- Introdução
O aumento do número Kappa tem sido discutido e amplamente estudado nos últimos anos nas fábricas integradas brasileiras e estrangeiras, devido a fatores, tais como:
- Aumento de rendimento da polpa;
- Redução do consumo específico de madeira;
- Redução da carga térmica no digestor;
- Aumento de propriedades do papel (RCT, SCT, CMT, Bulk, etc.);
- Redução de custos químicos;
- Adequação às demandas de embalagens de alta resistência mecânica.
Essa estratégia vem sendo muito usada nas plantas integradas que produzem papel Kraftliner. Atualmente muitas plantas buscam operar numa faixa de 80 – 100.
Porém, com o aumento de Kappa, as fibras obtidas ficam rígidas devido a maior lignina residual, implicando num maior consumo de energia de refinação. Além disso, ocorrem impactos na drenagem e maior dificuldade em equilibrar entre resistência mecânica e formação. Mostrando um grande desafio em estabelecer ligação interfibras.
O foco dessa reflexão tem como objetivo mostrar os benefícios e desafios a serem enfrentados ao aumentar o número Kappa e seus impactos na produção de papéis Kraftliner.
- Impactos do aumento do Kappa na Linha de Fibras
Não há dúvidas que o principal motivador industrial para o aumento do Kappa é o aumento de rendimento e, consequentemente uma redução significativa do consumo de madeira por tonelada de papel. O aumento de rendimento e a redução de consumo específico de madeira tornam-se fatores cruciais em cenários de alto custo de madeira e projetos de sustentabilidade ambiental (fig. 1).
Figura 1 – Impactos do aumento número Kappa na polpa (Fonte: elaborado pelo autor)
No entanto, um problema muito comum em aumentar o Kappa, para a operação, é fornecer uma celulose uniforme e de alta qualidade que minimize variações e problemas adicionais durante as operações subsequentes (como a depuração e lavagem) ou problemas de funcionamento das máquinas de papel (como a frequência de quebras).
Em geral o aumento de Kappa traz “efeitos colaterais” que devem ser considerados, tais como:
- Aumento do teor de rejeitos;
- Aumento do consumo de energia da refinação de rejeitos na linha de fibras;
- Redução de sólidos secos para a caldeira de recuperação;
- Redução na produção de energia.
O grande desafio é minimizar esses efeitos colaterais. Sendo o primeiro passo a redução da variabilidade do número Kappa, através de uma melhor qualidade dos cavacos (distribuição granulométrica, espessura, teor de umidade, etc.), qualidade do licor branco (carga alcalina, licor/madeira, concentração, Sulfidez, etc.), Fator H e Álcali Residual.
Outro aspecto a se destacar é o impacto do aumento do teor de rejeitos sobre a planta de depuração existente, causando entupimentos nos depuradores, bem como aumento de consumo de energia na refinação da fração rejeitada. Nesse sentido uma impregnação uniforme é elemento-chave para se produzir polpa com elevado Kappa e baixo teor de rejeitos.
- Refinação de polpa de Kappa alto e seus efeitos na drenabilidade e propriedades do papel
O aumento do Kappa implica em fibras mais rígidas, menos colapsadas e mais hidrofóbicas, o que altera significativamente seu comportamento na refinação, drenagem e secagem.
Não há dúvida que a elevação do Kappa entre 80 e 100, obtêm-se fibras mais rígidas que conferem as propriedades necessárias para a embalagem, como resistência à compressão. Todavia, durante o processo de refinação (preparo de massa) devido ao alto teor de lignina, a fibrilação exige maior consumo de energia específica para alcançar o nível de refino desejado (°SR). Além do maior consumo energético, o elevado teor de lignina residual interfere negativamente na drenabilidade da suspensão fibrosa, e dificulta a formação da folha na máquina de papel.
No tocante ao impacto de maior consumo de energia na refinação, o primeiro passo é otimizar a hidrodinâmica no processo de refino propriamente dito. Uma estratégia para economizar energia é controlar o refinador para manter uma carga de borda específica (SEL – Specific Energy Load) constante por velocidade variável de acordo com as flutuações de produção. Outra forma de reduzir o consumo de energia é adequar o desenho (geometria) dos discos do refinador.
Outro desafio refere-se a drenabilidade, que depende da intensidade de refino. Uma intensidade muito baixa não consegue tratar as fibras de forma eficaz, mas facilita a drenagem na tela de formação. Por outro lado, uma intensidade muito alta gera cortes nas fibras causando maior percentual de finos e aumenta a dificuldade de drenagem a formação da folha. Assim, adequações na geometria dos discos de refinação permitem encontrar o nível ótimo de intensidade de refino, sem comprometer as propriedades de resistência.
Um impacto decorrente do aumento de Kappa que também deve ser considerado nas máquinas de papel, em especial na secagem, relaciona-se a perda de drenagem devido a polpa ser mais lignificada exigindo mais energia térmica para a remoção de água. Demandando ajuste do balanço térmico.
- Considerações finais
O aumento do número Kappa representa uma oportunidade técnica e econômica significativa, desde que acompanhado de ajustes integrados no refino, secagem e controle de qualidade. Com monitoramento rigoroso e aplicação de práticas de compensação (refino otimizado, aditivos de resistência, controle de variabilidade), é possível alcançar uma melhor relação custo-benefício global.
Para os papéis Kraftliner, utilizados em embalagens, o aumento da energia de refino e a possível redução da velocidade da máquina devido à drenagem deficiente são compensados pela economia proporcionada pelo maior rendimento.
- Referências bibliográficas
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