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O processo de depuração no processo Kraft é fundamental para garantir a qualidade da polpa celulósica e remover impurezas que podem afetar as propriedades finais do papel. O processo pode ser dividido em três etapas principais:

1. Remoção de Contaminantes Grossos:

Rejeitos: São separados por peneiras rotativas ou centrífugas, que retêm pedaços de madeira, cascalho e outros materiais grosseiros.

Analogia: Imagine peneirando uma sopa para remover legumes grandes.

2. Separação de Fibras e Areia:

Classificadores centrífugos: Utilizam a força centrífuga para separar as fibras finas da areia e outros materiais pesados.exclamation

Analogia: Imagine um carrossel girando em alta velocidade, jogando as crianças mais pesadas para fora e as mais leves para dentro.

3. Remoção de Contaminantes Finos:

Filtros de pressão: Retem partículas finas como argila, colóides e fibras curtas.exclamation

Analogia: Imagine um filtro de café retendo os grãos e deixando passar apenas o líquido.

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Equipamentos e Técnicas Utilizados:

Peneiras rotativas: Cilindros perfurados que giram e retêm os materiais maiores que os furos.

Centrífugas: Máquinas que giram em alta velocidade, separando os materiais de acordo com sua massa.exclamation

Classificadores centrífugos: Equipamentos que utilizam a força centrífuga para separar as fibras finas da areia e outros materiais pesados.

Filtros de pressão: Equipamentos que forçam a polpa a passar por um filtro, retendo as partículas finas.

Parâmetros Importantes:

Consistência da polpa: A quantidade de fibras na água.expand_more

Tipo de equipamento: Peneiras, centrífugas, classificadores e filtros.

Pressão e temperatura: Condições de operação dos equipamentos.

Objetivos da Depuração:

Melhorar a qualidade da polpa: Remover impurezas que podem afetar a resistência, a cor e outras propriedades do papel.

Reduzir o consumo de energia: Eliminar materiais que podem obstruir os equipamentos e aumentar o consumo de energia.exclamation

Aumentar a vida útil dos equipamentos: Reduzir o desgaste dos equipamentos ao remover partículas abrasivas.exclamation

Benefícios da Depuração:

Papel mais resistente e com melhor qualidade: Maior resistência à tração, à ruptura e ao rasgo.exclamation

Processo de produção mais eficiente: Menor consumo de energia e menor desgaste dos equipamentos.

Redução do impacto ambiental: Menor geração de efluentes e emissões atmosféricas.

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A depuração é uma das secções duma fábrica de papel, destinada a remover sujidades e é aquela em que se remove as impurezas mais pequenas.

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Depuração

Este processo que tem como objetivo principal a remoção de contaminantes da massa. O equipamento principal é o depurador pressurizado, que consiste na maior parte dos casos de um rotor e um cesto estacionário. O rotor tem como objetivo limpar a face do cesto através de foils, que criam pulsações e permitem um novo ciclo de passagem de fibra.

Quanto à aplicação, podem ser depuradores de massa grossa, fina ou cabeça de máquina. Quanto à consistência, podem ser de baixa (1 – 2%) ou média consistência (3 – 4%). Seus cestos podem ser de furos ou ranhuras, e terem outros acessórios como removedores de rejeitos leves.

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Cleaners

Enquanto a depuração atua como uma barreira dimensional para a segregação dos contaminantes, os cleaners, também conhecidos como hidrociclones ou depuradores centrífugos, fazem a separação conforme a densidade da partícula. Servem principalmente para a remoção de areia, um dos contaminantes mais comuns neste processo. Através destes sistemas pode-se remover até 95% da areia e outras partículas pesadas.

O princípio fundamental do depurador centrífugo é que cada partícula terá uma resposta diferente às forças de arraste aplicadas pela rotação do fluido dentro do equipamento. Isto fará que tenham uma posição definida, onde partículas mais pesadas se concentram nas bordas, enquanto as mais leves no centro.

O sistema deve operar em condições estáveis de fluxo de pressão, garantindo um diferencial de pressão entre alimentação e aceite que permita a correta eficiência. Os seguintes fatores são fundamentais no dimensionamento dos equipamentos:

Tipo de polpa ou suspensão

Produção

Consistência de alimentação, geralmente de 0,1 a 5%, conforme aplicação

Temperatura da suspensão

Químicos na suspensão

Pressão de operação

Assim como os depuradores, os cleaners podem ser instalados em vários estágios, com o objetivo de reduzir o rejeito produzido.

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Depuradores de cabeça de máquina: são responsáveis por proteger a caixa de entrada da máquina de papel contra a entrada de contaminantes. Possuem cestos perfurados, operam em baixa consistência e com rotores de baixíssima pulsação, a fim de evitar alteração da mesa formadora.

Variáveis de operação: Na operação do depurador existem importantes variáveis que precisam ser consideradas:

Diferencial de pressão

Velocidade de passagem

Taxa de rejeitos

Consistência

Fluxo

Engrossamento de rejeitos

CSF de entrada, saída e rejeito

Eficiência de remoção de shives (palitos)

Os depuradores podem operar em série, paralelo e em cascata. A proposta de mais estágios é reduzir a geração de rejeitos, aumento mais a eficiência de remoção do sistema, com a menor perda de fibras.

Alguns dos problemas mais comuns neste processo é operar com consistências maiores que o recomendado, ou com altas velocidades de passagens.

Assim como os rotores e foils, os cestos são elementos fundamentais para o resultado da depuração. Eles podem assumir diversas formas, conforme sua aplicação.

As cestas podem ser revestidas com materiais mais duros, como cromo, a para aumentar sua durabilidade.

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RESUMO: cleaners próprios para a retirada de contaminantes de baixa granulometria e areia fina. Seu desenho praticamente evita qualquer possibilidade de entupimento, bem como o desgaste excessivo de suas partes internas.

Os múltiplos cleaners são montados em baterias, fabricados em vigas “u”, dotados de 2 tubulações distintas: alimentação, aceite. Cada câmara é provida de uma tomada para manômetro, e de uma tubulação de entrada ou saída, em aço inox com flange em aço carbono.

Os cleaners são dimensionados para uma pressão máxima de 3 bar, permitindo operar com consistências desde 0,5 até 1,2%, dependendo do processo e da diluição de cada estágio.

O sistema é normalmente composto de 3 estágios, dependendo da capacidade de produção da linha.

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Depuração com cleaner de baixa consistência (density)

# data[].attributes.body
Sistema de preparo de massa na produção de papel. Disponível em: <https://pt.linkedin.com/pulse/sistema-de-preparo-massa-na-produ%C3%A7%C3%A3o-papel-luciano-r-oliveira>. Acesso em: 29 fev. 2024.

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# data[].attributes.body
Depuração A massa cozida é transferida para o sistema de depuração, que por processo mecânico, separa os materiais estranhos às fibras (nos de madeira, pequenos palitos). O material de aceite é transferido para os filtros lavadores, que tem por finalidades lavar a massa, separando todos os solúveis das fibras de celulose. A celulose é então encaminhada para o branqueamento ou então, para fabricação de papel Kraft. O filtrado recebe o nome de licor negro e é transferido para o sistema de recuperação. Composição básica do licor negro: 16% de sólidos; 37,4 g/L de Na2CO3 + NaOH; 7,4 g/L de Na2S; 1,6 g/L de Na2SO4 e 63,5 de NaOH (total)

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Embora ao longo do processo de fabricação do papel, como na própria máquina de papel, possam existir diversas fontes de contaminação, uma massa "limpa", é essencial para se obter uma folha sem sujeiras que podem causar diversos problemas na sua utilização.

Uma das principais causas de quebras nas máquinas de produção deste tipo de papel (e consequente tempo de parada de máquina) é a sujidade, logo, torna-se essencial eliminá-la.

Numa suspensão de pasta existem partículas que, pelas suas dimensões são facilmente removidas em cleaners/Hidrociclones, mas existem outras com dimensões semelhantes ou inferiores às fibras, as quais não se conseguem remover nos hidrociclones já citado, mas apenas, em depuradores centrífugos.

Uma das secções da máquina utilizadas para se conseguir a limpeza da massa adequada, é a DEPURAÇÃO.

Ou seja, a Depuração numa máquina de papel branco para impressão e escrita, tem basicamente a função de "Limpar" a suspensão fibrosa que alimenta a mesma, com duas finalidades principais:

1) Aumento da qualidade da folha produzida.

2) Melhoria da " Runability " da Máquina de papel

Objetivos da Depuração: Separar partículas por tamanho e formato

* Remover contaminantes, sujeira, metais, etc

* Melhorar a qualidade da massa

* Melhorar a aparência

* Reduzir custos de branqueamento

* Melhorar o andamento da secagem

* Melhorar a operação da conversão

* Fracionar (classificar) as fibras

Variáveis de Processo em Depuração

Variáveis nas Fendas - Angulo

Algumas diferenças entre utilização de Furos e Fendas nas Cestas Peneiras

Efeito da Pulsação do Rotor na Cesta Peneira

Continua na próxima parte em breve

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Equipamentos de Preparação de Massa - Parte 3 - Depuração

# data[].attributes.attachment_link.description
Embora ao longo do processo de fabricação do papel, como na própria máquina de papel, possam existir diversas fontes de contaminação, uma massa "limpa", é essencial para se obter uma folha sem sujeiras que podem causar diversos problemas na sua utilização. Uma das principais causas de quebras nas má

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Consistência

Por consistência da polpa compreende-se da razão entre o peso de massa de fibra seca pelo peso total da polpa em meio aquoso. Esta variável é uma das mais importantes na operação da fábrica de celulose. Os níveis de consistência podem assumir diferentes valores ao longo do processo.

No caso de aplicações de refino, os valores são:

Refinação em média consistência: valores de consistência no range de 10 - 14%, possíveis de bombear através de bombas de média consistência (MC Pump). Incluem-se os processos de Refinação Inline e Deshiving.

Refinação em alta consistência: valores de consistência acima de 20%, porém mais comuns ao redor de 30 - 35%. Nesta caso a polpa é transportada através de roscas e/ou correias. Refinação de Rejeitos da Depuração e Refinação para Sack Paper (papéis extensíveis) estão nesta faixa de valor.

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Os depuradores centrífugos são cones, nos quais a suspensão de fibras entra

tangencialmente e por diferença de pressão de entrada e saída, provoca um movimento de

rotação interno (vórtice), gerando uma força centrífuga que separa por diferença de densidade

todas as impurezas ou contaminantes mais pesados que as fibras.

A alta eficiência do equipamento é conseguida quando a operação é realizada

corretamente, ou seja, para cada tipo de material (fibroso), da natureza e do tratamento das

sujeiras, será ajustada a consistência ideal e o diferencial de pressão correto.

Curso Básico de Fabricação de Celulose e Papel

83

O funcionamento dos depuradores centrífugos é baseado na diferença de massa

específica das fibras e impurezas que serão separadas pela ação da força centrifuga. A

suspensão fibrosa contendo sujeiras é introduzida tangencialmente na parte superior do

aparelho, o qual tem uma forma de um longo cone invertido. Imediatamente, a massa

desenvolve um movimento de rotação e assim, penetrando na parte cônica, as partículas

descem com uma trajetória espiralada em direção ao vértice e rapidamente adquirem

aceleração uniforme. Em seu desenvolvimento, um desenho de separador centrífugo é

determinado considerando o fluxo com o respectivo diferencial de pressão em relação à

eficiência de separação, ou seja, por razões óbvias procura-se a melhor eficiência com o

menor diferencial de pressão.

A força centrífuga, sob a qual as partículas mais pesadas mantêm-se junto à parede do

aparelho, aumenta muito na zona próxima do vértice do cone. À medida que o fluído se

aproxima do vértice, o espaço torna-se grandemente menor e a parte da suspensão mais

afastada da parede reverte à direção do fluxo. O material em suspensão ascende em uma

espiral em torno do eixo vertical do cone e é retirado como aceite na parte superior. O

material pesado, que se concentra junto à parede, acompanha uma trajetória espiralada

descendente até atingir o vértice do cone, de onde é recolhido como rejeito

Outra particularidade da centrifugação

é que estão disponíveis em vários tamanhos.

O tamanho do equipamento está muito mais

relacionado à sensibilidade do princípio

desejado da centrifugação do que a

capacidade de produção da planta. É

importante ressaltar que o fluxo é razão

direta do tamanho do equipamento e o

comprimento do cone é razão direta de seu

diâmetro maior.

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Funcionamento do depurador vertical: O depurador vertical é um equipamento utilizado no processo de depuração de polpa de celulose. Composto por um cilindro vertical, ele é projetado para remover impurezas e partículas indesejadas da polpa, garantindo a qualidade do produto final.

Vantagens do depurador vertical: Sua eficiência na remoção de impurezas resulta em uma polpa de celulose mais limpa e de melhor qualidade. Além disso, o design vertical ocupa menos espaço, promovendo uma otimização do layout da fábrica.

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Desagregação (pulper)

O desagregador ou pulper é a primeira etapa do sistema de preparo de massa. Responsável pela fragmentação e hidratação, trata-se de um grande batedor com um rotor ao centro. Ele faz com que a massa se movimente, e com isto se fragmente até que suas fibras sejam individualizadas.

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Funcionamento Básico de um Hidrociclone

Hidrociclones são equipamentos que utilizam um campo centrifugo para promover a separação, quer seja entre sólido e líquido, ou até mesmo entre dois líquidos. A alimentação é feita tangencialmente no topo da parte cilíndrica do hidrociclone, induzindo o fluido a realizar, ao longo da sua trajectória, um movimento rotacional (Fig. 1.2).

Este movimento gera acelerações centrífugas directamente actuantes nas partículas presentes no meio, forçando-as a moverem-se em direcção á parede do equipamento (Svarovsky,1984).

À medida que o fluido entra na parte cónica do hidrociclone, maiores são as componentes de velocidade (axial, radial e tangencial) já que a secção disponível ao escoamento vai se reduzindo. A combinação da força centrifuga, gerada, e a tensão de corte hidráulica fazem com que as partículas mais densas migrem para a camada de fluido mais próximo das paredes do cone. Entretanto, as partículas de mais baixa densidade deslocam-se para o centro do cone. Quando a suspensão se aproxima do topo do cone o fluido inverte o sentido provocando uma corrente ascendente da suspensão mais afastada da parede

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Obtenção de Celulose para fabricação de Papel Kraft e papelão

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Obtenção de Celulose para fabricação de Papel Kraft e papelão

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A massa resultante, que ainda apresenta licor preto e fibras impregnadas com lignina, é transferida para o sistema de depuração, que consiste em separar da massa as impurezas que não foram cozidas no digestor (nós, palitos, areia, pedras, etc) utilizando um sistema de filtros enquanto promove a lavagem da massa com água limpa.

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Existem tipos de cestos direcionados ao tratamento da matéria-prima, como fendas e furos com propósitos diversos para cada tipo de papel e sua finalidade.

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Depuradores de cabeça de máquina: são responsáveis por proteger a caixa de entrada da máquina de papel contra a entrada de contaminantes. Possuem cestos perfurados, operam em baixa consistência e com rotores de baixíssima pulsação, a fim de evitar alteração da mesa formadora.

Variáveis de operação: Na operação do depurador existem importantes variáveis que precisam ser consideradas:

Diferencial de pressão

Velocidade de passagem

Taxa de rejeitos

Consistência

Fluxo

Engrossamento de rejeitos

CSF de entrada, saída e rejeito

Eficiência de remoção de shives (palitos)

Os depuradores podem operar em série, paralelo e em cascata. A proposta de mais estágios é reduzir a geração de rejeitos, aumento mais a eficiência de remoção do sistema, com a menor perda de fibras.

Alguns dos problemas mais comuns neste processo é operar com consistências maiores que o recomendado, ou com altas velocidades de passagens.

Assim como os rotores e foils, os cestos são elementos fundamentais para o resultado da depuração. Eles podem assumir diversas formas, conforme sua aplicação.

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Enquanto a depuração atua como uma barreira dimensional para a segregação dos contaminantes, os cleaners, também conhecidos como hidrociclones ou depuradores centrífugos, fazem a separação conforme a densidade da partícula. Servem principalmente para a remoção de areia, um dos contaminantes mais comuns neste processo. Através destes sistemas pode-se remover até 95% da areia e outras partículas pesadas.

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A separação sólido/líquido tem uma importância primordial na fabricação de celulose e papel. Através da depuração podemos separar as fibras de elementos estranhos ao processo tais como areia, plástico, metais e outros contaminantes prejudiciais aos equipamentos e ao produto.

Através de análise estruturada e experiência acumulada em anos podemos oferecer soluções especificas para cada processo, tipo de fibra e tipo de papel produzido.

Cestas Peneiras de Fendas e Furos, Depuradores, Rotores, Reforma de Depuradores Pressurizados e outros produtos fazem parte de nossa linha de produtos. Alem de Equipamentos de Preparação de Massa e Acessórios da Máquina de Papel.

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A separação sólido/líquido tem uma importância primordial na fabricação de celulose e papel. Através da depuração podemos separar as fibras de elementos estranhos ao processo tais como areia, plástico, metais e outros contaminantes prejudiciais aos equipamentos e ao produto.