Controlo dos parâmetros de qualidade da pasta solúvel

Abstract

A pasta solúvel é um tipo de pasta celulósica usada na produção de inúmeros derivados celulósicos tais como a celulose regenerada ou viscose, acetatos, éteres e ésteres de celulose. Devido à escassez e, consequente, subida abrupta do preço do algodão nos mercados internacionais, o interesse da produção de viscose a partir de pasta solúvel de espécies madeireiras cresceu substancialmente. A Caima – Indústria de Celulose S.A. é uma das poucas fábricas europeias e única em Portugal a produzir pasta solúvel, sendo esta atualmente destinada de forma exclusiva à produção de viscose. O processo de produção da pasta compreende um cozimento ao sulfito da espécie E. globulus e uma sequência de branqueamento totalmente isenta de cloro (Total Chlorine Free (TCF)), sendo esta E-O-P (extração alcalina – oxigénio - peróxido de hidrogénio). Neste trabalho, pretende-se estudar os perfis dos diferentes parâmetros de qualidade da pasta solúvel (α-celulose, resistências alcalinas a 10% e 18% de NaOH (R10 e R18), teor de pentosanas, índice kappa (IK) e viscosidade intrínseca), desde o término do cozimento (DPA-928) até à máquina de tiragem, bem como perceber quais as relações que estes parâmetros apresentam entre si e quais as variáveis processuais que, de forma expressiva, os favorecem ou prejudicam. Para tal, foram efetuados dois tipos de análise multivariável, uma análise PCA e análises PLS, a uma base de dados construída a partir dos valores registados pela empresa e representativa dos meses Setembro de 2015 a Abril de 2016. No final verificou-se que à exceção da queda de viscosidade, maiores cargas de NaOH são favoráveis (sendo essa contribuição mais expressiva no estágio E), recurso a maiores toneladas de ácido de cozimento, por sua vez associado a hidromódulos maiores, é prejudicial à α-celulose, ao R10 e ao R18 e que, essencialmente no estágio P, maiores cargas de H2O2 prejudicam os valores de α-celulose e R10 finais, favorecendo o decréscimo da viscosidade. Quantitativamente a base de dados alvo desta análise compreende intervalos na ordem de 3,60 a 4,24 para o hidromódulo de cozimento, 140 a 180 toneladas de ácido utilizado por cozimento, 48 a 65 e 5,5 a 8 kg.ton-1 de NaOH no estágio E e no estágio P respetivamente, 0 a 3 e 18 a 24 kg.ton-1 de H2O2 também no estágio E e no estágio P respetivamente. Para o IK, contrariamente aos restantes parâmetros de qualidade, não foi possível retirar qualquer conclusão devido à variabilidade reduzida que apresenta.

Dissolving pulp is a kind of cellulosic pulp used in the production of multiple cellulose derivatives such as regenerated celulose or viscose, acetates, ethers and extremely pure cellulose esters. Due to the scarcity and the consequent sharp rise of cotton prices in the international markets, the interest of viscose production from dissolving pulp grown substantially. Caima – Indústria de Celulose S.A. is one of the few European and single industries in Portugal that produce dissolving pulp, which is currently intended exclusively for the production of viscose. The pulp production process comprises a sulfite cooking of E. globulus specie and a bleaching sequence totally chlorine-free (Total Chlorine Free (TCF)), which is E-O-P (alkaline extraction - oxygen - hydrogen peroxide). The aims of this work are study the different quality parameters (α-cellulose, R10, R18, pentosans content, kappa number and intrinsic viscosity) profiles since the end of cooking (DPA-928) to the obtainment of final sheet, there relationships between each other and what are the most important process variables that benefit or prejudice them. For that, were realized two types of multivariate analysis, PCA analysis and PLS analysis, from a constructed and representative database of the months of September 2015 to April 2016. At the end was found that except for the viscosity loss, high loads of NaOH are favorable (with more impact in E stage), use of larger tons of cooking acid is harmful to the α-cellulose content, R10 and R18, and that higher loadings of H2O2 prejudice the final values of α-cellulose and R10 (with expression in different stages) but benefit, in the P stage, the decrease in viscosity. Quantitatively the database that was object of this analysis comprised ranges of 3,60 to 4,24 for cooking hydromodule, 140 to 180 tons of cooking acid, 48 to 65 and 5,5 to 8 kg.ton-1 of NaOH at stage E and stage P respectively, 0 to 3 e 18 to 24 kg.ton-1 of H2O2 also at stage E and stage P respectively. For kappa number it was not possible to draw conclusions due to reduced variability it had present.