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http://hdl.handle.net/10773/30115
Título: | Remoção de cinzas e cálcio da pasta solúvel através de processos com lavagem ácida |
Autor: | Ferreira, Guilherme José Rosa |
Orientador: | Freitas, Francisco Avelino Ângelo, Pedro Miguel Ramos |
Palavras-chave: | Cinzas Cálcio Viscosidade Limitante Lavagem Ácida Pasta Solúvel Bissulfito de Magnésio Viscose |
Data de Defesa: | Dez-2019 |
Resumo: | A pasta solúvel é um tipo de pasta celulósica de elevada pureza (90 a 98
%) utilizada no fabrico de vários derivados como a viscose, acetatos, nitratos e
éteres de celulose. A crescente procura por produtos de origem natural,
renováveis e biodegradáveis aliada à escassez, e subsequente subida de preço,
de matérias competidoras como o algodão e os combustíveis fósseis faz da pasta
solúvel uma alternativa cada vez mais atrativa. A CAIMA – Indústria de Celulose
S.A. em resposta a esta tendência de mercado decidiu especializar-se e desde
2015 é única em Portugal na produção de pasta solúvel, através do processo ao
sulfito com branqueamento TCF (Totally Chlorine Free) para o mercado com foco
especial no fabrico de viscose.
Dois dos parâmetros de qualidade mais importantes da pasta com este
destino são o teor de cinzas e cálcio uma vez que originam problemas de
incrustações a jusante do processo devido à natureza dos equipamentos
utilizados. Assim, este será o objeto de estudo deste trabalho.
A lavagem ácida pode ser utilizada na remoção de cinzas e cálcio e
atualmente esta é realizada no último andar de lavagem antes do branqueamento
com as condições processuais 𝑝𝐻=1,9, 𝑇=50 °C e 𝜏=5 min. A CAIMA pretende
otimizar e remodelar o processo de lavagem ácida e para isso foram analisados
experimentalmente os efeitos de lavagens ácidas com diferentes condições
processuais na pasta retirada da prensa DPA-921. Desde modo variou-se o
tempo de residência, 𝜏, de 0 a 120 minutos, o 𝑝𝐻 de 1,5 a 3,0 e a temperatura, 𝑇,
de 50 a 90 °C.
Concluiu-se que, dependendo do objetivo primário, as condições ótimas de
operação variam. Se o objetivo for minimizar o teor em cinzas, pode-se tanto
diminuir o 𝑝𝐻 para 1,5 (mantendo 𝜏 e 𝑇 a 60 min e 50 °C) como aumentar a
temperatura para 70 °C (mantendo 𝑝𝐻 e 𝜏 a 2,0 e 60 min respetivamente). Por
outro lado, se se pretender minimizar o teor de cálcio a maneira mais eficaz é
diminuir o 𝑝𝐻 para 1,5 (mantendo 𝜏 e 𝑇 a 60 min e 50 °C). Porém é necessário
ter atenção que estas condições são as mais agressivas em termos da
degradação da celulose.
Finalmente, através do estudo da propagação de cálcio no cozimento foi
possível concluir que a adição do estágio de lavagem ácida aumenta
drasticamente a versatilidade da fábrica permitindo duplicar o teor máximo de
cálcio da estilha à entrada de 802 para 1668 mg/kgpasta seca. Dissolving pulp is a high purity (90 a 98 %) cellulose pulp used in the production of several cellulose derivatives such as viscose, acetates, nitrates and ethers. The growing demand for natural, renewable and biodegradable products associated with the shortage, and subsequent rise in price, of competing materials like cotton and petroleum makes dissolving pulp an increasingly attractive alternative. In response to this trend CAIMA – Indústria de Celulose S.A. decided to specialize and since 2015 it’s unrivalled, in Portugal, in the production of dissolving pulp through the sulphite pulping process with TCF (Totally Chlorine Free) bleaching with focus on the viscose market. Two of the most important parameters of pulp for this purpose are ash and calcium content since they originate accumulation problems downstream of the process due to the nature of the used equipment. For this reason, this will be the focus of the thesis. Acid washing can be used in order to remove ash and calcium and is currently done in the last washing step, before bleaching, with 𝑝𝐻=1,9, 𝑇=50 °C e 𝜏=5 min. CAIMA aims to optimize and remodel the acid washing process and in order to do that the effects of the change of the different process variables were experimentally analysed on the pulp withdrawed from the DPA-921 press. The residence time, 𝜏, was varied from 0 to 120 minutes, the 𝑝𝐻, from 1,5 to 3,0 and the temperature, 𝑇, from 50 to 90 °C. It was concluded that, depending on the primary goal, the optimal operation conditions vary. If the objective is to minimize the ash content, the 𝑝𝐻 can be reduced to 1,5 (maintaining the 𝜏 and 𝑇 at 60 min and 50 °C) or the temperature can be set at 70 °C (maintaining the 𝑝𝐻 and 𝜏 at 2,0 and 60 min respectively). On the other hand, if it’s intended to minimize the calcium content the most effective way is to drop the 𝑝𝐻 to 1,5 (maintaining the 𝜏 and 𝑇 at 60 min and 50 °C). Although it is required to be cautious because these are the most aggressive conditions in terms of cellulose degradation. Finally, with the calcium propagation through the cooking study, it was possible to conclude that the acid wash step drastically improves the versatility of the factory doubling the maximum calcium content of the wood in the beginning of the process from 802 to 1668 mg/kgdry pulp. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/30115 |
Aparece nas coleções: | UA - Dissertações de mestrado DQ - Dissertações de mestrado |
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