Universidade Estadual de Goiás Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas Química Industrial Processos Industriais Orgânicos Prof.: Dr a Caridad Noda Perez
INDÚSTRIA DE POLPA E PAPEL Acadêmicos: Allan Barsanulfo Borba Júnior Flávio Barbosa de Melo Laís Camargo Lacerda Medrado Murilo Cabral Campos Paula Letícia de Melo Souza Thiago Lopes
Anápolis, maio de 2010.
SUMÁRIO INTRODUÇÃO História Perspectivas Perspectivas do Setor MATÉRIAS-PRIMAS Matérias-prima Fibrosas Matérias-prima Não-Fibrosas OPERAÇÕES DE PREPARAÇÃO DA MADEIRA Descascamento Picagem Classificação e Estocagem dos cavacos PROCESSOS
PARA
PREPARAÇÃO
DA
DESLIGNIFICAÇÃO Processo Mecânico Processo Termomecânico Processo Semiquímico Processo Kraft Processo Químico – Sulfito Processo Químico – Sulfato PROCESSAMENTO DA PASTA CELULÓSICA Desfibramento Lavagem Depuração e Limpeza da pasta Secagem e Desaguamento BRANQUEAMENTO DA PASTA CELULÓSICA PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PAPEL Máquina de Papel
PASTA
CELULÓSICA
–
SUMÁRIO INTRODUÇÃO História Perspectivas Perspectivas do Setor MATÉRIAS-PRIMAS Matérias-prima Fibrosas Matérias-prima Não-Fibrosas OPERAÇÕES DE PREPARAÇÃO DA MADEIRA Descascamento Picagem Classificação e Estocagem dos cavacos PROCESSOS
PARA
PREPARAÇÃO
DA
DESLIGNIFICAÇÃO Processo Mecânico Processo Termomecânico Processo Semiquímico Processo Kraft Processo Químico – Sulfito Processo Químico – Sulfato PROCESSAMENTO DA PASTA CELULÓSICA Desfibramento Lavagem Depuração e Limpeza da pasta Secagem e Desaguamento BRANQUEAMENTO DA PASTA CELULÓSICA PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PAPEL Máquina de Papel
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CELULÓSICA
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Fabricação do Papel DESCRIÇÃO DO PROCESSO KRAFT IMPACTOS AMBIENTAIS Uso das Melhores Tecnologias Disponíveis (BATs) Enzimas na Indústria de Papel e Celulose CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. INTRODUÇÃO O papel é um dos materiais mais importantes e versáteis que conhecemos e é difícil imaginar como seria o nosso dia-a-dia sem ele. Suas propriedades químicas e físico-mecânicas permitem inúmeras aplicações. Assim, papéis que serão usados para escrita e impressão, como os usados em cadernos e livros, devem ser bem lisos e opacos; aqueles usados na produção de jornais não precisam ter grande durabilidade com relação à brancura, mas devem resistir à tração a que são submetidos nas máquinas de impressão. Já os papéis sanitários, guardanapos, papéis toalha e higiênicos e os usados em fraldas descartáveis e absorventes devem ser macios. Por outro lado, os papéis usados em embalagens (caixas e sacos) devem apresentar boa resistência, pois não podem romper-se com facilidade. Os fatores que determinam essas propriedades dos papéis estão relacionados, principalmente, à matéria-prima, aos reagentes químicos e aos processos mecânicos empregados em sua produção. 1
1.1 Histór História ia Desde os tempos mais remotos, o homem utilizou diferentes materiais para registrar sua história. Os primeiros suportes empregados foram as cascas e folhas de algumas plantas, rochas e argila, além de peles e ossos de animais. Placas de madeira, recobertas ou não por uma fina camada de cera, e placas de metais, como o bronze e o chumbo, também foram utilizadas para os mais variados fins.
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Dos produtos vegetais empregados para a escrita, o papiro foi o que alcançou maior importância histórica. Não se sabe ao certo o período exato em que ele passou a ser empregado com essa finalidade, mas acredita-se que os mais antigos datem de 3.500 anos atrás. O papiro foi amplamente utilizado na Antigüidade por egípcios, fenícios e gregos e, também, por povos da Europa durante a Idade Média. Entretanto, o seu escasseamento, associado à impossibilidade de importação em função das guerras, levou à proc procur uraa de novo novoss mate materi riai aiss para para a escr escrit ita. a. Um dos dos prin princi cipa pais is subs substi titu tuto tos, s, o pergaminho, já era conhecido e foi o material mais amplamente empregado durante os séculos IV a XVI. 1 A utilização do papel como suporte para a escrita ocorreu inicialmente inicialmente na China, no ano 105 d.C. 1. T'sai Lun fabricou pela primeira vez um papel, a partir de uma pasta
vegetal a base de fibras de cana de bambu, amoreira e outras plantas, dando origem ao papel que conhecemos hoje 2. Este processo consistia em um cozimento forte de fibras, ap.s o que eram batidas e esmagadas. A pasta obtida pela dispersão das fibras era depurada e a folha, formada sobre uma peneira feita de juncos delgados unidos entre si por seda ou crina, era fixada sobre sobre uma armação armação de madeira. madeira. Consegui Conseguia-se a-se formar formar a folha folha celulósica celulósica sobre sobre este molde, mediante uma submersão do mesmo na tinta contendo a dispersão das fibras ou median mediante te o despe despejo jo da certa certa quanti quantida dade de da disper dispersã sãoo sobre sobre o mol molde de ou penei peneira. ra. Precedia-se a secagem da folha, comprimindo-a sobre a placa de material poroso ou deixando-a pendurada ao ar. Os espécimes que chegaram até os nossos dias provam que o papel feito pelos antigos chineses era de alta qualidade, que permite, até mesmo, compará-los ao papel feito atualmente.
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A expansão para o Ocidente começou em 751, quando prisioneiros chineses introduziram, na Ásia Central, a indústria do papel. Daí em diante, o uso do papel foi cada vez mais disseminado e surgiram fábricas em cidades como Bagdá e Damasco. Na Europa, a primeira fábrica de papel surgiu na Espanha em 1144 e, ao final do século XVI, o papel já era manufaturado em todo o continente europeu. A fabricação do papel era, era, até até fins fins do sécul séculoo XVIII, XVIII, essenc essencial ialme mente nte manual manual.. A primei primeira ra máqui máquina na para para fabric fabricaç ação ão de papel papel surgiu surgiu somen somente te em 1798, 1798, na França França.. No Brasil Brasil,, a produç produção ão industrial de papel foi introduzida pelos portugueses no ano de 1890.
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A indústria de papel e celulose brasileira foi conduzida pelo capital privado, porém com forte apoio do Estado. Desde o Plano de Metas, este setor expandiu-se na economia nacional, sobretudo com a política de exploração de eucalipto implementada em 1957, a qual conferiu ao Brasil uma enorme competitividade e, décadas mais tarde, a liderança mundial na exploração deste tipo de árvore. A partir de 1968, a política industrial deste setor sofre uma inflexão e novas prioridades são traçadas para esta indústria. Dentre elas, a mais relevante foi a ampliação da escala produtiva, a qual assegurava, à produção, importantes ganhos de produtividade.
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Cons Co nseq eqüe üent ntem emen ente te,, re regr gras as ma mais is rí rígi gida dass pa pass ssar aram am a vi vigo gora rarr – de fo form rmaa ilustrat ilus trativa, iva, pla plantas ntas produ produtiv tivas as com esca escalas las míni mínimas, mas, impo imposiçã siçãoo de uma quan quantid tidade ade mínima de suprimento próprio de fibras, além de estímulos à pesquisa tecnológica para o uso do eucalipto. Tais diretrizes elevaram a produção brasileira de celulose em sete vezes ao longo deste período (1957-1973) e conferiram capacidade à indústria nacional de competir globalmente globalmente já em 1974 (JUVENAL e MATTOS, 2002).
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Neste mesmo ano, o Primeiro Programa Nacional de Celulose foi lançado com o objetivo de modernizar o setor, integrar a exploração da floresta à produção industrial e ampliar a escala produtiva a fim de que a auto-suficiência brasileira em papel e em celulose fosse atingida em uma década, aproximadamente.
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Com todos estes esforços, em meados da década de 1980 “já estava instalada no Brasil a indústria de celulose e papel em fase de consolidação” , o que permitiu ao Brasil destaque internacional neste produto.
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1.2 Perspectivas do Setor A produção de papel e celulose constitui-se em uma atividade contextualizada em um mercado de alta competitividade e amplamente globalizado, cujas plantas produtoras lançam mão de processos tecnológicos relativamente consolidados. Pode-se dizer, com relativa segurança, que as principais mudanças tecnológicas ocorridas nos últimos anos foram decorrentes do aperfeiçoamento de equipamentos já consagrados pelo êxito de sua utilização.
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A indústria nacional de papel e celulose busca uma maior penetração no terreno doméstico e internacional e já ostenta a marca de ser o 7º maior produtor mundial de celulose e 11º no ranking em relação ao segmento de papel. A previsão é de gerar aproximadamente 60 mil novos empregos. 6 Representantes do setor de papel e celulose prevêem investimentos na ordem de US$ 14,4 bilhões até 2012 para desenvolver sua capacidade produtiva, após obter crescimento de 50% nas exportações do ano passado. O objetivo é expandir o volume de exportações e sanar a demanda interna para diminuir as importações do produto.
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No Brasil, as produções de celulose e de papel em 2001 foram respectivamente de 7.405 e 7.354 mil toneladas em 2001. A Figura 1 apresenta os principais tipos de polpação em 2001 no mundo, enquanto que as Figuras 2 e 3 indicam os principais tipos de polpação da celulose produzida e os principais tipos de papel produzidos no Brasil em 2001. 7
Figura 1 – Produção mundial de polpa
Figura 2 – Produção de polpa no Brasil em 2001
Figura 3 – Produção de papel no Brasil em 2001 A importação de papel é pequena no Brasil e representa menos de 9% em relação à quantidade produzida. Do total importado em 2001, cerca de 86% referem-se a papel para revistas e jornais e papel de imprimir e escrever (produzidos com polpa proveniente de polpação mecânica). O setor de celulose e papel no Brasil em 2001 empregou cerca de 100.000 pessoas, distribuídas em 156 fábricas de papel e em 68 fábricas de celulose.
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A Associação Brasileira de Celulose e Papel – BRACELPA - estima que 155 milhões de toneladas de polpa de madeira são produzidas por ano e prevê um aumento de 67% sobre esse valor até 2010.
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Nas últimas décadas, tem se investido no aperfeiçoamento de tecnologias e processos maduros. É pouco provável que ocorra um incremento substancial de produtividade nestas atividades sem haver mudanças sensíveis no processo. Atualmente, estão sendo pesquisadas algumas novas rotas para os processos de produção, sendo que as mais promissoras são a polpação biológica, a polpação química com fermentação e a polpação com solvente orgânico (etanol).
2 MATÉRIAS-PRIMAS
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A maior parte da composição do papel é constituída de celulose, que é a matéria prima mais importante no processo. Além desta, também são utilizadas inúmeras matérias-primas não fibrosas, dependendo do tipo e da utilização do papel. De acordo com a sua finalidade, os papéis podem ser classificados em impressão, escrever, embalagem, fins sanitários, cartões e cartolinas e especiais. 2.1
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Matérias-prima fibrosas
A celulose é não somente a substância orgânica mais abundante na natureza, mas também, com toda probabilidade, a matéria-prima orgânica mais versátil e, ao mesmo tempo, a mais simples de substituir.
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É um composto natural existente nos vegetais, de onde é extraída, podendo ser encontrada nas raízes, tronco, folhas, frutos e sementes. É um dos principais componentes das células vegetais que, por terem forma alongada e pequeno diâmetro (finas), são freqüentemente chamadas “fibras”. Os outros componentes encontrados, entre os principais, são a lignina e hemiceluloses.
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A celulose é o componente mais abundante e mais importante economicamente, já que é o material de maior interesse na fabricação do papel. É como um esqueleto envolvido pela hemicelulose (recheio), e as duas são envolvidas pela lignina que atua como um cimento para causar rigidez ao conjunto.
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A celulose, principal componente da parede celular da fibra, é um polissacarídeo linear, constituído por um único tipo de unidade de açúcar, possuindo uma estrutura organizada e parcialmente cristalina, localizada na parede secundária da célula. Pertence à função química de carboidratos ou, mais corretamente, a dos glicídios. A estrutura da celulose, exposta na Figura 4, se forma pela união de moléculas B-D-glicose através de ligações B-1,4-glicosídicas, o que a faz ser insolúvel em água. A celulose é um polímero de cadeia longa de peso molecular variável, com fórmula empírica (C 6H10O5)n, com um valor mínimo de n = 200; tem uma estrutura linear ou fibrosa, na qual se estabelecem múltiplas ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxilas das distintas cadeias justapostas de glicose, fazendo-as impenetráveis à água, e originando fibras compactas que constituem a parede celular dos vegetais.
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São essas mesmas ligações
de hidrogênio que permitem a formação de folhas de papel: além dos agentes encolantes, as fortes interações entre as fibras são proporcionadas pelas ligações de hidrogênio, garantindo a resistência aos papéis destinados a tão variados fins.
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Figura 4 – Estrutura da celulose As hemiceluloses (ou polioses) são constituídas por diferentes unidades de açúcares (D-glicose, D-manose, D-galactose, D-xilose, D-arabinose, L-raminose, Lfucose) e ácidos (acético, 4-O-metilglicourônico, D-galactourônico e D-glicourônico), expostos na Figura 5, de baixo grau de polimerização, os quais são intimamente associados à celulose nas paredes celulares, constituídas de hexoses e pentoses neutras, e quantidades variáveis de ácidos urônicos. São polímeros ramificados, amorfos de cadeia curta e facilmente hidrolisáveis, que contribuem na textura rígida dos vegetais.
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Figura 5 – Algumas unidades de açúcares que compõem as hemiceluloses A lignina é um polímero tridimensional amorfo constituído de um sistema aromático, heterogêneo e ramificado, que confere resistência e durabilidade ao conjunto de fibras de celulose. Atua como um composto de ligação da celulose e polioses na parede celular. Possui composição química complexa, que confere firmeza, rigidez, impermeabilidade e resistência a ataques microbiológicos e mecânicos aos tecidos vegetais. Pelo decréscimo que causa na permeação de água por meio das paredes das células dos tecidos condutores do xilema, a lignina tem uma função importante no intrincado transporte interno de água, nutrientes e metabólitos. A lignina é um polímero natural proveniente da condensação desidrogenativa de três alcoóis precursores: transconiferílico, trans-sinapílico, e p-cumarílico que sofrem desidrogenação enzimática,
dando origem a radicais fenóxido. A proporção destes três compostos resulta em diferentes tipos de lignina e, depende, principalmente, da espécie. Em madeiras de folhosas, existe uma mistura de quantidades significativas de subestruturas guaiacil e siringilpropano, resultantes da polimerização dos precursores trans-coniferílico, transsinapílico, respectivamente. A estrutura proposta para a lignina da madeira de eucalipto é exposta na Figura 6.
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Figura 6 – Estrutura proposta para a macromolécula de lignina da madeira de eucalipto Os constituintes menores incluem compostos orgânicos de diversas funções químicas e, em quantidade menos, compostos inorgânicos, proteínas e substâncias pécticas. Os constituintes menores solúveis em solventes orgânicos, em água, ou ainda em ambos, são normalmente denominados extrativos. Os extrativos são responsáveis por determinadas características da planta, como cheiro, resistência natural ao apodrecimento, sabor e propriedades abrasivas.
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No Brasil, a produção de celulose e papel utiliza essencialmente espécies de eucalipto, que levam de seis a sete anos para atingir a idade de corte . Para produzir uma tonelada de papel são consumidas cerca de 20 árvores de eucalipto. Algumas espécies de pinus também são utilizadas, principalmente na região Sul do país. A produção de
celulose baseia-se principalmente em florestas plantadas, embora alguns países asiáticos, a América do Norte e a Europa ainda utilizem florestas nativas.
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No Brasil, as principais áreas de reflorestamento estão localizadas nas regiões Sudeste e Sul, envolvendo os estados de Minas Gerais, São Paulo, Espírito Santo, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Também há áreas de reflorestamento nos estados da Bahia, Pará e Maranhão. 1
Figura 7 - Fibras celulósicas
2.2 Matérias-prima não fibrosas As principais matérias-primas não fibrosas são:
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2.2.1 Cargas O processo de adicionar matéria mineral ao papel (massa), antes da formação da folha, é extremamente antigo, tendo sido praticado desde os primórdios da fabricação do papel. 7 No princípio não se via a adição de cargas à massa como benéfica e alguns papéis, que tinham quantidade apreciável de carga, eram considerados adulterados.
Mais tarde, com a expansão do uso do papel e o conseqüente aparecimento de vários novos requisitos, as cargas passaram a ser consideradas como parte integrante e, em alguns casos, imprescindíveis.
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Dentre as mais usadas destacam-se: caulim, dióxido de titânio, carbonato de cálcio, talco, etc.
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2.2.2 Agentes de Colagem Vários tipos de papéis, entre eles os de escrever e imprimir, necessitam ter resistência controlada à penetração de líquidos, em especial a água. Para isto, são adicionados ao papel produtos que a repelem.
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Existem dois tipos de colagem feitas na massa: ácida e alcalina. •
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Colagem Ácida: O material empregado é a cola de resina, derivada do breu. O breu é
saponificado, transformando-se em sal solúvel. Atualmente, além desta reação, é feita uma outra com anidrido maleico, resultando numa cola fortificada, isto é, com mais grupos carboxilas livres para reação.
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Para que a cola de resina exerça sua função é preciso adicionar sulfato de alumínio, que tem a função de baixar o pH (meio ácido), favorecendo a precipitação da resina e depositando os flocos de resinato de alumínio, insolúvel, sobre as fibras de celulose. 7 •
Colagem Alcalina Neste caso utiliza-se um composto químico denominado alquilceteno, que reage
com a celulose. A colagem alcalina é normalmente aplicada nos casos em que se consomem cargas quimicamente ativas, como, por exemplo, o carbonato de cálcio, quando se deseja papéis mais brancos e com maior resistência. Proporciona, também, maior vida para o papel e para os equipamentos por onde ele irá passar.
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2.2.3 Amido A resistência interna de um papel é geralmente conferida pelo tipo de fibra e tratamento mecânico dado a ela. Contudo, pode-se melhorar esta característica com a adição de amido, sendo o de milho o mais utilizado.
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Além da resistência interna, a adição do amido na massa (celulose) proporciona melhor lisura, maior rigidez, maior resistência à penetração de líquidos e evita a formação de pó. 7 Os amidos também são empregados para proporcionarem maior resistência superficial, cujo processo é mais conhecido por colagem superficial , que é aplicado na prensa de colagem ( size press, localizada no meio da secagem da máquina de papel), quando a folha já se encontra formada e praticamente seca.
7
A colagem superficial, entre outras coisas, dificulta a penetração de líquidos, aumenta as características mecânicas, a opacidade e a facilidade de impressão. É muito importante para os papéis de impressão “ offset”. 7
2.2.4 Corantes e pigmentos O tingimento de um papel compreende a utilização de: •
Corantes : na fabricação de papéis coloridos deve-se fazer o tingimento das fibras com corantes, que são adicionados à massa nos tanques ou “pulpers”;
• Branqueadores Óticos: São agentes de branqueamento usados em papéis
brancos. Estes produtos absorvem a luz na faixa ultravioleta e a emitem no espectro visível, fazendo o papel parecer mais branco; •
Corantes de Matização ou Anilagem : usados na fabricação de papéis brancos e têm como função dar uma determinada tonalidade requerida pela especificação, eliminando o amarelecimento indesejável das matérias-primas;
• Pigmentos: são cargas coloridas para dar cor ao papel. Trata-se de óxidos
metálicos e produtos orgânicos sintéticos.
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Além dos compostos já mencionados, dependendo do tipo de papel podem ser utilizados inúmeros outros aditivos, como dispersantes, bactericidas, antiespumantes e resinas. 7 3.
OPERAÇÕES DE PREPARAÇÃO DA MADEIRA
Antes de ser enviada ao processo de polpação, é submetida a uma série de operações (Figura 8), com o objetivo de fornecer a madeira na forma e pureza desejadas, em quantidade suficiente e constante. Estas atividades podem ser mais ou menos complexas, pois dependem dos tipos de processamento e das instalações existentes nas fábricas. 15
Figura 8 - Fluxograma das operações de preparação da madeira antes da polpação A madeira é usualmente transportada às fabricas sob forma de pequenas toras (1,0 a 3,0 metros de comprimento - diâmetro entre 5,0 e 15,0 cm). O meio de transporte e manuseio da madeira é que vai determinar suas dimensões. Vagões ferroviários e caminhões são as formas mais freqüentes de transporte.
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A primeira etapa do processo é o descascamento. A casca da madeira contém impurezas, tais com areia e tem baixo teor de fibras úteis. Por isso são separadas da madeira e vão constituir combustível para geração de vapor e energia elétrica. O descascamento é, em geral, processado em grandes tambores cilíndricos, horizontais, rotativos. 11 A etapa seguinte é a picagem da madeira. Esta operação visa produzir "Cavacos" com dimensões em torno de 20mm- 25mm, de forma a expor a madeira ao futuro contato com os produtos químicos e vapor. Os picadores são maquinas rotativas, providas de navalhas. 11 A seguir, vem o peneiramento dos cavacos produzidos durante a picagem. Esta operação visa evitar, nas etapas seguintes do processo, cavacos muito grandes ou muito pequenos. Estas duas frações causariam perda de rendimento e outros inconvenientes operacionais.
11
3.1 Descascamento A madeira a ser utilizada para a produção de celulose geralmente é descascada, pois a casca, além de possuir fibras utilizáveis em uma quantidade relativamente pequena, consome maior quantidade de reagentes na polpação e no branqueamento, diminui o rendimento em celulose (produtividade por carga de digestor), torna mais difícil a lavagem e peneiração, além de afetar negativamente as propriedades físicas do produto e aumentar o teor de sujeira na pasta 15. A facilidade, maior ou menor, de se remover a casca depende da: •
Forma ou geometria superficial da madeira: quando esta possui uma forma tortuosa, ou a superfície com rachaduras, ou tocos provenientes de galhos, o descascamento torna-se muito difícil ou até mesmo impossível, pois o processo empregado para a remoção das cascas é, na maioria das vezes, por atrito entre toras e entre toras e superfícies metálicas;
•
Energia necessária para separar as partes externas (casca) e internas da madeira: varia conforme a espécie de madeira, conforme a estação do ano e conforme as condições de estocagem anterior ao descascamento (toras muito secas dificultam a operação). 15
De um modo geral, não existem normas preestabelecidas que fixem a eficiência do processo de descascamento e, assim, cada fábrica tem seus próprios padrões, que são determinados pelas necessidades de produto e pelos equipamentos instalados.
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Existem vários modelos de equipamentos utilizados para o descascamento da madeira na forma de toras, tais como: •
Descascador de tambor;
•
Descascador de bolsa;
•
Descascador de anel;
•
Descascador de corte;
•
Descascador hidráulico;
•
Descascador de faca. 12 Dentre todos, os mais utilizados industrialmente são os de tambor e de anel.
12
3.1.1 Descascadores de tambor Este equipamento, de acordo com a Figura 9, a madeira é alimentada continuamente, por meio de uma correia transportadora, em um cilindro rotativo de aço possuindo fendas longitudinais que permitem a saída das cascas. Estes cilindros são inclinados e giram à baixas velocidades, o que ocasiona o impacto das toras entre si e as paredes do tambor (providas de saliências longitudinais).
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Estes impactos ocasionam o rompimento das cascas das toras, as quais são desprendidas e arrastadas para fora (pelas fendas) mediante jatos d’água (chuveiros) situados no interior do tambor.
12
O dimensionamento dos tambores depende de inúmeras variáveis, tais como, taxa de alimentação, comprimento das toras, diâmetro médio das toras, tipo de madeira (tipo de casca), etc.. O diâmetro pode variar de 2,5 a 5,5 m e o comprimento de 7,0 a 25,5 m. 12 Por exemplo, o diâmetro dos tambores é geralmente de 1,6 a 1,8 vezes o comprimento das toras, por isso as toras antes de entrarem no descascador são bitoladas em mesas alinhadoras munidas de serras circulares, de modo a uniformizar seu comprimento. Devido ao custo destes equipamentos, ele é restringido à indústrias de produção contínua e de porte razoável. Além disso, estes equipamentos são montados no perímetro da instalação industrial, onde será acumulada a casca gerada.
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Figura 9 - Descascador de Tambor
3.1.2 Descascadores de Anel Neste equipamento, de acordo com a Figura 10, a madeira é alimentada axialmente no centro de um anel rotativo, em cuja periferia estão dispostas, equiespaçadamente, facas e raspadeiras. Ambas, em ação conjunta, removem a casca.
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Os descascadores de anel podem ser construídos estacionários ou móveis. Quando móvel, ele é acoplado em tratores ou caminhões, permitindo seu deslocamento e operação na área florestal. 12
Figura 10 - Descascador de anel
A produtividade destes equipamentos é influenciada por diversos fatores, tais como: diâmetro e uniformidade da tora, espécie de madeira (e da casca), velocidade e tipo de alimentação.
12
Com relação à casca gerada nos processos de descascamento, se a madeira é descascada na floresta ela servirá como formadora de “húmus” no solo. No entanto, se for descascada na indústria, a casca causará problemas de disposição, uma vez que ela representa um volume de 10 a 20% do volume total da madeira utilizada. Transportar a casca para aterro florestal seria muito dispendioso, face à sua baixa densidade aparente. A alternativa lógica de eliminação das cascas é a sua queima em fornalhas apropriadas
para a geração de vapor (fornalha de biomassa), uma vez que o seu poder calorífico é da ordem de 4.000 kcal/kg, base seca.
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3.2 Picagem Quando se pretende realizar um polpeamento químico de uma madeira, esta deverá ser reduzida a fragmentos (cavacos), de modo a facilitar a penetração do licor de cozimento. 12 As dimensões dos cavacos deverão obedecer uma distribuição tão estreita quanto possível, de modo a promover um cozimento bastante uniforme e gerar uma polpa bem homogênea, evitando desta forma um supercozimento dos menores e um subcozimento dos maiores (dentro dos limites operacionais fixados).
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A melhor distribuição de tamanho recomendada situa-se na faixa de 5/8 a 3/4 polegadas, de modo a serem retidos em uma peneira com furos de 1,58 cm de diâmetro. 12
Os fatores mais importantes que afetam a qualidade dos cavacos são: •
Direção e velocidade da tora que entra no picador;
•
ângulo de corte das facas;
•
velocidade de corte (alta velocidade gera alta produção e grande quantidade de finos);
•
troca constante das facas (sempre afiadas).
12
Antes da alimentação no picador, as toras devem ser lavadas afim de retirar areia ou terra nelas contidas, visando diminuir o desgaste das facas do picador. Além disso, a madeira úmida é mais facilmente cortada, diminuindo desta forma o consumo energético e o risco de quebra das facas. Normalmente a madeira entra no picador logo após sair do descascador (quando for de tambor), vindo portanto lavada e úmida. Quanto aos equipamentos utilizados, existem basicamente dois tipos de picadores: •
de disco com múltiplas facas;
•
de tambor. 12
3.2.1 Picadores de disco com múltiplas facas Este equipamento é o mais utilizado industrialmente, o qual, de acordo com as Figuras 11 e 12, consiste de um disco rotativo de aço, munido de facas (lâminas de corte) distribuídas na área de uma de suas faces.
12
Figura 11 - Picador de disco de múltiplas facas
Figura 12 - Detalhes de um picador de disco
O disco tem um diâmetro que varia de 70 a 450 cm e pode ser equipado com 4, 8, 10, 12 ou mais facas. O disco recebe a madeira através de um bocal que forma um ângulo de 35 a 45 o em relação à face de corte. O ajuste das facas permite regular o tamanho dos cavacos, os quais são obtidos pelo impacto da tora com as facas, deixando
o picador através de fendas existentes no disco. A velocidade de rotação do disco será regulada em função do diâmetro do disco e do número de facas. Por exemplo, para um disco com 214 cm de diâmetro, com 12 facas, a velocidade recomendada é de 450 rpm. 12
3.2.2 Picador de tambor Este equipamento, de acordo com a Figura 13, consiste basicamente de um tambor de aço com cerca de 1,8 m de diâmetro e de 1,0 a 2,5 m de comprimento. A madeira é alimentada e prensada contra o tambor, cuja superfície é provida de facas, girando a uma velocidade de 30 rpm. As toras são mantidas deitadas na câmara de alimentação, com orientação paralela ao eixo rotacional do tambor.
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Figura 13 - Picador de tambor
3.3 Classificação e estocagem dos cavacos Os cavacos que saem do picador são estocados no pátio e, posteriormente, passam por um sistema classificatório constituído de peneiras vibratórias. 12
Os cavacos graúdos retidos na primeira peneira, de malha mais aberta, são desviados para sofrerem nova divisão em um outro picador de menor tamanho, denominado de repicador. Os cavacos que saem do repicador reingressam no sistema
classificatório. Os cavacos que passaram através da primeira peneira, caem em outra de malha mais fechada. Aqueles que ficaram retidos nesta última, constituem o material aceito para o processo de polpeamento e, os demais que passaram pela peneira constituem os finos. O material constituído de finos poderá ser polpeado separadamente (produto de mais baixa qualidade) ou então queimado em caldeiras (mais comum).
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Quando o processo de cozimento é contínuo, o material aceito é conduzido diretamente ao processo de cozimento por meio de esteiras transportadoras ou transporte pneumático. Quando o processo de cozimento é descontínuo (em bateladas), o cavaco aceito é normalmente estocado no pátio sob a forma de pilhas antes de ser conduzido ao processo. 12
4. PROCESSOS PARA PREPARAÇÃO DA PASTA CELULÓSICA – DESLIGNIFICAÇÃO A obtenção da celulose que será usada na fabricação do papel começa com o corte das árvores nas áreas de reflorestamento. Após a remoção dos galhos, as toras de madeira são cortadas em tamanhos apropriados e transportadas para a fábrica. Lá, a madeira é descascada e as cascas removidas são utilizadas para geração de energia, por meio de sua queima. As toras descascadas são lavadas e picadas em cavacos com dimensões específicas, a fim de facilitar a difusão dos reagentes químicos que serão utilizados. Na forma de cavacos, a madeira está pronta para ir para a polpação.
1
A retirada da lignina é de suma importância, uma vez que a quantidade de lignina na pasta interfere na coloração e em sua utilização posterior.
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Existem muitos métodos diferentes para a preparação de pasta celulósica, desde os puramente mecânicos até os químicos, nos quais a madeira é tratada com produtos químicos sob pressão e pela ação de calor (temperaturas maiores que 150° C), para dissolver a lignina, havendo inúmeras variações entre os dois extremos.
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O processo de polpação tem como objetivo facilitar a separação das fibras e melhorar suas propriedades para a fabricação do papel. Na polpação por meio de um processo químico, é retirada da madeira a maior parte da lignina, além de outros constituintes menos abundantes. Com a utilização desse processo químico, somente 40% a 50% da massa total inicial da madeira é aproveitada.
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Nos processos nos quais a madeira é desfibrada mecanicamente, com mínima remoção de seus constituintes, há um aproveitamento quase total da madeira e, por isso, são chamados de polpações de alto rendimento.
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4.1 Processo Mecânico – MP Toras de madeira, neste caso preferencialmente coníferas, são prensadas a úmido, contra um rolo giratório, cuja superfície é coberta por um material abrasivo, reduzindo-as a uma pasta fibrosa denominada “pasta mecânica” ( groundwood ), alcançando um rendimento de polpação que varia de 93 a 98 %.
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Neste processo não ocorre uma separação completa das fibras dos demais constituintes, obtendo-se então uma pasta barata, cuja aplicação é limitada, pois o papel produzido com ela tende a escurecer com certa rapidez, mesmo depois de passar pela etapa de branqueamento, devido à oxidação da lignina residual. A pasta mecânica pura ou em composição com outra é muito usada para a fabricação de papel para jornal, revistas, embrulhos, toalete etc.
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Figura 14 – Fluxograma de uma fábrica de pasta mecânica convencional
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4.2 Processo Termomecânico – TMP A madeira, sob forma de cavacos, sofre um aquecimento com vapor (em torno de 140° C) provocando uma transição do estado rígido para um estado plástico na madeira e na lignina, seguindo para o processo de desfibramento em refinador a disco.
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A pasta obtida desta forma tem um rendimento um pouco menor do que no processo mecânico (92 a 95 %), mas resulta em celulose para a produção de papéis de melhor qualidade, pois proporciona maior resistência mecânica e melhor imprimibilidade, entre outras coisas. 7 O processo termomecânico é apresentado segundo duas configurações básicas de equipamentos, sendo que na mais comum o preaquecedor de cavacos é vertical (Figura 15); na configuração fornecida pela C. E. Bauer, o preaquecedor é horizontal (Figura 16). 15
Figura 15 - Processo termomecânico Asplund 22. A – cavacos; B – silo; C – rosca de alimentação; D – preaquecedor; E – refinador pressurizado; F – ciclone de pasta; G – refinador atmosférico
Figura 16 - Sistema Bauer com desfibrador pressurizado
Figura 17 – Fluxograma simplificado do processo termomecânico
Em adição, vem ganhando muito interesse um tipo de pasta derivado da TMP, em que um pré-tratamento com sulfito de sódio ou álcali é feito antes da desfibragem, no refinador a disco. Esta pasta é denominada pasta quimiotermomecânica – CTMP (neutral sulphite semi chemical ). 7
4.3 Processo Semiquímico Neste caso, acrescentam-se produtos químicos em baixas porcentagens para facilitar ainda mais a desfibragem, sem, contudo, reduzir demasiadamente o rendimento (60 a 90 %). O mais comum desses processos é conhecido na Europa com a sigla NSSC. 7 Fazem-se melhoramentos crescentes na tecnologia do polpeamento e da refinação, de modo que se obtém rendimentos mais elevados de material de melhor qualidade, o que reduz os despejos e a poluição dos rios. São usados digestores contínuos rotatórios e estacionários no processo semiquímico (Figuras 18 e 18).
Figura 18 – Processo Kraft Semiquímico em batelada
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Figura 19 – Processo Kraft Semiquímico Contínuo 4.4
Processo Kraft
A madeira, sob forma de cavacos, é tratada em vasos de pressão, denominados digestores, com soda caústica e sulfeto de sódio. É um processo químico que visa dissolver a lignina, preservando a resistência das fibras, obtendo-se dessa maneira uma pasta forte (kraft significa forte em alemão), com rendimento entre 50 a 60 %. É muito empregada para a produção de papéis cuja resistência é o principal fator, como para as sacolas de supermercados, sacos para cimento, etc. 7
4.5 Processo Químico – Sulfito É um processo em que os cavacos são cozidos em digestores com um licor ácido, preparado com compostos de enxofre (SO2) e uma base Ca(OH)2, NaOH, NH4OH, etc. 7 A pasta obtida desta maneira tem um rendimento entre 40 e 60 % e é de branqueamento muito fácil, apresentando uma coloração clara que permite o seu uso mesmo sem ser branqueada. 7 Este processo, que era muito utilizado para a confecção de papéis para imprimir e escrever, está sendo substituído pelo processo sulfato (principalmente após a
introdução do dióxido de cloro no branqueamento), devido à dificuldade de regeneração dos produtos químicos e as conseqüentes contaminações das águas.
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4.6 Processo Químico – Sulfato Utilizam-se os mesmos produtos químicos do processo kraft mas as condições são mais fortes, isto é, emprega-se maior quantidade de sulfeto e de soda, além do cozimento ser feito por mais tempo e com temperaturas mais elevadas.
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É o processo mais usado no Brasil e se presta muito bem para a obtenção de pastas químicas com eucalipto, ou outras hardwood . Isso porque preserva a resistência das fibras e dissolve bem a lignina, formando uma pasta branqueável e com boas propriedades físico-mecânicas. 7
5. PROCESSAMENTO DA PASTA CELULÓSICA Dependendo do método de preparação (seja processo mecânico, químico, etc.) e da utilização final, as pastas celulósicas são submetidas a diversas etapas de processamento. 15 Operações de lavagem, peneiramento e estocagem são necessárias, praticamente, para todos os tipos de pasta, enquanto a limpeza é somente utilizada quanto à aparência e grau de pureza são importantes. O desfibramento é requerido para todas as pastas semiquímicas ou químicas de alto rendimento. A depuração é necessária na produção de pastas limpas ou destinadas ao branqueamento. A secagem é imprescindível quando o produto é transportado a distâncias maiores.
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5.1 Desfibramento Todas as pastas semiquímicas e químicas de alto rendimento necessitam ser desfibradas por meio mecânico. Em rendimentos elevados (aproximadamente 80%), a operação requer elevada quantidade de energia para separar as fibras. Em faixa de rendimento menor (50 – 65%), requer-se consideravelmente menos energia. Embora o desfibramento deva ser considerado à parte do refino de pasta feita na fábrica de papel, alerta-se que a intensidade do primeiro afeta as necessidades de refino.
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5.2 Lavagem A massa procedente da polpação é lançada no tanque de descarga e consiste, basicamente, em uma suspensão e fibras no licor de cozimento. Nesta suspensão, a parte fibrosa representa, a grosso modo, a metade da substância seca da madeira utilizada; o restante (lignina e outros componentes da madeira) se encontra, em parte, dissolvido no licor. 15 A operação de lavagem da massa, isto é, a separação do líquido das fibras e a lavagem destas últimas com água limpa, merece bastante atenção, desde o projeto de instalação até a rotina de operação, cujos principais objetivos são: •
Remover o licor residual que poderia contaminar a pasta durante etapas subseqüentes do processamento;
•
Recuperar o máximo de reagentes químicos com uma diluição mínima;
•
Recuperar os constituintes da madeira dissolvidos no licor para utilizá-los como combustível. 15
Os filtros rotativos a vácuo constituem ainda, o sistema utilizado na maioria das fábricas. A lavagem é efetuada nesses filtros ligados em série, em número de 2, 3 ou mais unidades, operando o sistema em contracorrente (Figura 20). 15
Figura 20 – Sistema de lavagem com filtros rotativos
5.3 Depuração de limpeza da pasta Durante a lavagem da pasta, as impurezas solúveis são removidas; mas, para se obter uma celulose de alta qualidade, deve-se remover também, as impurezas sólidas, que podem ser de dois tipos: •
De natureza vegetal, com pequenos fragmentos, nós, cavacos (não ou mal cozidos), estilhas, fragmentos de casca e finos;
•
De natureza estranha, como areia, pedras, incrustações e fragmentos de metal. 15
O material de dimensão maior (rejeito) é separado pelos depuradores, enquanto o restante é retirado pelos limpadores (“centricleaner”) ou, no caso do material de dimensão mais reduzida, pelas peneiras com tela de tecido de malha bastante densa.
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5.4 Secagem e desaguamento
A pasta celulósica é produzida para ser utilizada em um fábrica integrada ou para ser vendida. Nas fábricas integradas, a pasta celulósica, alvejada ou não, segue para o tanque de estocagem a uma consistência de 10 a 15%, sendo bombeada, a seguir, para a máquina de papel. Geralmente, a pasta destinada ao mercado, para fins de transporte, deve ser desaguada, ou na maioria das vezes, seca, enfardada e embalada. Nas instalações modernas, o sistema de pesagem, embalagem e amarração é totalmente mecanizado, exigindo um mínimo de mão-de-obra.
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Geralmente, fatores econômicos aconselham a secagem da pasta para evitar custos de transporte de volumes apreciáveis de água e para diminuir o seu volume, permitindo o aproveitamento máximo de um determinado espaço.
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Quando economicamente conveniente, as pastas celulósicas são despachadas com umidade de 40 a 60%. O que evita problemas posteriores na separação de fibras, além de outros relacionados com a secagem.
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Na maioria dos casos, a pasta é seca até um teor de umidade entre 5 e 10%. O método dominante é o uso das máquinas de secar, vistas nas Figuras 21 e 22, que, principalmente, na parte úmida, são muito parecidas as máquinas de papel.
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Figura 21 - Máquina de secar, constituída por tela plana (Fourdrinier) e cilindros secadores (Sandy Hill-Kamyr)
Figura 22 - Máquina de secar, constituída por cilindros formadores e cilindros secadores (Sandy Hill-Kamyr) A folha de pasta celulósica é formada na tela plana (Fourdrinier) ou em um cilindro formador, com ou sem vácuo. A folha passa pela seção de prensas, como na máquina de papel, para em seguida passar pelo processo de secagem e evaporação, até atingir a consistência de pastas secas ao ar. Após a secagem, a folha é cortada no tamanho apropriado e, depois, empilhada. As pilhas, por sua vez, podem ser transportadas, desde que estejam comprimidas em fardos devidamente amarrados.
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O cilindro formador é um equipamento de formação mais barato que a Fourdrinier, porém apresenta problemas de uniformidade.
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A secagem pode ser dividida em: etapa de remoção de água situada na superfície dos aglomerados de fibras e etapa de retirada da água do interior das mesmas.
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A Figura 23 mostra o fluxograma de um processo típico de secagem instantânea ou “flash-dryer” de dois estágios.
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Figura 23: Fluxograma de um secador instantâneo ou “flash-dryer” (Flakt). 1 – tanque de entrada de massa com controle de temperatura; 2 – tanque equalizador e controle de consistência; 3 – prensa desaguadora; 4 – abridor (Fluffer); 5 – tanque de reprocessamento; 6 – primeiro estágio – torres secadoras; 7 – primeiro estágio – ventilador de ar para secagem; 8 – primeiro estágio – ciclone; 9 – segundo estágio torres secadoras; 10 – segundo estágio – ventilador de ar para secagem; 11 – segundo estágio – ciclone; 12 – duto de retorno de ar; 13 – ventilador do estágio de resfriamento; 14 – ciclone do estágio de resfriamento; 15 – tanque de óleo; 16 – bomba de óleo; 17 – aquecedor de óleo; 18 – ventilador para ar de combustão; 19 – aquecedor de ar de combustão (opcional); 20 – ventilador para ar de diluição; 21 – aquecedor de ar de diluição (opcional); 22 – aquecedor de ar para primeiro estágio; 23 – registro para ar fresco; 24 – aquecedor de ar para segundo estágio; 25 – prensa de blocos; 26 – mesa transportadora; 27 – balança; 28 – prensa de enfardamento; 29 – embalador; 30 – máquina para amarrar; 31 – máquina de dobrar; 32 – máquina para amarrar; 33 – máquina pra marcar; 34 – fardo de polpa No início, a capacidade de evaporação é elevada e determinada pelas condições do gás de secagem, sendo as fibras protegidas da exposição à alta temperatura do gás pela camada de água situada na superfície das fibras. Quando essa água secar, a evaporação continua alimentada pela umidade situada no interior das fibras; na falta da camada de água entre o gás e a fibra, a temperatura desta aumenta. A partir deste ponto, a taxa de evaporação dependerá da velocidade de imigração da água e vapor do interior das fibras. 15
A temperatura aumenta na faixa de 50 a 80 °C, e a consistência da massa, na faixa de 3 a 5%, são ajustadas antes do seu bombeamento para a prensa desaguadora, geralmente prensa de rolos gêmeos, onde a consistência da pasta é elevada para 45 a 50%. 15 Após a prensagem, a folha passa por um abridor para aumentar a exposição ao gás quente. A pasta, já aberta, desse para o injetor do primeiro estágio, onde é misturada com gases quentes, cuja temperatura está entre 350 e 400 °C, provenientes do aquecedor de ar. Na saída dos estágios, o gás úmido tem, comumente, a temperatura de 70 a 100°C. A mistura de pasta e do gás quente de secagem é transportada, através das torres de secagem e por meio de um ventilador, para um ciclone onde a pasta, após separada do gás, cai no interior do segundo estágio de secagem; o gás úmido de exaustão se apresenta quase totalmente livre de fibras. O processo se repete no segundo estágio, sendo a temperatura dos gases mais baixa, normalmente entre 150 e 250°C. Depois do último estágio de secagem, a pasta cai no injetor de resfriamento, quando, então, é transportada pelo ar de resfriamento até o topo da prensa de blocos.
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Todo ar é purificado em câmeras filtrantes antes de entrar no secador. O gás que sai do segundo estágio é recirculado para o primeiro estágio, sendo antes reaquecido. Após passar pelo primeiro estágio, o gás é exaurido para a atmosfera. Desse modo, o ar fresco entra apenas no segundo estágio do secador; isto significa economia no volume de ar, no consumo de energia e na dimensão do secador.
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O resfriamento e o transporte até as prensas é feito com mistura de ar fresco e pequena quantidade de ar quente, o qual é acondicionado para evitar um resfriamento exagerado nos dias frios. 15 Um desenvolvimento recente e alternativo ao “flash – dryer” é a secagem por vapor (“steam – dryer”), cujo esquema é mostrado na Figura 24.
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Figura 24 - Esquema do secador a vapor (“steam – dryer”) O material úmido é alimentado em uma corrente de vapor de transporte de baixa pressão por meio de uma válvula rotatória. O vapor e a pasta sobem através dos tubos de um trocador de calor, onde o vapor de transporte é superaquecido através de vapor de média pressão que flui no lado carcaça. No duto descendente, a umidade do material é evaporada para o vapor de transporte até este ficar próximo da saturação. O processo é repetido até atingir o nível de secagem desejado.
15
A pasta é seca e separada do vapor de transporte em um ciclone de alta eficiência. O excesso de vapor gerado pelo sistema é extraído, sendo o vapor de transporte reciclado, através de um ventilador, para o primeiro trocador de calor. A atmosfera de vapor elimina o risco de explosão e evita um superaquecimento da pasta.
15
Independentemente do sistema utilizado, seria desejável que a pasta seca e desagregada, para fins de sua utilização, apresentasse características melhores ou, pelo menos, iguais às da suspensão de pasta original. Isto, entretanto, não acontece. Os maiores problemas envolvidos são: •
Dificuldade na desagregação do material seco;
•
Perda de características de resistência da pasta durante a secagem;
•
Redução da alvura da pasta em conseqüência da secagem e/ou armazenagem.
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A perda de resistência na secagem parece estar mais associada ao teor de umidade final do que ao método empregado para atingir um determinado valor. Parece haver uma perda irreversível no poder de absorção da área superficial da fibra, em conseqüência do efeito de aquecimento usado na secagem. Os outros dois fatores (dificuldade na desagregação do material seco e a redução da alvura do papel) são afetados, diretamente, pela natureza da secagem.
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Dessa forma, na secagem no cilindro secador, caso a superfície da pasta fique exposta à temperatura relativamente alta no fim da área de secagem da máquina, haverá a formação de crosta, ou seja, a superfície da fibra completamente seca. Os flocos de fibras excessivamente secas, em resultado de superaquecimento com o interior úmido, são muito difíceis de desagregar em água, fenômeno ainda acompanhado por perda de alvura. 15 A secagem em túnel, onde a folha flutua sobre o ar aquecido, empregando um fluxo de calor constante ao invés de intermitente, pode operar a temperaturas mais baixas no fim da secagem. 15 A secagem instantânea emprega temperaturas iniciais mais altas quando a folha está úmida, e temperaturas muito mais baixas no estágio final de secagem.
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Embora valores experimentais de secagem de pastas pelo sistema instantâneo com manutenção de alvuras de 90 a 92°GE possam ser encontrados na literatura, é importante ressaltar que a perda de alvura (reversão de cor) é acelerada durante estocagens a temperaturas elevadas. Por este motivo, todos os sistemas industriais de secagem de pasta branqueadas empregam algum meio para resfriá-las antes de serem enfardadas. 15 No secador com vapor, o risco de superaquecimento individual das fibras é importante de ocorrer uma vez que a umidade de equilíbrio em vapor saturado é de 7 a 10% comparada a valores de 2 a 4% em secadores instantâneos. Um outro atrativo deste secador é a sua possibilidade de independer de fontes de combustíveis petroquímicos.
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6. BRANQUEAMENTO DA PASTA CELULÓSICA A polpa ou pasta celulósica resultante da polpação (polpa marrom) ainda não é adequada para a produção de determinados tipos de papel, exatamente pela sua coloração escura. Essa coloração é devida, principalmente, a pequenas quantidades de lignina que não foram removidas das fibras, chamada agora de lignina residual.
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Com o objetivo de obter polpas totalmente brancas, é necessário remover essa lignina, através de um processo químico de branqueamento. Esse procedimento é muito difícil, já que a lignina residual encontra-se fortemente ligada às fibras. Por isso, o branqueamento deve ser realizado em diversas etapas, garantindo a obtenção de polpas 1
de alvuras elevadas, com mínima degradação da celulose.
Nos vários estágios do processo de branqueamento da celulose, podem ser utilizados reagentes químicos como cloro (Cl 2), dióxido de cloro (ClO 2), hipoclorito de sódio (NaClO), oxigênio (O2) e ozônio (O 3), dentre outros. Entre um estágio de branqueamento e outro, a polpa é lavada com grande quantidade de água, para que as substâncias responsáveis pela coloração possam ser removidas.
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Pode-se considerar o branqueamento como sendo uma continuação da deslignificação iniciada no cozimento, utilizando-se para isso o cloro e seus compostos (hipoclorito e dióxido de cloro) e, ainda, a soda cáustica.
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Normalmente, o branqueamento convencional Standard (STD) começa com um tratamento da pasta com cloro, seguido por uma extração alcalina com soda cáustica, sendo aplicada, depois disso, uma série de combinações ou seqüências em que se alternam o dióxido de cloro, o hipoclorito e a soda cáustica.
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As técnicas modernas de branqueamento, no entanto, utilizam um processo denominado de deslignificação com oxigênio ou pré-branqueamento, que permite reduzir o teor de lignina da polpa, antes de receber os compostos químicos oxidantes.
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Além desta técnica já foram utilizados outros agentes branqueantes, como o ozônio e peróxido de hidrogênio. 7 Dependendo do agente branqueante, a celulose é denominada: •
STD - Standard - com uso de cloro molecular;
•
ECF - Elementary chlorine free - sem uso do cloro molecular;
•
TCF - Totally chlorine free - sem uso de compostos clorados.
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Branqueia-se para obter uma celulose mais estável (que não se altere com o tempo), que permita um tingimento controlado, mas, principalmente, para se obter um papel branco com as vantagens que ele traz para a impressão. 7 A ação dos reagentes de branqueamento, em fase líquida sobre a fibra, depende das seguintes etapas: •
Difusão do reagente em solução, até a superfície da fibra;
•
Absorção do reagente pela fibra;
•
Reação química;
•
Dessorção do reagente excedente da fibra;
•
Difusão de produtos de reação para fora da fibra.
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Quanto o reagente está na forma de gás há inicialmente sua dissolução no líquido. 15 Na tecnologia do branqueamento, um estágio se inicia com a adição de um reagente à pasta e termina com a remoção dos produtos da reação. Os equipamentos são projetados para favorecer o contado das fibras com o reagente (mistura), permitindo que a reação ocorra sobre condições adequadas (retenção) e removendo os produtos formados pela reação (lavagem). 15 A sequência de branqueamento compreende uma série de estágios em que diversos reagentes são aplicados. O sucesso de cada operação de branqueamento depende do controle de variáveis interdependentes, que devem ser otimizados para cada estágio tal como descritas a seguir: •
Quantidade de reagentes;
•
Consistência;
•
Temperatura;
•
Tempo de retenção;
•
pH. 15
7. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO PAPEL 7.1 Máquina de papel A máquina de papel, para melhor entendimento, pode ser dividida em 05 partes: caixa de entrada, mesa plana, prensas, secador, calandra e enroladeira.
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Caixa de Entrada Trata-se de um compartimento que tem a função de distribuir a suspensão de fibras sobre a tela formadora o mais uniformemente possível. No interior da caixa de entrada existe um ou mais cilindros rotativos perfurados, que têm a função de uniformizar a suspensão, evitando a aglomeração de fibras em flocos, que prejudicam a
uniformidade da folha de papel ou sua aparência e, conseqüentemente, a sua má formação. 7 Mesa Plana É onde se dá a formação da folha. É constituída de uma mesa propriamente dita com suporte e colunas de aço, sobre o qual corre a tela formadora, apoiada sobre os elementos desaguadores, rolo de cabeceira, rolo de sucção e rolos guias. Esta suspensão tem uma concentração que varia entre 4 a 15 g/L (gramas de sólido por litro de suspensão), dependendo da máquina, do tipo de papel, da velocidade etc.
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A tela formadora é feita de plástico ou metal (bronze fosforoso ou aço inoxidável) e tem a malha bastante fechada (80 mesh para papéis grossos e 100 mesh para papéis finos). Ao caírem sobre a tela, as fibras ficam retidas na superfície e a água passa através da mesma, escoando em calhas apropriadas. Esta água, rica em partículas de fibras e cargas, é recirculada para diluir a massa que alimenta a máquina.
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Além do movimento longitudinal, a tela tem um outro movimento transversal realizado por um “shaker”. A conjugação certa da freqüência do sacudimento com a amplitude é um dos pontos-chave para uma boa formação do papel.
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Prensas A folha de papel, ao sair da mesa plana já está formada, porém 80 a 85 % da sua constituição é água. A finalidade das prensas é retirar parte dessa água A prensa é formada por 2 rolos cilíndricos, sendo o inferior de borracha ou ebonite e o superior de material mais duro como granito.
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As máquinas de papel têm 2 ou 3 prensas, que trabalham com feltro especial, agulhado, que serve para apoio e condução da folha. No ponto de encontro entre os dois rolos é feita a prensagem do papel e feltro. A água contida no papel é transferida para o feltro. 7 Ao sair das prensas para a fase seguinte do processo (secagem), a folha de papel ainda contém 50 a 65 % de água.
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Secagem A secagem é o setor da máquina de papel onde se faz a secagem final da folha e realiza-se a cura das resinas adicionadas. A secagem é composta de inúmeros cilindros secadores. O número de secadores depende do tipo e do tamanho da máquina. Os
secadores são cilindros de aço com superfície polida e trabalham com pressão de vapor. 7
Para condução da folha, entre os cilindros secadores, usam-se feltros ou telas secadoras. A água evaporada do papel é extraída por coifas especiais. A umidade da folha, ao deixar a seção de secagem, varia de 3 a 8 %.
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Algumas máquinas de papel dispõem, ainda nessa fase, de cilindro monolustro e/ou prensa de colagem.
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Calandra e Enroladeira A calandra é usada para o acerto da espessura e aspereza do papel, ainda na máquina de papel, enquanto que na enroladeira a folha contínua de papel vai sendo bobinada até um determinado diâmetro, daí partindo para os vários processos de beneficiamento.
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7.2 Fabricação do Papel O termo papel é dado a uma folha formada, seca e acabada, de uma suspensão de fibras vegetais, as quais foram desintegradas, refinadas e depuradas e tiveram ou não a adição de outros ingredientes, para dar ao produto final, características de utilização. É quase uma operação mecânica, apesar dos aspectos físicos e químicos serem importantes. O princípio da fabricação do papel é a tendência das fibras celulósicas se unirem e assim permanecerem após secas. 17 Quando a polpa celulósica atinge um nível de brancura adequado, passa-se à etapa de formação da folha, que é o produto final das fábricas de celulose. Isto é feito em uma máquina especial, na qual a polpa é continuamente depositada sobre uma tela. Então, a água é removida pela parte de baixo da tela, por vácuo, e em seguida a celulose é seca e enrolada em grandes bobinas. Nem sempre as indústrias que produzem a celulose fabricam também o papel. Assim, para ser enviada às fábricas de papel, a folha de celulose contínua é geralmente cortada em folhas individuais e, então, enfardada.
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A polpa segue para a caixa de entrada, adicionado aditivos para dar ao papel as propriedades desejadas. A água é adicionada então à polpa em uma relação de 200 porções da água a uma porção da fibra, e é pulverizada sobre uma tela formadora da folha, a mesa plana. Assim a folha de papel já começa a tomar forma e gramatura,
definidas através de ajustes de velocidade e concentração da polpa branqueada feitos na máquina. 18 Com a máquina rodando em alta velocidade, o papel é pressionado entre telas e a água é absorvida com uma série dos cilindros chamados de secadores. Após secar, o papel atravessa um processo de calandragem e alisamento que visam: retirar o excesso de umidade existente na folha, alisar sua superfície e controlar sua espessura. 18 O papel sai da Calandra e segue para a enroladeira, onde a folha é transformada em um grande rolo de papel para futura confecção de rolos menores nas rebobinadeiras, denominados bobinas, que seguem padrões de tamanho pré-determinados destinadas para clientes gráficos.18 Para fazer o papel cortado A4, A3 e outros tamanhos comercializados, as bobinas continuam o processo passando pelas cortadeiras, onde são transformadas em folhas de papel cortado, adotando-se padrões de formato e gramatura. Após o corte, as folhas são contadas e separadas de acordo com quantidade em que elas serão embaladas. 18 As empacotadeiras são responsáveis por embalar o papel cortado, conforme a quantidade determinada. Os pacotes de folhas embaladas passam a receber o nome de resmas e são encaminhadas ao processo seguinte. Após o encaixotamento das resmas, as caixas são acomodadas em paletes e encaminhadas para a expedição. 18 Na expedição é realizado o embarque de paletes em caminhões responsáveis pelo transporte dos papéis aos distribuidores. Os distribuidores encaminham os papéis aos pontos de venda: papelarias, livrarias, supermercados, lojas de informática etc.
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Figura 25 – Esquema da Máquina de Papel
8. DESCRIÇÃO DO PROCESSO KRAFT O processo kraft é o mais empregado para a produção de polpa em todo o mundo. Cerca de 80% da polpa é produzida utilizando este processo. Ele também é conhecido como processo “sulfato” devido a reposição das perdas ser feita com sulfato de sódio. 7 Os compostos químicos utilizados no cozimento são o sulfeto e o hidróxido de sódio em pH alcalino (ajustado entre 13 e 14 no início do cozimento).
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Figura 26 - Visão geral do processo kraft de produção de celulose
8.1 Estocagem e preparação da madeira Os principais processos associados a esta etapa são: estocagem de madeira, descascamento, picagem (produção de cavacos) e peneiramento. A madeira pode vir das florestas com ou sem casca e em forma de cavacos ou toras. Para a produção de celulose via processo químico é necessário utilizar a madeira na forma de cavacos uniformes para garantir um cozimento homogêneo e obter o melhor rendimento.
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O descascamento remove as cascas das toras, que são geralmente encaminhadas à caldeira de biomassa, para geração de vapor e energia elétrica. O descascamento (a
seco ou via úmida) é feito em tambor descascador. As toras descascadas são encaminhadas ao picador para a produção de cavacos.
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O peneiramento tem como objetivo separar as frações de cavaco muito finas ou muito acima do tamanho padrão (“oversized”). Os finos são normalmente queimados na caldeira de biomassa, enquanto que a fração “oversized” volta ao picador.
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Algumas fábricas costumam estocar os cavacos por um período de quarenta dias visando obter a degradação enzimática dos extrativos. Nestes casos, a pilha costuma aquecer-se durante este processo de maturação. Períodos de maturação superiores a 40 dias tendem a reduzir o rendimento do processo.
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8.2 Cozimento e deslignificação No processo kraft, as fibras são separadas durante o cozimento por meio da dissolução da lignina e de parte das hemiceluloses no licor de cozimento – que contém hidróxido e sulfeto de sódio como agentes químicos ativos.
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O cozimento pode ser feito em processo de batelada ou contínuo. Em ambos, há controle de pressão, temperatura, tempo de detenção, teor de álcalis e sulfidez. O controle de cozimento (do grau de deslignificação) é feito pelo teor residual de lignina expresso pelo número kappa. O teor de lignina pode ser estimado multiplicando-se o número kappa pelo fator 0,165 (IPPC, 2000).
7
Figura 27 - Representação esquemática de um digestor contínuo utilizado para o cozimento da madeira. Normalmente os cavacos são preaquecidos com vapor antes de entrar no digestor para facilitar a impregnação com o licor de cozimento. O tempo de detenção varia entre 1 a 2 horas, dependendo da temperatura. O kappa no final do cozimento depende do tipo de madeira e das variáveis já mencionadas. Para madeira tipo softwood (pinus e spruce) o kappa final (cozimento convencional) é cerca de 30 a 35. Para hardwood (eucalipto, birch), este é aproximadamente 14 a 22. (IPPC, 2000 e Hoglund, 1999).
7
Como decorrência da baixa branqueabilidade da polpa e dos problemas ambientais associados ao seu branqueamento, foram desenvolvidos vários processos de cozimento que permitiram remover mais lignina sem perda de rendimento e/ou perdas das propriedades da polpa. Com isso, o kappa final atingido para madeira softwood em cozimento modificado é de 15 a 25.
8.3 Lavagem e depuração
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A polpa oriunda do digestor contém fibras e licor negro impregnado com lignina, hemiceluloses e outros compostos solubilizados durante o cozimento. Cerca de 50% da madeira é dissolvida nesta etapa.
7
A lavagem objetiva, portanto, separar o licor das fibras, para que o mesmo possa ser encaminhado para o processo de recuperação (insumos químicos e energia), enquanto que as fibras são enviadas para a etapa seguinte (deslignificação ou branqueamento). 7 Hoje em dia, tanto em digestores em batelada quanto em contínuos, a lavagem iniciase no próprio digestor, pelo deslocamento do licor quente pelo licor frio. A lavagem subseqüente pode ser feita em filtros lavadores, prensas ou difusores.
7
Sistemas eficientes de lavagem reduzem o carreamento de licor para as etapas seguintes, reduzindo também o consumo de produtos químicos na deslignificação (oxigênio) e no branqueamento. Como decorrência do menor arraste há também redução na carga orgânica carreada para as águas residuárias (IPPC, 2000).
7
Lavadores tipo prensa e/ou difusores são mais eficientes na remoção dos compostos orgânicos do que tambor lavador e, por esta razão, tem sido os equipamentos mais utilizados no último estágio de lavagem antes do branqueamento (Hoglund, 1999). No final desta etapa, a polpa é submetida ao processo de depuração em depuradores (peneiras centrífugas) visando separar o material não processado (nós e palitos).
7
8.4 Deslignificação com oxigênio O processo de deslignificação (em uma ou mais etapas) pode continuar após o cozimento com ou sem lavagem intermediária. A deslignificação com oxigênio é feita em meio alcalino, utilizando-se normalmente licor branco oxidado como álcali. Ele contém hidróxido e tiossulfato de sódio decorrente da oxidação do sulfeto presente no licor branco. 7 Devido à baixa solubilidade do oxigênio no licor, a deslignificação é feita em reatores pressurizados em temperaturas elevadas (cerca de 100 °C). Para preservar as propriedades da fibra é adicionado sulfato de magnésio.
7
São utilizados reatores de média (10 a 15%) e de alta (25 a 30%) consistência em estágio único ou em dois estágios, visando aumentar a seletividade do processo. A deslignificação com oxigênio, normalmente, é um estágio intermediário entre o
cozimento e a etapa de lavagem da polpa marrom. A lavagem em prensas é feita em contra-corrente de modo que o filtrado possa ser recuperado.
7
O grau de deslignificação em estágio único é cerca de 40-50% e pode atingir até 70% em estágio duplo (Mjoberg,1999).
7
Embora o sistema seja relativamente seletivo, há perda de rendimento de cerca de 1,5 a 2,5% e a lignina remanescente deverá ser removida nas etapas subseqüentes IPPC, 2000). 7 A deslignificação com oxigênio permite reduzir o arraste de matéria orgânica para as águas residuárias e recuperar os produtos químicos e energia.
7
8.5 Branqueamento O objetivo do branqueamento é obter uma polpa com alvura (1) maior e estável (baixa reversão), uma vez que a polpa não branqueada possui alvura baixa (menor que 30% ISO). Polpas branqueadas tem alvura superior a 88% ISO. Como as etapas anteriores não removem toda a lignina, é necessário o uso de agentes químicos oxidantes para tal função. O kappa após o branqueamento é menor do que 1.
7
O branqueamento da polpa é feito em mais de um estágio, normalmente quatro ou cinco. Os agentes químicos mais usados são dióxido de cloro, ozônio, oxigênio e peróxido. Ultimamente, tem sido utilizado também o ácido peracético. O cloro molecular assim como o hipoclorito estão sendo substituídos por outros agentes branqueantes como o peróxido, devido à formação de subprodutos clorados (AOX e OX). 7
8.6 Depuração da polpa branqueada e secagem (extração) A depuração é feita utilizando-se o mesmo tipo de equipamento que faz a depuração da polpa marrom – polpa não branqueada (saída do digestor). Em fábricas integradas, a polpa é bombeada para a fabricação de papel com cerca de 4% de consistência. Em fábricas não integradas, a polpa é prensada e depois seca com vapor em um processo multiestágios para então ser transportada. A folha de celulose seca é cortada e embalada em fardos. O teor de sólidos da polpa seca é de aproximadamente 90 a 92%. 7
8.7 Sistema de recuperação química O sistema de recuperação química possui três funções básicas: •
Recuperação dos compostos químicos inorgânicos usados na polpação (cozimento);
•
Destruição (queima) dos compostos orgânicos para geração de energia térmica e elétrica;
•
Recuperação de subprodutos orgânicos vendáveis (terebentina, tall oil).
7
O poder calorífico do licor negro é normalmente suficiente para gerar a energia necessária à fábrica de celulose. As principais unidades que compõe a recuperação química são: evaporação do licor negro, incineração do licor na caldeira de recuperação, caustificação e regeneração de cal. A Figura 28 ilustra as principais etapas deste processo. 7
Figura 28 - Representação esquemática do ciclo de recuperação de álcalis
O licor negro resultante da lavagem da polpa marrom com teor de sólidos entre 14- 18% deve ser concentrado antes de ser enviado para a queima na caldeira de recuperação. A evaporação em vários estágios permite elevar este teor para 65 a 75% aproximadamente.
7
Os condensados gerados na evaporação do licor negro e no cozimento apresentam graus variados de contaminação com metanol, compostos reduzidos de enxofre (TRS) e outros compostos orgânicos voláteis.
7
Estes compostos são removidos em uma coluna de arraste, que integra a de evaporação. Os condensados purificados podem ser usados no processo para lavagem da polpa e na unidade de caustificação.
7
O licor concentrado é incinerado na caldeira de recuperação. O fundido (smelt) é dissolvido em licor branco fraco de modo a recuperar o enxofre e sódio. O licor verde clarificado resultante consiste de carbonato e sulfeto de sódio (Figura 29).
7
Figura 29 - Representação esquemática do ciclo de licor e circuito de sólidos
Na etapa seguinte, denominada de caustificação, o carbonato é convertido em hidróxido de sódio mediante a adição de cal, após separação do carbonato. O filtrado é o licor branco. 7 A lama de cal é lavada e encaminhada ao forno para a calcinação (CaO) e retorno ao processo em circuito fechado. O processo de calcinação é endotérmico, requer alta temperatura e uso de combustível auxiliar.
7
O processo de coleta, evaporação e incineração do licor negro gera substâncias (concentrados) odoríferas com alto teor de enxofre na forma reduzida (TRS), com sulfeto de hidrogênio (H2S), metil mercaptanas (CH 3SH), dimetil sulfeto (CH 3SCH3), e dimetil dissulfeto (CH 3SSCH3). 7 Estes gases são coletados e queimados em incineradores ou no próprio forno de cal. Os gases de combustão são normalmente tratados em lavadores de gases e o fluido de lavagem é encaminhado ao sistema de recuperação. Algumas fábricas também coletam e incineram os gases diluídos provenientes das etapas de pré-tratamento dos cavacos, depuração, lavagem de polpa e tanque dissolvedor (smelt).
7
9. IMPACTOS AMBIENTAIS À produção de celulose e de papel estão associados alguns problemas ambientais. Um exemplo são os odores característicos dos compostos voláteis de enxofre (mercaptanas) que se formam durante a remoção da lignina pelo processo Kraft . Mesmo em baixas concentrações, a presença desses compostos pode ser facilmente percebida na região que circunda as fábricas.
1
Figura 30 - Representação esquemática do processo kraft – matérias-primas, insumos e resíduos gerados As empresas produtoras de celulose utilizam equipamentos de desodorização e caldeiras de recuperação de produtos químicos e realizam o monitoramento contínuo de suas emissões gasosas. Contudo, o problema ainda não foi totalmente solucionado.
1
É nos estágios de branqueamento que se encontra um dos principais problemas ambientais causados pelas indústrias de celulose. Reagentes como cloro e hipoclorito de sódio reagem com a lignina residual, levando à formação de compostos organoclorados (Figura 31). 1
Figura 31 - Alguns compostos organoclorados que podem ser formados durante o branqueamento da celulose. Esses compostos não são biodegradáveis e acumulam-se nos tecidos vegetais e Animais, podendo levar a alterações genéticas. Legislações ambientais mais severas e pressões dos mercados consumidores de celulose, especialmente do mercado internacional, têm incentivado a busca de alternativas para a solução desse problema. Muitas pesquisas têm sido feitas no sentido de utilizar reagentes alternativos para o branqueamento, como ozônio e peróxido de hidrogênio.
1
A água industrial, utilizada em grandes quantidades no processo produtivo do papel, é submetida a tratamento biológico antes de retornar aos cursos d’água. Esse tratamento, realizado em lagoas de aeração, promove a degradação de compostos orgânicos solúveis por bactérias aeróbias, solucionando parte dos problemas de poluição gerados no processo. 1 Já os resíduos sólidos gerados em várias etapas da produção são removidos e dispostos em locais apropriados, dentro da área da própria fábrica. Para reduzir a quantidade de resíduos descartados, alguns tipos são aproveitados como adubos ou corretivos do solo. 1
9.1 Uso das Melhores Tecnologias Disponíveis (Bats) A produção de celulose e papel é uma atividade bastante complexa. Consiste de vários processos, com diversos estágios e produtos. Segundo IPPC (2000), Hoglund (1999), Springer (1993) e Axegard (1997); a análise da indústria de papel e celulose mostra que a forma mais efetiva de reduzir as emissões e o consumo de recursos naturais, bem como melhorar o desempenho econômico, é a implementação das melhores tecnologias de processo e controle de emissões remanescentes, combinadas aos seguintes fatores:
7
•
Educação, treinamento e conscientização dos envolvidos;
•
Otimização do processo produtivo;
•
Manutenção adequada das instalações;
•
Sistema de gestão ambiental eficaz, com procedimentos, metas e medições
adequados. 7
9.2 Enzimas na Indústria de Papel e Celulose Para a polpação dos fragmentos de madeira, são utilizados compostos químicos, como o hidróxido de sódio e sulfito de sódio, para a retirada da hemicelulose, da lignina e de certas resinas. 19 Esse tipo de tratamento causa vários problemas ambientais que podem ser minimizados com a utilização de enzimas que vêm em substituição a esses produtos químicos. Na Indústria de Papel e Polpa, a utilização de enzimas foi considerada por muitos anos uma técnica inviável até o surgimento de novas enzimas que favorecem tecnicamente o processo, além de minimizarem a carga poluente desta indústria.
19
Foi na década de 1950 que as enzimas foram primeiramente utilizadas na manufatura de celulose e papel com a utilização de amilases no processo de produção de amido modificado. Para melhorar a impressão e a resistência do papel é empregado o amido. Essa prática é muito limitada até hoje. As enzimas que mais se destacam na indústria de papel e celulose são as xilanases, as quais possuem grande aplicação desde a década de 1960. 19
As xilanases são as enzimas mais utilizadas no branqueamento da polpa. Essas enzimas atuam liberando fragmentos de lignina por hidrolisar a xilana residual, reduzindo consideravelmente a utilização de cloretos no branqueamento da polpa.
19
A madeira tende a apresentar um excesso de resina natural formando manchas no papel. Para reduzir esse problema, utilizam-se lípases nas fábricas de polpa mecânica para reduzir os problemas de resina. A adição dessas enzimas tornou-se obrigatória em muitas fábricas durante a estação de aumento de formação de breu. A redução dos custos do gerenciamento de resíduos é também de particular interesse para muitas fábricas, e as enzimas têm um papel importante a desempenhar aqui.
19
Durante a fabricação de papel, pectinases podem ser usadas na fabricação de papel para despolimerizar substância pécticas e diminuir a demanda catiônica das soluções pécticas e do filtrado resultantes do branqueamento com peróxido, solucionar problemas de retenção no branqueamento mecânico da celulose e no tratamento dos efluentes dos moinhos de papel.
19
Como ocorre com os produtos têxteis, a cobertura do papel é feita para proteger o papel contra danos mecânicos durante o processamento, além de melhorar a qualidade final do papel. Essa cobertura é feita com amido, aumentando assim a resistência do papel e melhorando a qualidade de impressão.
19
Atualmente vários trabalhos vêm sendo publicados apresentando a aplicação de enzimas oxidativas como lacases e peroxidases. Essas enzimas teriam atuação no branqueamento da polpa e, também são atribuídas a essas enzimas, a degradação de extrativos. 19
10. CONCLUSÃO O papel é um afeltrado de fibras unidas tanto fisicamente (por estarem entrelaçadas a modo de malha) como quimicamente por ligações de hidrogênio. As fibras para sua fabricação requerem algumas propriedades especiais, como alto conteúdo de celulose, baixo custo e fácil obtenção — razões pelas quais as mais usadas são as vegetais. O material mais usado é a polpa de madeira de árvores, principalmente pinheiros (pelo preço e resistência devido ao maior comprimento da fibra) e eucaliptos (pelo crescimento acelerado da árvore). Antes da utilização da celulose em 1840, por um alemão chamado Keller, outros materiais como o algodão, o linho e o cânhamo eram utilizados na confecção do papel.
Nos últimos 20 anos, a indústria papeleira, com base na utilização da celulose como matéria-prima para o papel, teve notáveis avanços, no entanto as cinco etapas básicas de fabricação do papel se mantêm: (1) estoque de cavacos, (2) fabricação da polpa, (3) branqueamento, (4) formação da folha, (5) acabamento. No início da chamada "era dos computadores", previa-se que o consumo de papel diminuiria bastante, pois ele teria ficado obsoleto. No entanto, esta previsão foi desmentida na prática: a cada ano, o consumo de papel tem sido maior. A indústria de papel e celulose representa um dos mais expressivos setores industriais do mundo. A produção nacional de celulose de eucalipto ( Eucalyptus globulus) responde pela metade da produção mundial desse tipo de fibra.
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