Controlo de águas do processo e optimização da produção de papel

Na Fábrica de Papel da Ponte Redonda fabricam-se sacos de papel multi-folhas e papel reciclado do tipo Kraft. Tendo em consideração a primeira actividade, é de grande interesse optimizar o processo de fabrico de papel com vista a incorporara a máxima taxa de papel produzido internamente nas diferentes camadas dos sacos de papel. Os papéis de maior interesse são os do tipo Fluting e Liners, tendo sido produzidos em 2010 um total de 4,9 mil toneladas, ou seja 90% de todo o papel fabricado em 2010, correspondendo a a 4 mil toneladas de papéis do tipo Liners e 0,9 mil toneladas para os papéis do tipo Fluting. Nos papéis do tipo Liners incluem-se os papéis do tipo Test-Liner e Kraft-Liner, representando em termos produtivos valores idênticos. No âmbito deste trabalho, em que se pretendeu controlar as águas do processo e optimizar a produção de papel, foram introduzidos uma unidade de flutuação e um sistema que permitisse regular a consistência da suspensão fibrosa à entrada da máquina do papel, e foram ainda estudadas as possibilidades de adição de produtos químicos para melhorar as características da pasta assim como um tratamento microbiológico mais eficaz para todo o processo. Para se avaliar se as medidas implementadas teriam um impacto positivo na qualidade desses dois tipos de papéis, desenvolveu-se o trabalho em duas fases: a primeira envolve a introdução de um sistema de flutuação e de um sistema de controlo de consistência da pasta, assim como a selecção de produtos químicos a adicionar ao processo. A segunda fase consistiu na avaliação do efeito destas medidas nas características do papel fabricado. Para o efeito foram escolhidos dois tipos de papel e de diferentes gramagens, nomeadamente Test-Liner de 80 g/m2 e Fluting de 110 g/m2. Introduziu-se um flutuador com o objectivo de tratar parte das águas do processo de fabrico com vista a serem reutilizadas em determinadas aplicações possíveis para a qualidade da água obtida (lavagens e água do processo), de modo a conseguir-se uma poupança de água, assim como aproveitar-se as lamas resultantes, ricas em fibra de celulose, para utilizá-las como matéria-prima. Foi introduzido um regulador de consistência no processo da Ponte Redonda com o objectivo de alimentar de uma forma constante a consistência da pasta à entrada da máquina do papel proporcionando uma melhor formação da folha, devido à ligação entre fibras, na direcção máquina e direcção transversal. Esse sistema inovador é um Regulador de Consistência que vem proporcionar à máquina do papel uma alimentação em fibra mais constante. O fabrico de papel apenas a partir de fibras de celulose não permitirá obter um papel com as características desejadas para a sua utilização. Para corrigir estas deficiências, são adicionados produtos químicos para atribuir ou melhorar as propriedades dos papéis. Desta forma considerou-se interessante introduzir no processo um agente de retenção numa fase posterior à preparação da pasta e antes da chegada à máquina de papel, de forma a melhorar as características da suspensão fibrosa. Assim foi implementado um sistema cuja eficácia foi avaliada. Concluiu-se que com a sua implementação a máquina de papel apresentou melhores resultados na drenagem e na turbidez da água removida, significando uma água com menor teor de matéria suspensa e dissolvida, devido à melhor agregação das fibras dispersas na suspensão fibrosa, levando a um aumento da drenagem e consequentemente melhor eficiência das prensas e secaria. Foi também elaborado um estudo para introdução de um sistema de tratamento microbiológico em todo o processo de fabrico de papel, devido à existência de microorganismos prejudiciais ao seu fabrico. Concluiu-se que a água clarificada proveniente do flutuador apresentou qualidade aceitável para os objectivos pretendidos. No entanto, considerando a eficiência de 26,5% na remoção de sólidos suspensos será necessário mais algum tempo de utilização da água clarificada, cerca de um ano, para avaliar se esta terá algum efeito prejudicial nos equipamentos. Verificou-se que devido à existência de microrganismos em todo o processo de fabrico de papel será necessário efectuar lavagens aos tinões, tanques e circuitos com alguma regularidade, aproveitando-se as paragens do processo assim como implementar um sistema de tratamento microbiológico mais eficaz. Em resultado das medidas implementadas concluiu-se que os papéis produzidos apresentaram melhorias, tendo-se obtido melhores resultados em todos os ensaios de resistência. No papel do tipo Test-Liner destacam-se os bons resultados nos ensaios de superfície, Cobb60 e rebentamento. No caso do parâmetro do Cobb60, foi um resultado surpreendente visto que por norma este tipo de papéis reciclados não suportam este ensaio. Concluiu-se também que as medidas implementadas proporcionaram uma melhor agregação e ligação entre fibras, e melhor formação da folha na máquina do papel proporcionando aos papéis propriedades físico-mecânicas mais interessantes.The “Fábrica de Papel da Ponte Redonda” produces multi-layer bags and recycled Kraft paper. Considering the production of multi-layer bags, it is important to optimize the paper production process in order to incorporate the maximum rate of paper internally produced in the different layers of the bags. The most interesting papers produced are the Fluting and Liners type, corresponding to a production in 2010 of 4.9 thousand ton (4 thousand ton of Liners type and 0.9 thousand ton of Fluting type), which represents 90% of all the paper produced. The Liners type includes Kraft-Liner and Test Line-papers. The scope of this thesis was to control the process waters and to optimize the paper production. Therefore it was implemented a flotation unit and a system to regulate the consistency of the fibrous suspension at the entrance of the paper machine. Moreover it was studied the addition of chemicals to improve the pulp characteristics and a microbiological treatment. To assess whether the measures implemented would have a positive impact on the quality of these two types of papers, the work was developed in two phases: the first involved the introduction of a flotation system and a control system for the pulp consistency, as well as the selection of chemicals to add to the process. The second phase was to evaluate the effect of these measures on the characteristics of the paper produced. For this purpose two types of paper with different grammage were chosen, namely Test-Liner of 80 g/m2 and Fluting of 110 g/m2. A flotation system was implemented with the aim of treating part of the process water for recycling, contributing to water saving, and recovery of the resulting sludge, which is rich in cellulose fiber and can be reused as raw material. It was introduced a regulator of consistency in the Ponte Redonda process in order to feed a steadily consistency of the pulp at the entrance of the paper machine providing a better sheet formation because of the link between fibers in the machine direction and transverse direction. The paper production only from cellulose fibers will not get a paper with the desired characteristics. To improve the paper characteristics it is necessary to add several types of chemicals to the pulp in order to give better characteristics to the fibrous suspension. Therefore it was introduced in the process, just before the paper machine, a retention agent, whose effectiveness has been evaluated. It was concluded that better results in drainage and water turbidity were obtained, leading to an increased drainage and therefore better efficiency in the presses and drying processes. A study was also made to introduce an innovative system for microbiological treatment of the pulp and of the whole paper production process. It was concluded that the clarified water from the flotation system had acceptable quality, reaching the expected goals. However considering the 26,5% efficiency removal of suspended solids it appears it will take some time, about a year, to assess whether this may produce any harmful effect on the equipment. It was verified that due to the existence of microorganisms in the whole production process it will be necessary to wash the pulp tanks, water process tanks and circuits on a regular basis, taking advantage of the production process stops, and also implement a more effective microbiological treatment system As a result of the measures implemented it was concluded that the papers achieved improvements, namely in all strength tests. In the paper type Test-Liner stands out good results in tests of surface and burst. In cobb60 parameter the results were surprising as normally this type of recycled papers do no support this test. It was also concluded that the measures implemented have provided a better link and aggregation between fibers, and also a better sheet formation in the paper machine providing papers with physical properties more interesting