakening the bond between the fibers. Knowing how much and how the characteristics of the pulp have been altered by this process, we can propose some improvements to enhance the quality of the pulp in those characteristics which have disadvantaged compared to other market pulp and make the value chain more competitive for the pulp mill.

En Chile, el rubro de la celulosa es la principal actividad económica del sector forestal, esta se comercializa en su totalidad en forma de fardos secada al 90% AD. En la calidad final obtenida de la celulosa, no solo está implícita las características de la madera, sino también el tipo de proceso utilizado, los insumos químicos que intervienen, la forma en que ésta se lleva a cabo y como se maneja en el proceso productivo. Los mecanismos que hay detrás de los problemas de calidad de la pulpa, han sido tratados en distintos trabajos de investigación. Según estos, las principales etapas del proceso que intervienen en mayor o menor grado en este deterioro son: El digestor, la deslignificación con oxígeno y la máquina de secado. Este trabajo consiste en evaluar el efecto que tiene la etapa de secado sobre la calidad del pro- ducto final, midiendo principalmente sus características ópticas, biométricas, y físico mecánicas. Estas propiedades se comparan en la pulpa líquida blanqueada previa al secado y en la etapa final de la máquina secadora. Según los resultados obtenidos, se demuestra que las propiedades de la calidad de la pulpa obtenidas al final de la etapa de blanqueo, se ven afectadas en el proceso de secado, modificando sus pro- piedades estructurales y de resistencia, tal como se observa en las características físico-mecánicas, propiedades biométricas y ópticas medidas. Como factor relevan- te se observa, un importante incremento de la energía de refinación, parámetro que nos representa en desventaja frente a otros competidores internacionales. El mayor responsable de la pérdida de propiedades se asigna a la "hornificación" (rigidización) de las fibras y a la inactivación de su superficie externa como consecuencias del se- cado drástico, debilitando la unión entre ellas. Conociendo como se alteran las ca- racterísticas cualitativas y cuantitativas de la pulpa en el proceso de secado, se pue- den proponer algunas mejoras y potenciar la calidad de esta, en aquellas propieda- des que se tienen desventajas frente a otras pulpas de mercado y hacer que la ca- dena de valor sea más competitiva para la planta de celulosa.