Alexandre Magno Ferreira GomesINFLUÊNCIA DA REFINAÇÃO SOBRE AS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO PAPEL TISSUE Monografia apresentada à Universidade Federal de Viçosa, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação Lato Sensu em Tecnologia de Celulose e Papel, para obtenção do título de Especialista. VIÇOSA MINAS GERAIS – BRASIL 2010 UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA Centro de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Florestal Laboratório de Celulose e Papel Alexandre Magno Ferreira Gomes INFLUÊNCIA DA REFINAÇÃO SOBRE AS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DO PAPEL TISSUE Monografia apresentada à Universidade Federal de Viçosa, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação Lato Sensu em Tecnologia de Celulose e Papel, para obtenção do título de Especialista. Aprovada: Prof. Jorge Luiz Colodette (Conselheiro) Profa. Ana Márcia M. L. Carvalho (Conselheira) Prof. Rubens Chaves de Oliveira (Orientador) Aos meus familiares, mestres, colegas de curso, colaboradores... iii por terem sonhado com minha formação um dia. por minha vida e saúde. Aos meus pais. pela imensa satisfação de tê-los ao meu lado nos momentos de dúvida ou em que estive muito perto de desistir.AGRADECIMENTOS A Deus. aos meus familiares e em especial minha esposa Rosemeire e filho Junior pela compreensão nos momentos em que a distância se fez necessária e ainda assim não se desanimaram quando as adversidades surgiram durante esta fase. valeu por toda a ajuda dada. Aos amigos de curso. iv . ..2 2.... OBJETIVO..27 7...................................4 ...........1.........................1 LISTA DE FIGURAS.................. SUGESTÃO.7 4....... INTRODUÇÃO........... REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ........................vi v .......1 ...............3...........6 3..........16 4.19 4.......... Revisão bibliográfica..12 4............3 ......MACIEZ.....RESISTÊNCIA A TRAÇÃO......ALONGAMENTO....................vii LISTA DE QUADROS...........................17 4................................................................23 5...........................12 4................2 – VOLUME APARENTE (BULK) .............................................1 ESTRUTURA DA FIBRA E AÇÃO DO REFINO..........28 ABSTRACT........1 – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MORFOLÓGICAS DAS FIBRAS.. CONCLUSÃO...................5 3....25 6....... PROPRIEDADES DO PAPEL......CONTEÚDO Página 2. ....................17 Tabela 4 – Características Dimensionais das fibras – (UFV.. 2005)....................10 Tabela 2 – ºSR em função do tempo de uso dos discos dos refinadores e corrente consumida – (OLIVEIRA..................(Carla R.22 vi .........2003)....... dos Santos – 2002)......Efeito da refinação nas fibras – D’ALMEIDA (1988).....................15 Tabela 3 – Efeito das propriedades da madeira nas propriedades do papel produzido com polpa de fibra curta – (SANTOS....20 Tabela 5 – Propriedades das Fibras ... 2005)....LISTA DE QUADROS Página Tabela 1 ................ ...........Evolução da resistência à tração – (GIL..................................................................................Fibra de celulose com corte em camadas – Carlos(2005).....Microfotografia para a pasta refinada a 1500 rev (a) sem tratamento enzimático.............19 vii .. 2010)...12 Figura 5 – Efeito do ângulo de raspa na amplitude do crepe – (Huss Harmon...Efeitos da refinação na fibra de celulose – (D’ALMEIDA.. (b) com 4 UI de celulases – (GIL.......................7 Figura 2 ....................... 2010)..........LISTA DE FIGURAS Página Figura 1 .... 1977)..11 Figura 3 ... 1988)11 Figura 4 ........ Influência da refinação sobre as características físicas do papel tissue. alongamento e resistências longitudinal e transversal.RESUMO GOMES. busca-se evidenciar possíveis alterações nas principais propriedades do papel tissue.. Alexandre Magno Ferreira. No presente trabalho. buscando correlacionar a literatura disponível com as realidades de campo. Conselheiros: Jorge Luiz Colodette e Ana Márcia M. viii . Universidade Federal de Viçosa. com foco voltado para bulk. Julho de 2010. Orientador: Rubens Chaves de Oliveira. L. Especialização em Tecnologia de Celulose e Papel. Carvalho O avanço tecnológico na produção de papel tem motivado as pesquisas no sentido de melhorias nas propriedades do papel abrindo espaço para discussões e debates acalorados por defensores de idéias e conceitos que vão desde os primórdios da fabricação até os dias atuais. maciez superficial. 1. ABSTRACT Technological advances in paper production has motivated research to improvements in paper properties opening up space for discussions and heated debates by advocates of ideas and concepts ranging from the beginnings of manufacturing to the present day. . trying to correlate the available literature with the realities of the field. we seek to show potential changes in key properties of tissue paper with a focus toward bulk. In this paper. stretching and longitudinal and transverse resistances. surface smoothness. por Ts'Ai Lun que fragmentou em uma tina com água. no ano de 105. necessita de tratamento termoquímico e mecânico para enfim apresentar-se pronta ao uso. sisal. atualmente compostas em grande parte por celulose vinda de eucalipto e fibras longas. a etapa correspondente ao . rami. redes de pescar. peso específico. maciez. formação da folha por meio de forma manual. Ts’Ai submergiu uma forma de madeira revestida por um fino tecido de seda e esta forma coberta de pasta era retirada da tina e com a água escorrendo. Esse processo desenvolvido por Ts'Ai Lun. pedaços de bambu. algodão. a madeira. separadas por algum material. As fibras naturais não são encontradas na natureza na forma ideal para utilização direta num processo de fabricação. deságüe e posterior aquecimento para secagem. fibras curtas. INTRODUÇÃO O papel foi oficialmente fabricado pela primeira vez na China. principal meio fornecedor de fibras celulósicas. dentre os quais. Depois de gerada.2. deixava sobre a tela uma fina folha que era removida e estendida sobre uma mesa. as folhas então eram prensadas para perder mais água e posteriormente colocadas uma a uma. Esta operação era repetida e as novas folhas eram colocadas sobre as anteriores. em muros aquecidos para a secagem. continua válido até os dias de hoje na forma de modernas máquinas mais eficientes e com capacidades produtivas. bulk. Sabemos que num processo de fabricação para este tipo de papel. resistência à tração e ao rasgo. OLIVEIRA (2005) diz que um papel do tipo sanitário difere daquele produzido na escrita por vários fatores. roupas usadas e cal para ajudar no desfibramento. etc. constituía da desintegração da fibras por fracionamento. a fibra será classificada em dois grandes grupos. entre outros. as quais são provenientes de várias outras fontes tais como pinheiros. cascas de amoreira. pois em sua constituição são encontrados elementos que necessitam ser removidos para conferir as características adequadas ao uso. alongamento. Nesse intento. refino da matéria prima influencia diretamente as características do produto final de tal maneira que. mas devido à falta de investimentos no marketing do produto. odores e liberação de poeira. Os irmãos Edward e Clarence Scott conseguiram êxito nesse intento apresentado com uma campanha agressiva e eficaz. das quais podemos destacar a resistência à tração. inviabilizando sua comercialização posterior. o mesmo não conseguiu sucesso comercial. alongamento. no entanto restringiremos o escopo deste trabalho a apenas resistência longitudinal. tornando-o um produto ainda mais aceitável por seus consumidores atingindo as diversas camadas sociais. pode torná-lo inadequado ao projeto. aspereza superficial. porém ao invés da folha solta. marca que ainda hoje é muito comercializada na América do Norte. coloração. se não realizada com critério. Gavetty lançou nos idos de 1857 o primeiro papel sanitário de que se tem notícia e segundo alardeava à época. alterações de processos e equipamentos que permitam a criação . Desde então a indústria do papel tissue ou sanitários. O papel para higiene pessoal ou sanitário tem sido aperfeiçoado ao longo de sua existência comercial numa busca diária e incessante de agregar-lhe propriedades especiais ou aperfeiçoar as já existentes. Entre as diversas variáveis onde podemos encontrar alterações nas características físicas e mecânicas do papel absorvente aquelas onde o consumidor final mais sentirá estão relacionadas à sensibilidade humana. colocando sua marca no mercado. Joseph C. Bulk e maciez. tem pesquisado matérias primas. o projeto fracassou. mas devido a falta de investimentos e ao puritanismo dos ingleses. “um produto completamente puro para sua higiene” o qual vinha em folhas de papel manilha sem branquear e com a marca d’água de seu criador. Na Inglaterra Walter Alcock também tentou lançar sua própria marca de papel higiênico em 1879. Evidentemente outras propriedades poderão interessar ao usuário final do produto. optou por produzir o papel em rolos cujas folhas eram separadas por uma linha transversal de perfurações e arrancadas para serem utilizadas. fibras recicladas. resistências ao rasgo. pasta de alto rendimento) em função da característica desejada no produto final. buscando correlacionar a literatura disponível com as realidades de campo. maciez superficial. tração e umidade. a área de preparação da massa (polpa de celulose) ou aproach flow é o local onde as fibras são desfibradas através da utilização de refinadores que realizam esta tarefa pelo despastilhamento dos pequenos flocos que constituem a massa. Fator determinante para a caracterização do produto final. fibras curtas de folhosas. O presente trabalho tem o objetivo de apresentar as influências exercidas pelo processo de refinação sobre algumas das principais características físicas do papel tissue.de produtos cada vez mais adequados às necessidades dos usuários. tais características estão muito diretamente relacionadas à matéria prima utilizada (fibras virgens longa. . em especial a suavidade ao toque (maciez). Após o envio para a etapa de depuração a polpa tem sua consistência reduzida e enviada para a caixa de entrada passando pelas áreas de formação. tendo o seu foco principal voltado para o bulk. alongamento e resistências longitudinal e transversal. de onde se obtém o produto final. secagem e embobinamento. alongamento e Bulk.1. . OBJETIVO Este trabalho tem o objetivo de investigar o relacionamento existente entre o processo de refino e algumas das propriedades físicas e mecânicas do papel tissue ao longo de sua realização. com foco principal em resistência a tração longitudinal. maciez superficial.2. Fatores como tamanho e espessura das lâminas empregadas nos desenhos de corte. ocasião em que diminuem essa contribuição e aumentam a presença de finos. GILBERT (1974) diz que a evolução do processo de refinação ao longo dos anos sofreu pouca alteração conceitual.3. sendo esta uma importante evolução no processo. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Dos dados conhecidos sobre a ação do refino nas propriedades das fibras é corrente que as fibras longas favorecem a resistência à tração e que as fibras consideradas curtas melhoram a maciez e favorecem essa resistência. Em contrapartida. desde que tais não sejam submetidas ao excesso de refinação. ao passar por esse tratamento. a indústria química vem a passos largos. além de tornar-se contra producente. simetria e ângulo dos canais entre outros pontos têm sido amplamente estudados com o objetivo de maximizar resultados e reduzir o consumo da energia consumida nesta etapa do processo. sendo esta característica pouco desejável na fabricação de papéis sanitários. o tratamento pré-refino das fibras favorece a higroscopia. tem algumas de suas características alteradas em virtude do emprego de esforço mecânico exercido pelos refinadores sobre a celulose. sendo que as principais mudanças nessa etapa da fabricação de papel deram-se principalmente no âmbito da forma dos equipamentos empregados no processo que passou do cilindro para o cone e do cone para os atuais discos. . A etapa de refinação em uma planta de produção tem uma relevância significativa nos resultados finais do processo produtivo e isso ocorre por que a matéria prima. como sugerem GIL (2008) et al. caminhando no sentido de desenvolver a tecnologia do “refino químico” e. pois. por esta razão já se encontram disponíveis no mercado algumas enzimas capazes de realizar quimicamente a fibrilação externa da celulose. 1 ESTRUTURA DA FIBRA E A AÇÃO DO REFINO Com o objetivo entender um pouco melhor de como o processo de refinação atua nas fibras. Fatores do processo de fabricação podem também influir em propriedades tais como: resistência ao tratamento mecânico e rigidez. De acordo com a literatura existente. sobretudo nas fibras de eucalipto. a refinação é um dos itens mais complexos no processo de produção do papel e também a etapa que mais influenciará nas características finais do produto.Microfotografia para a pasta refinada a 1500 rev (a) sem tratamento enzimático. a saber: largura. al. diz que é no processo de refino onde as mudanças físicas e estruturais acontecem. . 2010) 3. podendo variar em suas dimensões dependendo do tipo de madeira.. A fibra é considerada um tipo de cilindro oco. a refinação nas fibras e na polpa está dividida em: a) Efeitos primários. (b) com 4 UI de celulases – (GIL.Figura 1 . Sob o ponto de vista de produção de papéis sanitários. primeiramente torna-se necessário conhecê-la. tal variação ocorre também nas propriedades físicas da fibra. ALMEIDA (2006) et. resistência e flexibilidade. diâmetro. supõe-se que a fibrilação interna produza uma ruptura das ligações por ponte de hidrogênio existentes inicialmente no interior das fibras. A literatura existente diz que os efeitos primários são os mais importantes. e isto somente poderá ser observado através de microscópio.b) Efeitos secundários. A fibra sofre um inchamento cuja extensão aumenta quanto maior for a quantidade de água associada à fibra. que entram na fibra devido a fibrilação externa. Uma das alterações relevantes para o processo de fabricação de papel é a fibrilação interna da pasta de celulose e seu efeito mais evidente se dá basicamente nas camadas S2 e S3 da fibra que são arrancadas pela ação das lâminas do disco refinador. entre as moléculas de celulose e hemiceluloses. Em suma. Conforme D’ALMEIDA (1988) et. al. as pontes de hidrogênio existentes são rompidas e os grupos hidroxilas libertados se unem de novo. e as moléculas da água que produziram o inchamento da fibra. por compreenderem as alterações na fibra.. facilitando assim a entrada da água. Os efeitos primários basicamente diferenciam uma fibra refinada de outra que não passou por esse processo. Os efeitos secundários ocasionam mudanças estruturais na fibra. e as transformem em novas pontes de hidrogênio. só que agora com as moléculas de água. . Esta reorganização das ligações se realiza na fração amorfa das celuloses e hemiceluloses. Quando a pasta é refinada. só que agora entre os grupos hidroxilas das cadeias de celulose e hemiceluloses. sendo conseqüência dos efeitos primários eles estão relacionados diretamente com as propriedades físicas do papel. Estes efeitos produzem um arrancamento total ou parcial das camadas mais externas da fibra (Vissel Picking). pode-se dizer que praticamente todos os grupos hidroxilas da celulose e das hemiceluloses estão ligados por pontes de hidrogênio. Este é um parâmetro que pode ser definido como sendo a porcentagem do comprimento verdadeiro da fibra (L) pelo comprimento projetado (Lp). Outra característica morfológica da fibra não menos importante é o Curl. Conforme GONÇALVES (1988). especialmente se o refino é feito com baixa consistência. mais macio e geralmente melhora em absorção. ruptura. onde: M P (-) = = = os efeitos têm uma relação direta e importante a relação entre eles é pequena não há necessariamente relação entre dois efeitos que pode ser insignificante. sobretudo se o refino ocorrer em baixa consistência ocasião em que irá formar uma camada de “penugem” em torno da sua superfície e esse efeito gerará os finos em virtude da trituração das camadas (Pr) e (S1). quando este índice é baixo existe uma melhor formação e o papel fica mais liso. algumas propriedades morfológicas merecem uma maior atenção sob o ponto de vista da utilização no processo de papéis sanitários: Coarseness e Curl. Ainda conforme GONÇALVES (1988).A ação da fibrilação externa constitui uma retirada das camadas externas da fibra. Na Tabela 1 são apresentados os efeitos da refinação na fibra. Este índice nos dá a idéia de como as fibras vão se entrelaçar após o refino para a formação do papel a suas propriedades físicas como rasgo. etc . O termo em ingles FCI (Fiber Coarseness Index) é muito utilizado nas fábricas e este parâmetro serve para classificar a qualidade dos diferentes tipos de fibras para a fabricação dos papeis. O Coarseness é um parâmetro muito usado e é definido como a massa correspondente a uma unidade de comprimento da fibra expressa em miligramas por 100 m (decigrex). A Tabela 1 também relaciona os efeitos da refinação com as propriedades do papel. Efeito da refinação nas fibras – D’ALMEIDA (1988) Primários Secundários Fibrilação Interna M M P P P M M P P P P P Fibrilação Externa P P M P P P P P P M P P Produção de Finos M P P M P P P P P P M Corte das Fibras P M P P P P P Volume Específico Flexibilidade Superfície Específica Comprimento da Fibra Absorção de Água Porosidade Tensões durante secagem Superfícies unidas por pontes de hidrogênio Densidade Energia de Rupture Lisura Índice de rasgo Alongamento Dobras Duplas .Tabela 1 . Fibra de celulose com corte em camadas – Carlos(2005) Figura 3 .Figura 2 .Efeitos da refinação na fibra de celulose – (D’ALMEIDA. 1988) . uma operação em baixa consistência na caixa de entrada associada à ação do refino na polpa. foco principal da ação da enzima e um dos principais fatores para contribuição dessa propriedade. ainda segundo o autor. a alta consistência é um fator a ser considerado e . já que essa característica é bastante influenciada por fatores ligados às camadas externas da fibra. De acordo com Roveri (1997). a operação da etapa de refinação merece especial atenção por tratar-se de características importantes sob o ponto de vista da fabricação tissue.1 . tais como finos e espessura. 2010) Quando observados outros fatores. gerando uma boa formação da folha. um resultado perfeitamente aceitável. Figura 4 . é diagnosticada uma melhora na propriedade resistência à tração ao fazer-se o tratamento químico no pré-refino da fibra. PROPRIEDADES DO PAPEL 4. são as condições ideais para a correta dispersão das fibras sobre a tela.4.Evolução da resistência à tração – (GIL.RESISTÊNCIA A TRAÇÃO No estudo apresentado por GIL (2008) et al.. conseqüentemente. as características predominantemente tissue podem ter seus valores interferidos em conseqüência da escolha. De acordo com BAKER (1995). . ou talvez. a consistência ideal para refino de fibras curtas encontra-se na faixa entre 5 a 6 % dessa forma reduzindo o fenômeno do arrancamento de vasos (“vissel picking”). também a carga de ruptura”. quando um fabricante de papel escreveu “não existe em fábrica de papel nenhuma operação que requeira mais atenção e cuidado que a refinação. o mais importante componente do processo de fabricação de papel. Ainda segundo o autor. a fibrilação interna resulta numa fibra mais flexível e a externa na formação de finos e neste caso há aumento das forças de Campbell. a adequação do processo de refino através da utilização de discos apropriados. armazenamento e condições de aplicação da fibra de eucalipto. muitas vezes indesejada de “grumos”. A fibra curta de madeira de folhosa vem ganhando há algum tempo notoriedade e mercado com grande evidência no segmento tissue. De acordo com a afirmação de RATNIEKS (1996) em seu estudo sobre polpas de eucalipto para papel tissue. Desde o início do século. o controle do pH pré-refino e baixas consistências na entrada da refinação permitem ganhos na resistência à tração de maneira tal que há uma redução substancial no consumo de energia. pode-se observar a presença.nesse caso. Segundo RATNIEKS (1994). ALVES e NEITZEL (2003). sendo estas fibras as grandes responsáveis pela obtenção de certas propriedades do papel tissue tais como maciez e volume (Bulk). considerando-se que a polpa em evidência provém de madeira de eucalipto em seu estudo. conferindo à folha um aspecto superficial irregular. onde sua principal aplicação tem sido o preenchimento (formação) e a maciez e conforme GIERTZ (1989) preconiza em seu estudo sobre a influência da moagem sobre as fibras individuais e seus efeitos sobre as propriedades do papel “o resultado mais importante da moagem é que a rigidez de tensão do papel aumenta e. disseram que o processo de refinação da polpa celulósica para a fabricação de papel é considerado um dos mais. definem o refino como o tratamento mecânico dado às fibras em suspensão com intuito de modificar a estrutura das fibras. (1997). sendo o corte responsável pelo aparecimento de finos e as fibrilações (internas e externas) responsáveis pelo aumento de superfície das fibras e também pelo aparecimento de finos. ou seja. indicam o grau de refino através de uma medida da drenabilidade da polpa. Shopper-Riegler ou CSF. são o Canadian Standard Freness (CSF) e o Schopper-Riegler (oSR). melhorando. (1986). apesar de serem indiretas. O objetivo principal da refinação é melhorar a capacidade de união das fibras tanto para que elas formem uma folha de papel forte e lisa como apresente boas propriedades de impressão. Os ensaios laboratoriais para determinação do grau de drenabilidade da polpa são denominados com o próprio nome das medidas citadas. CLARK (1978) e LIDBRANT & MOHLIN (1980) descrevem os principais efeitos do refino sobre as fibras sendo o corte das fibras. assim. porosidade. Vilela & Silva Jr. sendo as medidas mais comumente usadas. Sendo que estas modificações são irreversíveis e produzidas a partir de impactos nas fibras.pela qual o papel adquire suas características finais” vários autores têm estudado esta parte do processo com mais dedicação. Um fator importante é o grau de refino da polpa (celulose) utilizada na fabricação do papel. a refinação de polpas é o tratamento mecânico de modificação de fibras para que elas formem um papel de propriedades desejadas. al (1978). O grau de refino pode ser medido de várias formas. Esta é uma das mais importantes operações unitárias quando se preparam as fibras para a fabricação de papel de alta qualidade. CARLOS (2005) cita que “CLARK et. a refinação é a etapa chave da fabricação de papel. Segundo WANG et al. ou seja. De acordo com PAULAPURO (2000). ou propriedades ópticas específicas para dar um papel de boa qualidade”. as características da polpa para a produção de papel. as fibrilações internas e externas e a formação de finos. e MANFREDI. Algumas vezes o propósito é diminuir as fibras longas para uma boa formação da folha ou para desenvolver outras propriedades semelhantes como absorbância. Os estudos . Por isso a atual ausência de modelos bem desenvolvidos. 2005) Linha I (fibra curta) II (fibra longa) I (fibra curta) (90+10)* II (fibra longa) I (fibra curta) II (fibra longa) (90/10)* Dias de uso 198 186 200 188 222 200 ºSR 24 24 23 24 24 22 Corrente (A) 290 290 290 290 290 290 * polpa com adição de pasta termoquímica de alto rendimento (CTMP) Apesar da ausência de informações como comprimento e altura das lâminas. que representem satisfatoriamente a refinação. que necessitem de pequena quantidade de informações. impulsionam o desenvolvimento e a utilização de modelos híbridos. sobre a interferência não apenas da mistura de polpas no processo de fabricação de papel tissue. entre outras. tomando por base a unidade °SR.destinados ao conhecimento mais profundo do processo de refinação sofreram e têm sofrido um grande crescimento devido ao reconhecimento da importância desta etapa dentro do processo de fabricação do papel e da sua grande influência sobre as características finais do papel. OLIVEIRA (2005). como também do tempo de utilização dos discos refinadores. apresenta algumas considerações sobre resistências do ponto de vista da operacional. é possível concluir que a polpa mista tende a ser mais sensível à operação com discos mais “velhos” quando submetida ao emprego da CTMP na formulação. . mantendo-se constante a energia aplicada ao processo conforme pode ser visto na tabela a seguir Tabela 2 – ºSR em função do tempo de uso dos discos dos refinadores e corrente consumida – (OLIVEIRA. distância de trabalho entre estator e disco móvel. o qual está expresso na Tabela 3. Em um raciocínio lógico. formando pontes de hidrogênio que une uma fibra à outra. “a superfície da fibra é extremamente reativa. . Esta reação é totalmente dependente da água que está “combinada” com a fibra. O mecanismo utilizado pela “química de debonding” é a substituição da água na fibra bloqueando uma fibra de unir-se a outra. as propriedades da madeira podem interferir em algumas propriedades do produto final e conforme citado em seu trabalho. por diminuir a resistência do papel em ambos os sentidos. pode-se inferir que a “química de debonding” opere no sentido contrário ao da refinação à baixa consistência.4.2 – VOLUME APARENTE (BULK) Conforme cita CARLOS (2005). por propiciar exatamente o desligamento das fibras criado pela etapa de refinação. De acordo com SANTOS (2005). PAAVILAINEN (1998) publicou um resumo sobre as relações de dependência existentes entre a madeira e o papel interligados com as propriedades das fibras que compõem a folha de papel. através da quebra das ligações interfibrilares conferindo à fibra uma baixa rigidez e aumentando a presença de fibras soltas na superfície da folha de papel (maciez superficial)”. Dessa forma a “química de debonding” acaba interferindo no “bulk”. Tabela 3 – Efeito das propriedades da madeira nas propriedades do papel produzido com polpa de fibra curta – (SANTOS.3 . que eram suaves e absorventes”. c) maciez de compressibilidade (amortecimento dos efeitos dinâmicos). a maciez tornou-se um fator importante e determinante na preferência do consumidor e não obstante à sua preferência na hora da compra. Porosidade “Coraseness” Teor de Hemiceluloses N° de Fibras/Grama - Dispersão de Luz. De acordo com CARLOS (2005). “produtos fabricados utilizando papel tissue.o consumidor teve sua preferência fortemente influenciada pela maciez do tissue. uma que o nível de absorção tenha sido atingido. Não por acaso. Opacidade. 2005) Propriedades da Madeira Diâmetro da fibra Rigidez Espessura da parede Rigidez Propriedades da Fibra Propriedades do Papel Bulk Comprimento da Fibra N° de Fibras/Grama Dispersão de luz. b) maciez de flexibilidade. . Formação. Opacidade Estabilidade Dimensional 4. ela basicamente é composta pela combinação de: a) maciez de superfície. especialmente lenços e papéis higiênicos foram desenvolvidos com o objetivo de substituir artigos de tecido.MACIEZ Segundo HOFFMAN (2010). a amplitude do crepe. Conforme abordada anteriormente. ou 2 A = (cos) (largura da raspa). maciez pode ser considerada como uma das mais importantes . conforme podemos ver a seguir: A maciez superficial pode ser definida como a sensação tátil percebida com o toque dos dedos na superfície dos papéis. Dentre os fatores que podem oferecer o processo de crepagem possui uma grande interferência na propriedade de maciez do papel. de acordo com Harmon. é definida por: 2 A = Projeção da face da raspa na superfície do secador. Essa propriedade está relacionada principalmente com a superfície das fibras (aspereza ou lisura). Porém. trata-se de uma propriedade que pode influenciar o consumidor na sua preferência de compra e por esta razão ela é tão almejada no mercado tissue. A maciez estrutural pode ser definida como a sensação tátil quando a folha é comprimida entre os dedos com a mão. Conforme HARMON (1977).Por ser a maciez uma propriedade subjetiva ligada exclusivamente às sensações do tato. tão importante quanto medir o nível de maciez é saber como consegui-la ou melhorá-la. sua definição não é tão simples. Por esta razão. propriedades do papel tissue. ou 2 A = amplitude = A = 0. é essencial que compreendamos o efeito da geometria da raspa na amplitude do crepe. já existem algumas definições que são aceitáveis para essa propriedade. que por sua vez definirá se um produto terá maior ou menor maciez superficial (lisura). Esse tipo de maciez está diretamente relacionado com a estrutura das fibras (rigidez/“bulk”). Na verdade. Conforme Figura 5.5 (cos) (largura). viscosidade. Fibras celulósicas com características mais robustas (espessura maior de parede) produzem papel com maior maciez. Coarseness entre outras. 1977) 4. A obtenção das propriedades da polpa com sucesso vem através do estudo da . maior a suavidade”. a maciez dependerá da qualidade da matéria-prima. porém geralmente fibras com melhor qualidade são também mais caras.3.Para o eixo do secador Largura 90º Figura 5 – Efeito do ângulo de raspa na amplitude do crepe – (Huss Harmon.1 – CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E MORFOLÓGICAS DAS FIBRAS Conforme HOFFMAN (2010). A qualidade da fibra é notoriamente difícil de definir devido à variedade de características e propriedades individuais de cada produtor. “quando todas as outras etapas se mantiverem constantes. CAR. inclua-se neste caso. Quanto melhor a qualidade da fibra. coarseness e densidade da parede celular. em média.6 28. de 0.5 a 1. Tabela 4 – Características Dimensionais das fibras – (UFV.8 10. dependem muito da morfologia das fibras e do tipo e extensão de transformação pela qual passam durante a .2 9.5 mm.0 18.0 7.combinação das propriedades morfológicas gerais das fibras relacionadas à suavidade tais como: comprimento de fibra.5 As propriedades das folhas de papel. É de literariamente conhecido e amplamente divulgado que as fibras longas variam de um comprimento médio de 2 a 5 mm.2003) Características Dimensionais Médias das Principais Fibras de Madeiras utilizadas no Brasil para a Produção de Celulose Dimensões (mm) Comprimento Largura Diâmetro lúmem Espessura parede Pinnus elliotti 3.3 49. A fibra curta mais utilizada no Brasil para produção de papel tissue é a de “eucalyptus” e isso se deve principalmente a versatilidade operacional que a mesma propicia oferecendo inúmeras vantagens em relação a outras folhosas.2 9.8 Pinnus caríbea 4.0 18. A Tabela 4 apresenta as características dimensionais de fibras longas e curtas mais utilizadas no Brasil para a produção de celulose.4 Eucalyptus grandis 1.1 4.2 4.3 46. são geralmente classificadas em fibras longas e fibras curtas.7 31.5 Acacia negra 1. As fibras vegetais mais utilizadas na fabricação de papéis tissue. enquanto que as curtas variam. cada espécie de árvore possui fibras com diferentes características morfológicas. Os valores comumente encontrados para a espécie eucalipto ficam na faixa de 20 milhões. sendo sua granulação uma das mais baixas dentre as fibras comumente encontradas no mercado de celulose. especialmente durante o refino e antes de sua moldagem em folhas propriamente ditas. Essas diferentes características microscópicas da fibra se traduzem em propriedades macroscópicas da folha de papel. O coeficiente de granulação é dado pelo peso da fibra dividido por seu comprimento e as fibras mais delgadas têm menor granulação. proporcionando uma estrutura de papel volumosa.elaboração da pasta de celulose. o pinheiro do sul dos Estados Unidos está no extremo oposto. na verdade a fibra de eucalipto está entre as mais curtas das espécies de hardwood no mundo. Com base na literatura. Os autores dizem tratar-se de uma fibra curta. com alta opacidade. volume ou maciez. por exemplo. Na fibra de folhosa o número de fibras por grama é alto e isso se deve ao fato de sua baixa granulação. conforme Segundo NOE e DEMUNER (2010). Conforme CARLOS (2005). sua arquitetura interna é diferente: os componentes básicos da parede da fibra chamados também de microfibrilas mostram pequena angulação em torno do eixo da fibra em comparação com outras madeiras de folhosa. a título de exemplo. Conseqüentemente a fibra do eucalipto é rígida. . como resistência. podemos então resumir quais as propriedades das fibras influenciam na maciez e em outras propriedades do papel tissue (Tabela 5). Tabela 5 – Propriedades das Fibras .(Carla R. dos Santos – 2002) Propriedade da fibra Propriedade do papel Menor colapsabilidade Maior espessura da parede da fibra Redes fibrosas mais fracas (menor resistência) “Bulk” (maior volume) e maior porosidade Menor grau de colapsamento Maior densidade básica da madeira Menor resistência à tração Maior porosidade (absorção) Maior volume específico (“bulk”/maciez) Menor superfície específica para ligações interfibras População fibrosa na polpa (menor número de fibras/g) Menor grau de consolidação da folha Folha menos resistente Superfície mais áspera Menor “bulk” e porosidade Menor capacidade de absorção de água pela fibra Fibra menos flexível (menor colapsabilidade) Menor área de contato e número de ligações fibra-fibra Menor resistência mecânica e maior volume específico Teor de hemiceluloses na polpa (menor teor) . que conforme já citado. corresponde à razão entre a velocidade da enroladeira e a velocidade do cilindro yankee. a ação do processo de refinação. É expresso em porcentagem e indica quanto o papel deforma antes de sua ruptura (IPT. sendo co-responsável por alterações nessa propriedade é a relação de crepe. Também podem interferir nos resultados do crepe gerado os seguintes fatores: • Coating.4 . 1982)” O alongamento do papel tissue pode ser definido. “O alongamento é determinado simultaneamente com a resistência a tração. . como a capacidade que o papel possui de sofrer esticamento sem que haja a sua ruptura.Outras características que devem ser citadas e que estão relacionadas com as propriedades finais do papel tissue e que também influenciam diretamente a maciez são: “coarseness” e índice de “curl”. De acordo com a opinião de alguns fabricantes de máquinas de conversão. dentre os quais e principalmente. de maneira simplificada. • Tempo de utilização da lâmina. temos também que citar a lâmina de raspa. cuja função numa máquina de produção de papéis tissue é destacar a folha do cilindro yankee. essa propriedade possui grande interferência no runnability desse tipo de equipamento.ALONGAMENTO Conforme citado por BITENCOURT (2004). observando-se do ponto de vista prático. • Ângulo da Lâmina de Raspa. 4. Outro fator de interferência muito importante em relação ao alongamento. Ligada a relação de crepe. através de um acessório do dinamômetro. Essa propriedade ocorre e tende a aumentar ou diminuir de acordo com alguns fatores. • Ângulo do suporte. exigindo do conjunto um maior esforço para se obter a mesma eficiência de crepagem. De acordo com BITTENCOURT (2004). ou seja. De acordo com CARLOS (2005). • Flexibilidade da lâmina. • Pressão aplicada à lâmina. . por conseguinte. tendo em vista que o ângulo do crepe estará mais aberto. • Altura da lâmina. o uso contínuo de uma mesma lâmina de raspa tende a reduzir a amplitude do crepe à medida que a mesma se desgasta e. uma polpa constituída por celulose oriunda de madeira mais velha tende a reduzir a capacidade de alongamento da folha resultante. embora o autor tenha explicitado que os valores são estatisticamente irrelevantes para indivíduos entre 14 a 16 anos de idade. poderá haver uma redução nos índices de alongamento. o alongamento também sofre uma influência da idade da polpa utilizada. tendo em vista as enormes possibilidades de melhoria tanto do processo em si. com a pesquisa por melhorias nos equipamentos atuais e finalmente. atuando como uma etapa de pré-refinação. e será manuseada. já que. O item custo. embora seja considerada importante. essa propriedade poderá ser manuseada através da correta seleção da matéria prima a ser utilizada. boa parte da otimização do processo e melhoria dos resultados está associada à matéria prima.5. madeiras de lenho tardio possuem características físicas e . com a forma pela qual a etapa de refinação é. influenciará a tendência operacional na etapa de refinação. CONCLUSÃO A etapa de refinação em uma planta de fabricação de papel tissue possui altíssima relevância no processo. aos equipamentos e principalmente ao método de trabalho empregados na planta. ainda que não tenha sido diretamente abordado no presente trabalho. além de permitir a obtenção de ajustes flexíveis sob o ponto de vista fabril. o que torna a idéia interessante nos tempos atuais devido ao alto envolvimento das empresas nas questões ambientais. a economia de energia elétrica e a redução do impacto ambiental podem justificar com ampla vantagem o investimento na tecnologia do pré-refino químico da polpa de celulose. já há no mercado alguns produtos químicos à base de enzimas que são capazes de melhorar significativamente os resultados de propriedades tais como resistência a tração longitudinal e transversal. quanto dos produtos resultantes desse processo. Uma das constatações relevantes sob o ponto de vista da influência exercida pela refinação nas propriedades do papel é que. pois. A propriedade Bulk do papel está diretamente associada à rigidez da fibra utilizada na constituição da folha e. Uma operação adequada e controlada dessa etapa pode resultar na obtenção de resultados consistentes e razoavelmente previsíveis. e conforme observado. sob o ponto de vista operacional de uma planta de fabricação tissue. vinculando dessa maneira a evolução do processo de refinação com a evolução das espécies de madeira empregadas. o acréscimo de fibra curta depois de certa proporção da polpa. os quais por outro lado. tende a reduzir consideravelmente a resistência a tração longitudinal.mecânicas que favorecem a obtenção. gerando um aumento considerável dos finos e reduzindo as resistências. com grande ênfase na celulose de eucalipto. a refinação à baixa consistência tende a favorecer a propriedade de alongamento. no entanto. por ser esta uma fibra com características que favorecem o surgimento de finos. É corrente no meio operacional que. pois o fator pH da polpa pode estar envolvido. essa afirmativa pode estar equivocada. fazendo que a mesma perca suas ligações hidrogênio. manutenção ou incremento dessa propriedade ao produto final. devido principalmente à menor energia empregada na operação dos refinadores em decorrência do maior volume assumido pela fibra antes da passagem pelos mesmos. agregam ao papel uma sensação tátil aveludada. A maciez superficial está diretamente relacionada ao emprego de fibras curtas de madeira de folhosa. no entanto. . pois conforme visto. o excesso de refino pode acentuar a degradação das paredes da fibra. . As condições ambientais demandam o desenvolvimento de novas tecnologias capazes de manter a produção sem que haja necessidade de aumento de consumo de reservas naturais. as implicações do refino químico nas superfícies do sistema de alimentação de água fresca em um circuito fechado.6. os próximos passos de pesquisa podem ser o estudo do impacto ambiental ocasionado pelo efluente gerado pelo processo de refino químico. entre outros. SUGESTÃO A fabricação de papel tissue possui ainda muitas áreas a serem pesquisadas. Sob esse ponto de vista. Et Al.7.. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO 01 AL M EI DA . .D ori val Ma rtin s de. Tr ata me nto me câ nic o de fibr a cur ta de eu cal ipt o co m util iza çã o de dis co s . 2ª. Tecnologia de Fabricação do Papel. 85 (outubro. Celulose e Papel. e NEITZEL. I e II. Fundamentos Técnicos da Maciez Superficial e Estrutural do Papel Tissue. Monografia (PósGraduação Lato-Sensu).de refi no co m ma ior co mp rim ent o efe tiv o de cor te. I. Viçosa.. 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Report "Monografia - Alexandre Magno F Gomes - Word 97"