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Fabricação de Celulose

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Preparo da madeira

2.1 Pátio de madeira

Devem ser levados em consideração alguns critérios com relação à localização do pátio de madeira, que são: 

próximo à fábrica, para evitar intermediário;

transporte

local de fácil acesso;

local com grande área disponível;

local com fácil drenagem;

local com abundância de sol.

2.2 Características da madeira para a produção de cavacos As toras que chegam à fábrica devem ser retas, com mínima quantidade de nós, os galhos devem ser cortados rentem para não ficar saliências, e o tronco não poderá ter sinais de corte provocados por ferramentas usadas no desgalhamento. As toras devem estar isentas de terra, pregos ou quaisquer materiais estranhos.

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2.3 Unidade de medida da madeira Normalmente a medida é feita por volume ou por peso.

Figura 1 – Pátio de madeira (Fonte: Metso Paper, 2005)

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É o local onde a madeira é recebida, medida, pesada, selecionada, estocada e preparada para abastecimento dos setores de produção de celulose e pasta mecânica, e também para suprimento de casca e cavaco às caldeiras de força (Figura 1).(11)


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2.3.1 Unidade de volume 

estéreo (st) – é uma medida de volume aparente, em função do espaço ocupado por uma pilha de madeira de 1,0 m x 1,0 m x 1,0 m, com a madeira disposta paralelamente uma às outras e sobrepostas; metro cúbico (m3) – é uma medida de volume real em função do espaço ocupado por uma porção compacta de madeira com 1,0 m x1,0 m x 1,0 m, é usada para madeiras com grandes dimensões de diâmetro e comprimento; representa o volume sólido real.

2.4 “Lay-out” do pátio de preparação de madeiras O “lay-out” de um pátio de madeira deve levar em consideração uma série de fatores, tais como:(11) 

forma na qual a madeira é recebida;

meio, volume e freqüência de fornecimento;

tipo e número de espécies;

preparação da madeira requerida;

meio escolhido para manuseio do resíduo;

área disponível e sua topografia.

Fator de conversão(7)

Nesse sentido, há necessidade de um projeto específico para cada instalação, de modo a permitir uma maior flexibilidade nas operações.(11)

1 st = 0,75 m3 de madeira compactada

Os principais tipos de pátio de madeira podem ser classificados como:

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1 st = 580 Kg de madeira seca sem casca

recebimento de toras e estocagem em forma de toras e/ ou cavacos,

recebimento de cavacos e estocagem de

1 st = 2,35 m de cavacos 3

1 st = 3,5 árvores

cavacos.

2.3.2 Unidade de massa 

tonelada (t) – equivale a 1000 Kg

quilograma (Kg) – é usada para pequenas medidas.

2.5 Fluxograma das operações de preparação da madeira antes da polpação

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A madeira pode ser recebida na fábrica, em forma de cavacos e toras. O transporte da região florestal até a fábrica é feito por diversos meios, tais como: ferroviário, fluvial e principalmente rodoviário. As toras podem ser descarregadas do vagão ou caminhão por guindastes com garra hidráulica (grua), que se ajusta ao redor das toras e levanta toda a carga.


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Floresta Estocagem Vapor

Corte de Toras Descascador

Casca

Queima

Limpeza Estocagem

Polpa Mecânica

Picagem Repicagem

Classificação

Finos Polpa de Alto Rendimento

Estocagem Polpa Química ou Semi-Química

Figura 2 - Operações de preparo de madeira 77

submetida a uma série de operações, conforme é mostrado na Figura 2, com o objetivo de fornecer a madeira na forma e pureza desejadas, e em quantidade suficiente e constante.

2.5.1 Recepção da madeira A recepção da madeira é feita com o objetivo de:(7) 

conhecer a procedência da madeira;

selecionar a madeira;

medir a madeira com relação ao peso e volume;

destinar a madeira ao pátio;

controlar a entrada, o consumo e a saída de madeira.

São feitas algumas análises na madeira que chega à fábrica com o objetivo de verificar se a mesma está dentro do padrão de qualidade necessário na fabricação de pasta e papel. São elas: 

densidade aparente;

densidade básica;

densidade absoluta;

comprimento médio;

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Após chegada à fábrica, a madeira pode ser processada imediatamente ou, então, ser mantida em estoque para utilização futura. Mas antes de ser enviada ao processo de polpação, é


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diâmetro médio;

umidade;

fator de empilhamento;

teor de cerne;

teor de casca.

2.5.2 Estocagem da madeira Após o recebimento, a madeira, que não tem consumo direto, é estocada para o processo. A madeira pode ser estocada em pilhas, em forma de toras com casca, e em forma de cavacos de silos ou montes. 78

Como regra geral; “A madeira deve permanecer em estoque o menor tempo possível”. A estocagem da madeira, tanto em forma de cavacos como em toras, vem a ser prejudicial quando por um período superior a oito semanas.(7)

A estocagem das toras é feita em forma de pilhas (Figura 3). As pilhas são feitas com o comprimento desejado e uma altura máxima de 3 m, com a cabeceira feita com a própria madeira, só que trançada proporcionando equilíbrio, facilidade de empilhamento e aproveitamento de espaço. Entre as pilhas deve haver um espaço para permitir ventilação e acesso, e essas deverão ser dispostas de tal forma que recebam sol a maior parte do dia para sua maior conservação no estoque.(10)

Fator de empilhamento É o número de estéreo necessário para formar 1m3 de madeira compactada. É a relação entre st e o m3, ou seja, entre o volume aparente de uma pilha de madeira e seu respectivo volume real.(7) Fe = st/m3 ou fe = db/dap Onde: fe = fator de empilhamento st = estéreo m3 = metro cúbico db = densidade básica dap = densidade aparente O fator de empilhamento é de grande importância para o cálculo do rendimento no custo do papel (st madeira / t. celulose).

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Figura 3 - Estocagem da madeira (Fonte: Demuth, 2005)


irregularidade das toras;

compactação da pilha;

comprimento e diâmetro das toras – quanto maior forem o diâmetro e o comprimento, menores serão os espaços vazios;

quantidade de casca nas toras – o volume sólido efetivo para a fabricação de polpa é a madeira sem casca;

dimensões do “standard” onde a madeira é empilhada – quanto maiores forem a altura e o comprimento, maior será o volume sólido da madeira.

informando o setor de compras. Também é feito o controle do destino de cada carga que sai do pátio para facilitar o cálculo do custo industrial.

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Elementos que interferem no fator de empilhamento(7)

2.5.3 Corte As toras que serão descascadas são transportadas para uma mesa de serra do tipo mesa de corte montada em 3 seções. A primeira seção é recepção (Figura 4), a segunda é alinhamento, e a terceira é o corte (Figura 5) das toras que estão muito compridas. As toras são cortadas por serras circulares até

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Proteção contra incêndio em pátios de madeira A estocagem deve estar no mínimo 8 m de prédios, 10 m de campos, e 12 m de florestas, e os blocos de pilhas devem ser separados por uma distância de 4 a 6 m, formando-se uma rua, por onde deve passar uma rede de hidrantes.

Figura 4 - Recepção das toras

O tempo de permanência de cada pilha no pátio é controlado através de placas para que seja possível manter um rodízio constante e perfeito. Faz-se, então, o controle da quantidade de matéria–prima, por espécie disponível,

Figura 5 - Alinhamento e corte das toras longas (Fonte: Cossette, 1991,p.64)

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Principais controles da madeira em estoque


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atingirem os comprimentos requeridos para os descascadores ou picadores.(5)

energia necessária para separar as partes externas (casca) e internas da madeira, varia conforme a espécie, estação do ano e condições de estocagem anterior ao descascamento (toras muito secas dificultam a operação);

espécie da madeira: as coníferas descascam mais facilmente que as folhosas, em função do grau de adesão da casca ser menor;

estação do ano em que a madeira é cortada: a melhor época é primavera e verão, quando a atividade do câmbio é mais intensa, a árvore perde a casca mais facilmente.

2.5.4 Descascamento da madeira A madeira a ser utilizada para a produção de celulose geralmente é descascada, pois a casca, além de possuir fibras utilizáveis em uma quantidade relativamente pequena, consome maior quantidade de reagentes na polpação e no branqueamento. Diminui o rendimento em celulose (produtividade por carga de digestor), torna mais difícil a lavagem e peneiração, além de afetar negativamente as propriedades físicas do produto, e aumentar o teor de sujeira na pasta.(10)

Os equipamentos mais comuns são os descascadores de:(11)

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Fatores que afetam o descascamento A eficiência de descascamento desejada é de 95% a 100%, porém, a facilidade da remoção da casca depende de algumas variáveis, que são:(10) 

forma ou geometria superficial da madeira: quando possui uma forma tortuosa, superfície com rachaduras, tocos provenientes de galhos, o descascamento torna-se muito difícil ou até mesmo impossível, pois o processo empregado para a remoção das cascas é, na maioria das vezes, por atrito entre toras, e entre toras e superfícies metálicas;

tambor (“drum barker”);

bolsa (“pocket barker”);

anel (“ring barker”);

corte (“cutter head barker”);

hidráulico (“hydraulic barker”);

faca (“knife barker”).

a) Descascador de tambor

É o tipo mais utilizado. Nesse descascador (Figura 6), a madeira é alimentada, continuamente, em um tambor cilíndrico rotatório com ranhuras

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uma alimentação regular e uniforme, que é feita por uma comporta que fecha a saída, e o tempo de descascamento pode ser regulado pelo carregamento mais lento ou mais rápido. A alimentação excessiva tem como resultado toras semidescascadas, enquanto o fluxo de toras muito lento causa quebras e perdas do

As dimensões dos tambores podem variar de 2,5 a 5,5 m no diâmetro, e de 7,0 a 35,0 m de comprimento.(11)

Figura 6 - Descascador de tambor (Fonte: Metso Paper, 2005)

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(Figura 7) para permitir a saída de cascas. Os cilindros são, usualmente, inclinados, e giram vagarosamente, o que produz o impacto entre toras, ocasionando a remoção da casca. A parede interna (Figura 8) é provida de saliências metálicas, na forma de placas ou barras de metal, que auxiliam no processo de remoção das cascas. Os tambores podem ser operados ou não com a inclusão de jatos de água, que visam à limpeza da madeira, e auxiliam a remoção da casca. Porém, quando a casca é utilizada como combustível na caldeira, o descascamento é feito a seco, esse procedimento mantém a casca menos úmida e evita o uso de uma prensa de desaguamento antes da queima.

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O diâmetro dos tambores é selecionado em função do comprimento das toras. Com um descascador de 5,0 m de diâmetro e 20,0 m de comprimento, consegue-se descascar cerca de 320 estéreos/ha de eucalipto e cerca de 450 estéreos/ha de pinho.

As toras são retidas no interior do descascador por um tempo suficiente para que a casca seja removida. O tempo de retenção é proporcional ao volume físico do tambor, que normalmente é de 50 a 60% do nível total, na extremidade do descascador (8) . Para manter o tempo de retenção correto é muito importante à estabilização do nível do tambor através de

Figura 7 - Dispositivos para saída de cascas

Figura 8 - Saliências metálicas

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O descascador possui dois anéis que estão apoiados sobre quatro roletes, sendo seu acionamento central através de coroa e pinhão.


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material lenhoso. As toras excessivamente compridas apresentam uma tendência ao alinhamento, reduzindo a força de impacto necessária para o eficiente desprendimento da casca. As toras muito curtas tombam com grande facilidade, sofrendo um excessivo desgaste em suas pontas. A produtividade varia com a dimensão do equipamento, com o modo de alimentação e com o grau de descascamento requerido pela fábrica. Como esse equipamento representa um investimento substancial, a aplicação do mesmo restringe-se às indústrias de produção contínua e, portanto, de grande porte.

A ação de descascamento no descascador de bolsa é menos enérgica que no descascador de tambor, o que causa uma perda menor de substância lenhosa, além de afetar menos a qualidade da madeira. Embora esse equipamento possa ser projetado para operação contínua, a maioria dos trabalhos são feitos em regime descontínuo. A produtividade depende, principalmente, das dimensões da bolsa, do diâmetro e do modo de alimentação da madeira, bem como do grau de descascamento definido pela fábrica.(11) O tempo necessário para complementação das operações de carga, descascamento e descarga de uma batelada pode variar de 20 a 75 min.

b) Descascador de bolsa c) Descascador de anel

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É uma máquina que remove a casca da madeira pelo atrito e rotação gradual da massa de madeira, isto é, uma correia dentada acionada por motor elétrico e uma correia “V” forçam o

Nesse equipamento, a madeira é alimentada axialmente no centro de um anel rotatório, em cuja periferia estão dispostas, eqüiespaçadamente,

rolamento das toras de madeira umas sobre as outras. Com o atrito, a casca vai se soltando, e por gravidade caem por aberturas na base do descascador. Pode-se operar com a introdução ou não de jatos de água ou de vapor para facilitar o amolecimento da casca. Na utilização do jato de vapor, há o inconveniente de se instalar uma linha própria de vapor (caso o descascador esteja distante da fábrica), e sua manutenção sempre encarece o método. Geralmente, constrói-se o descascador de bolsa para um tamanho pré-fixado de toras, variando na faixa SENAI - CETCEP

de 1,3 a 5,3 m.(11)

Figura 9 - Descascador de anel (Fonte: Adaptado de Lima, 1988, p.152)


Esse equipamento pode ser acionado por motor elétrico ou a gasolina, e requer de 15 a 45 KW, para uma capacidade que varia entre 1,3 a 12,0 m3/h.

O descascador de anel pode ser estacionário ou móvel, o que permite seu transporte por tratores ou caminhões, sendo, portanto, mais indicado para operações na floresta. A produtividade desse equipamento é influenciada por diversos fatores, tais como diâmetro e espécie de madeira, velocidade e tipo de alimentação. O princípio do descascamento e as etapas do mesmo são mostrados na Figura 9.

Exige um investimento relativamente baixo de capital, mas por outro lado, necessita de elevada mão-de-obra.

A Figura 10 mostra um descascador de anel.

e) Descascador hidráulico

Nesse processo, desenvolvido alguns anos antes da 2ª Guerra Mundial, as toras são descascadas pelo emprego de um jato de água de alta pressão dirigido sobre a superfície das toras. A fim de minimizar um eventual efeito corrosivo sobre as partes metálicas do equipamento, a água utilizada no descascamento deve possuir somente uma reduzida quantidade de sais dissolvidos. Recomenda-se, ainda, sua filtração para eliminar areia e outras partículas em suspensão que possam causar dano mecânico ao equipamento.(11)

Figura 10 - Foto de um descascador de anel (Fonte: Demuth, 2005)

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facas e raspadeiras. Ambas, em ação conjunta, removem a casca. A saída da casca ocorre por ação de um ventilador instalado nas faces do anel.(11)

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A quantidade de água requerida varia de 1500 a 6000 L/min e são necessários 400 a 1600 hp para conseguir as elevadas pressões exigidas, que são cerca de 25 a 110 Kgf/cm2.(14)

No descascador de corte, a casca é removida pela ação de um cilindro provido de lâminas cortantes, montado de modo que seu eixo de rotação esteja paralelo ao eixo longitudinal da tora de madeira. Durante o descascamento, a madeira move-se em espirais.(11)

Figura 11 - Descascador hidráulico

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d) Descascador de corte


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A eficiência do descascamento e o consumo de energia dependem, fundamentalmente, do estado da madeira, da espessura e comprimento das toras, proporção de casca e condições locais.

A Tabela 1 mostra uma comparação geral dos descascadores apresentados anteriormente.

2.5.5 Utilização das cascas

O uso desse equipamento tem sido observado, principalmente, na costa oeste da América do Norte, onde são comuns árvores com grande diâmetro e casca muito espessa. Um esquema de descascador hidráulico é mostrado na Figura 11.

Se a madeira é descascada na floresta, a casca (Figura 12) irá permanecer lá, enriquecendo, assim, o solo pela formação do húmus. As indústrias de celulose que realizam o descascamento em suas instalações se defrontam com um problema adicional, o que fazer com o grande volume de cascas gerado, já que a casca constitui de 10 a 20% da madeira total.(11)

f) Fatores importantes para a seleção dos equipamentos

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Atualmente, e principalmente devido à crise enérgica, as fábricas estão utilizando as cascas como combustível em suas caldeiras para a geração do vapor necessário ao processo.

Várias técnicas têm sido desenvolvidas para a remoção de cascas e, portanto, deram origem a diversos tipos de equipamentos. Para a seleção destes, devem-se levar em consideração os seguintes fatores:(15) 

volume de madeira a ser descascada;

disponibilidade de mão-de-obra e de energia;

custos de equipamentos e de instalação;

custos de operação;

eficiência do descascamento.

O poder calorífico desse combustível é influenciado, logicamente, pelo seu teor de umidade que, por sua vez, depende da quantidade de água utilizada durante o processo de descascamento. As cascas de eucalipto (base seca) apresentam um calor calorífico da ordem de 4000 Kcal/Kg.(11)

Tabela 1 - Comparação entre os descascadores citados

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Descascadores

Energia Requerida

Custos de Investimento

Quantidade de Mão-de-Obra

Eficiência de Descascamento

Custos de Manutenção

Volume de Madeira

de Tambor

alta

alto

baixa

até 80%

altos

elevado

de Bolsa

baixa

baixo

moderada

85-90%

moderado

baixo

de Anel

moderada

baixo

alta

95-100%

moderados

baixo

de Corte

moderada

baixo

alta

95-100%

moderados

baixo

Hidráulico

moderada

moderado

baixa

95-100%

moderados

elevado


Fabricação de Celulose Figura 12 - Cascas das madeiras Figura 13 - Lavagem das toras sob alta pressão (Fonte: Okte, 2005)

A eficiência de lavagem da madeira auxilia na redução de materiais abrasivos aumentando a vida útil das facas do picador.

2.5.6 Lavagem das toras

2.5.7 Picagem

Logo depois do descascamento, as toras devem ser lavadas para eliminar diversas impurezas, como barro, areia, etc(3). Essa operação pode ocorrer durante o transporte das mesmas ou logo na saída do descascador (Figura 13). Normalmente usa-se água não tratada ou, então, água recuperada da fábrica de papel. As toras descascadas e limpas podem ser utilizadas

O objetivo da picagem é reduzir toras a fragmentos, cujo tamanho facilite a penetração do licor de cozimento dos processos químicos e semiquímicos garantindo, dessa maneira, uma deslignificação uniforme, além de conseguir uma boa acomodação no interior do digestor (Figura 14)(11). Na fabricação de pastas mecânicas em desfibrador, os cavacos permitem um desfibramento mais uniforme, como também, um pré-aquecimento uniforme de madeira, garantindo uma obtenção de fibras menos danificadas.

inteiras, como por exemplo, na fabricação de pasta mecânica convencional ou então, transformada em cavacos, como é o caso de pastas químicas e pastas mecânicas produzidas em desfibrador.

Para entrar no cone de alimentação do picador, as toras grandes demais devem ser cortadas previamente. (11)

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Quando o processo de descascamento for a úmido, recomenda-se, para a queima da casca, uma diminuição prévia do teor de água do material, o que pode ser alcançado por meio de prensas ou por uma secagem empregando-se os gases de exaustão das caldeiras.


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O preparo de cavacos é uma operação importante, porque dela depende a qualidade final da pasta. Os cavacos danificados produzem pastas e papel de baixa qualidade. Antes dos picadores há um detector de metais para evitar queda de material metálico no equipamento, o que, certamente, provocaria danos no mesmo.(6) Um outro fator de grande importância é a uniformidade de cavacos quanto ao tamanho. Quando submetidos a um mesmo tratamento químico ou físico, os cavacos super dimensionados divergem em comportamento dos cavacos muito pequenos. A qualidade dos cavacos afeta diversos aspectos da produção de polpa, entre os quais podemos citar:(6)

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compactação no digestor;

tempo de cozimento;

rendimento da polpação;

quantidade de nós e rejeitos da depuração;

energia consumida pelo repicador e desgaste dos discos de refino;

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Figura 14 - Detalhe do picador (Fonte: Adaptado de Fuller, 1983, p.1301)

circuito de recuperação;

qualidade da polpa;

custos operacionais.

Principais parâmetros que definem a qualidade dos cavacos Os principais parâmetros que definem a qualidade dos cavacos são:(6) 

comprimento dos cavacos: uniformidade, com valor médio usualmente entre 20 e 25 mm;

espessura dos cavacos: mínima quantidade de cavacos com menos de 2 ou com mais de 8 mm, valor usual entre 4 e 6 mm;

finos e cavacos super dimensionados: quantidades tão reduzidas quanto possível de finos, oversize e palitos;

cavacos danificados: quantidade mínima, particularmente importante no processo sulfito;

conteúdo de impurezas: quantidades tão reduzidas quanto possível, tais como areia pedras, metais, etc.;

conteúdo de casca: reduzido a níveis compatíveis com o processo e os equipamentos de depuração disponíveis na instalação;

densidade dos cavacos: tão uniforme quanto possível;

umidade dos cavacos: uniforme;


Os fatores mais importantes referentes ao picador que afetam a qualidade dos cavacos são:(11) 

direção e velocidade da tora que entra no picador;

ângulos de corte das facas;

velocidade de corte (sendo alta – produção alta, grandes quantidades de finos);

troca constante de facas.

Classificação dos picadores para fábrica de celulose Quanto à alimentação:(19) 

por gravidade: calha de alimentação não paralela ao eixo;

horizontal: calha de alimentação horizontal ao eixo do picador;

quanto ao tipo de descarga;

por gravidade: o picador é montado sobre um transportador;

por sopragem: o cavaco cai para o fundo do picador e é expulso através do deslocamento de ar, promovido por placas no disco ou no tambor.

Quanto ao tipo de construção: 

tambor: a peça suporte das facas tem forma cilíndrica;

disco: a peça suporte das facas tem forma de disco.

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forma dos cavacos: afeta o grau de compactação e consequentemente a capacidade de produção do digestor.

Quanto ao tipo de facas: 

planas;

côncavas.

Existem basicamente dois tipos de picadores: de disco com múltiplas facas e de tambor, conforme mostra tabela 2. Tabela 2 - Descrição e dimensões dos picadores Equipamentos

Descrição

Dimensões

Disco

Disco plano com facas montadas radialmente

0.90 m a 3,6 m; 3 a 15 facas; 50 a 1000 HP

Tambor

Segmentos afiados montados num cilindro

0.90 m a 1,2 m; 12 a 50 facas; 50 a 500 HP

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(Fonte: Fuller, 1983,p.120)

Picador de Disco Pode-se dizer que esse é o modelo mais utilizado. As toras são transportadas por esteiras, e um alimentador com rolos dentados, e velocidade variável, leva as toras à boca do picador que recebe a madeira através de uma calha em “V” que forma um ângulo de 35 a 45º com o disco de facas.(11) Essa alimentação pode ser feita por gravidade, e deve ser regular e uniforme, objetivando a obtenção de cavacos de boa qualidade bem como menores perdas com finos e oversizes (rejeitos). Esse tipo de

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alimentação é preferido para toras de tamanho menor, as toras maiores são introduzidas horizontalmente. Um corte do picador de discos é mostrado na Figura 15. O disco tem um diâmetro que varia de 70 a 450 cm, montado sobre um eixo e condicionado dentro de uma carcaça, podendo ser equipado com 3, 8, 10, 12, e, às vezes, com 16 ou mais facas, com as lâminas levemente salientes. Existem dois sistemas de frenagem, um intermitente para troca de facas e o de emergência. Durante a troca de facas, é utilizado o sistema de frenagens, pois o disco do picador se encontra desbalanceado, e tende a girar se não for acionado o freio(6). O disco, possui para cada faca uma respectiva fenda que permite o escoamento de cavacos recém formados para fora da carcaça. Esse

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Figura 16 - Rotor do picador de disco (Fonte: Demuth, 2003)

escoamento pode ser feito por sopragem provocada por aletas. O ajuste das facas permite regular o tamanho dos cavacos. A Figura 16 mostra um rotor de um picador de discos.

a) Descrição de um picador de disco O picador constitui-se dos seguintes elementos:(10)

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Figura 15 - Corte de um picador de discos (Fonte: Adaptado de Cossette, 1991, p.49)

calha: inclinada ou horizontal para madeira roliça, com fundo liso, reto ou plano, para madeira de aspecto retangular e com fundo misto, para todos os aspectos da madeira. Aspecto da calha de alimentação –10 a 31 1/2’’, variam de acordo com a necessidade. Essa abertura deve ser de 90% ou menos do comprimento da faca, por questão de segurança do equipamento;

contrafaca: é uma peça de aço posicionada no final da calha de alimentação, onde a madeira se apóia para ser cortada. Tem por finalidade suportar a madeira durante o corte, para evitar avarias na calha de alimentação, pois sua substituição é bem mais fácil que a de uma calha.


a vivacidade da aresta para o interior do picador: a aresta deve formar um ângulo do ± 90o com a superfície da faca, caso isso não seja observado, as fibras serão arrancadas, ao invés de cortadas, formando fitas na parte próxima à contrafaca;

saliência da aresta para o interior do picador: a contrafaca deve ser saliente em relação à linha reta da calha de alimentação, para o interior do picador, isso pode ser regulado pelos assentos inferior e superior;

mesma altura do fundo da calha: para não dificultar a entrada da madeira e causar entupimentos.

A faca é o elemento cortante do picador. A qualidade do cavaco depende, em grande parte, da faca. Quando a faca perde o fio: 

o corte deixa de ser perfeito, produzindo cavacos de tamanho irregular;

aumenta o teor de cavacos pequenos e finos.

A Figura 17 mostra algumas facas usadas no picador. O calor desenvolvido pela atuação da faca sobre a madeira faz perder o grau de afiação. Portanto, as facas destes picadores requerem freqüente troca para afiação. Na afiação devem ser removidos todos os tipos de defeitos, principalmente dos dentes e partes tortas. Essa freqüência varia de acordo com a espécie, densidade da madeira que está sendo picada, bem como do regime de trabalho a que são submetidas. Geralmente, faz-se uma afiação do jogo de facas após um período de 8 a 10 horas de operação. A afiação causa superaquecimento na lâmina, tornando-a endurecida e quebradiça, reduzindo a sua vida útil. Ao ser afiada ou retificada, as facas perdem mais de 0,05 mm, devido ao desgaste e defeitos provocados por pedras, ferros e outros materiais.

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Pontos a serem observados na contrafaca:

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Com o uso de metodologias de afiação mais eficientes, reavaliação do tratamento térmico das facas e uma melhor composição do aço têm-se alcançado uma vida útil mais elevada. Com isso tem-se reduzido o número de trocas de facas, possibilitando ganhos tais como: maior disponibilidade operacional e de mão-de-obra e sensível desgaste global das facas.

Figura 17 - Facas do picador (Fonte: Demuth, 2003)

estanho – 4%

antimônio – 12%

chumbo – 84%

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A fixação das facas é feita por 4 parafusos, e o desgaste delas é compensado com o enchimento por Babit, que tem a seguinte composição:


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Folga entre faca e contrafaça Devem ser mínima, isso é, de 0,8 a 1 mm. Dessa folga vai depender a formação de tiras ou fitas na parte inferior da madeira, em contato com a contrafaca. (6)

a) Análise das variáveis do picador de disco Serão focalizados a seguir alguns dos parâmetros mais importantes quanto à picagem para a melhoria da qualidade dos cavacos.

Velocidade de corte 90

É a medida, em metro, de madeira que é picada em um minuto, sendo:

Vc = Rc . L Onde: Vc = velocidade de corte Rc = razão de corte

No caso de alimentação por gravidade e alimentação horizontal acima do eixo, a tora é picada próxima ao centro de rotação, já quando se tem alimentação horizontal abaixo do eixo a picagem ocorre na extremidade do disco. O aumento da velocidade de picagem aumenta a relação dos finos de cavacos. Por outro lado, com a redução na velocidade de picagem, há um correspondente aumento no total de cavacos mais grossos. Reduzindo-se a velocidade de corte em 30% de 34 para 24 m/s, o conteúdo dos finos é reduzido para quase a metade, de 16% para aproximadamente 9%. Contudo, a quantidade de oversize ao mesmo tempo aumenta. Um aumento da produção de oversize pode ser eliminado reduzindo-se o comprimento dos cavacos através da reciclagem, sem causar qualquer mudança significativa no conteúdo dos finos.(6) Quando a velocidade de corte é reduzida de 34 m/s para 24 m/s e o comprimento nominal dos cavacos reduzidos de 29 mm para 25 mm, as duas frações são afetadas da seguinte maneira: 

oversizes: mantém percentual de formação constante;

finos: existe um decréscimo da ordem de 38%.

L = comprimento do cavaco A velocidade de picagem em um picador de disco depende em primeiro lugar da velocidade de rotação do disco, e em segundo lugar da distância da tora ao centro do disco durante a picagem.

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Dependendo do método de alimentação, posição e forma da boca de alimentação, a tora é picada radialmente em relação ao disco rotativo em diferentes pontos.

Os palitos também diminuem com a redução da velocidade de corte, ainda que não na proporção dos finos. Conclui-se então que uma redução na velocidade de corte, juntamente com um cavaco de comprimento menor, proporcionará uma redução significativa de finos, sem qualquer aumento nos oversizes.


Razão de corte

Fabricação de Celulose

A baixa velocidade de picagem é facilmente compensada através de um aumento da quantidade de facas de corte.

Os ângulos são: 

ângulo de alimentação;

ângulo de descarga ou sucção;

ângulo de afiação;

ângulo complementar.

É o número de vezes que as facas atuam sobre a madeira, na unidade de tempo.

É mantida geralmente por um volante maciço de metal e o motor de 50 até 1500 hp. Caso tenha um teor de finos (comprimento = 0,47 cm) muito elevado, ou teor de cavacos acima de 2,6 cm, deve-se baixar o número de rpm. Geometria de picagem

Ângulo Complementar

A

Deve ser mantida próxima à recomendada pelo fabricante. Pode ser elevada de 350 a 600 rpm, dependendo da potência do motor e do número de facas.(6)

Faca

R TO

Velocidade do disco

Ângulo da faca 35º

90º Calha Segmento fixador de facas Contrafaca Linha de corte na madeira

C

91 Ângulo de sucção (pull-in) U

Figura 18 - Detalhe da picagem da madeira(Fonte: Adaptado de Fuller, 1983, p.130)

A geometria de picagem pode ser estudada ao longo ou perpendicularmente ao plano do disco.

Esses ângulos podem ser verificados na Figura 18.

No plano do disco as considerações importantes da geometria são: a posição da boca de entrada,

O ângulo de afiação da faca deve ser o menor possível. Um fator limitante é a afiação da lâmina. A afiação causa superaquecimento na lâmina, tornando-a endurecida e quebradiça, reduzindo a sua vida útil. Na prática, o ângulo de afiação é de 33o a 35o.

a forma da boca de alimentação e a posição da contrafaca em relação à faca no disco. O principal ângulo a ser considerado é o ângulo formado entre a direção das fibras e a faca do picador.

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Rc = rpm número de facas

Ângulo de alimentação E


Fabricação de Celulose 92

O ângulo de descarga deveria ser no mínimo, igual ao ângulo de sucção que depende da geometria interna do picador. O ângulo de sucção, por outro lado, varia com a posição da faca, sendo maior e próximo ao centro do disco. Na prática, o ângulo de descarga é aproximadamente 2 a 4o. Do ponto de vista da qualidade dos cavacos, o ângulo fundamental é o ângulo complementar. A obtenção de um cavaco ocorre sob a influência de uma força de corte na direção da fibra e uma força de arrancamento na direção perpendicular à direção da fibra. O ângulo complementar afeta a relação entre essas duas forças, de tal forma que, o ângulo complementar maior determina uma maior força de arrancamento do cavaco. Como a resistência de arrancamento na madeira atinge apenas um décimo da resistência ao corte na direção da fibra, é melhor dar preferência ao uso da força de arrancamento na obtenção dos cavacos.(6)

também o tamanho da boca de alimentação. A folga “C” das facas deve ser menor que 0,8 mm. Uma folga maior conduz a um aumento brusco na formação de finos.

Alimentação de toras O objetivo é alimentar as facas do picador com toras a velocidade e ângulo adequados. A alta capacidade das modernas linhas de processamento de toras exige uma alimentação simultânea de diversas toras no picador. A grande quantidade de quebras produzidas pelo descascador dificulta o controle de alimentação do picador. Na prática, dois diferentes princípios de alimentação, têm sido implementados:(6) 

alimentação horizontal de toras longas;

alimentação por gravidade de toras curtas.

O aumento do ângulo complementar serve para reduzir a energia requerida na picagem, para reduzir a espessura do cavaco em relação ao seu comprimento, e para reduzir os danos por esmagamento dos cavacos. O aspecto mais importante do ângulo de alimentação é que permite influenciar o ângulo complementar. A redução do ângulo de alimentação ocasiona aumento do ângulo complementar.

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O ângulo de alimentação deve ser o menor possível. O tamanho da boca de alimentação do picador é um fator limitante nesse caso. Reduzindo-se o ângulo de alimentação, reduz-se

Figura 19 - Picador de disco-alimentação por gravidade (Fonte, Don, 1989)


A velocidade de alimentação de toras pode ser controlada melhor no caso da alimentação horizontal, na qual as toras são transportadas por um transportador até a sua aproximação das facas. O comprimento da madeira em alimentação por gravidade deve ter limitações: 

mínimo: 25% maior que a abertura da calha;

máximo: 2,40 +/- 0,05 m quando alimentado por gravidade, e sem limite para alimentação horizontal.(6)

Os rejeitos, cavacos com tamanho superior a 2,85 cm, são provenientes do início e do fim do tronco, quando a madeira não tem assentamento adequado. A velocidade de um transportador de alimentação horizontal deve ser 10% maior que a velocidade de corte do picador. Quando a alimentação for por gravidade, deverá ter inclinação que proporcione velocidade inferior a 10% da velocidade de corte. Na alimentação por gravidade, o controle da velocidade de alimentação é baseado na relação entre as forças de gravidade e atrito, sobre as quais existe algum controle quando da seleção da geometria da calha de alimentação.(6) Normalmente, num picador de alimentação por gravidade, a força gravitacional dá às toras uma velocidade maior na entrada do disco do que a velocidade de sucção do picador.

Fabricação de Celulose

Num picador de alimentação horizontal, esse problema não é percebido, pois o transportador de alimentação pode operar na mesma velocidade da sucção do picador. Para manter o posicionamento correto das toras na boca de entrada do picador, a calha de alimentação deve manter controle suficiente das toras. Quando toras longas estão sendo picadas, esse problema normalmente não surge. Toras curtas criam problemas em ambos os tipos de métodos de alimentação, causando perda de qualidade nos cavacos e, além disso, uma redução na capacidade, particularmente no caso de alimentação horizontal. Por essa razão é quase sempre melhor separar as toras curtas do fluxo principal e picá-las em um picador próprio para toras curtas. A alimentação horizontal é mais sensível às variações na capacidade de alimentação. Assim em linhas de processamento de toras altamente automatizadas, a alimentação vertical permite a melhor alternativa.

93

O ângulo de alimentação do picador no plano horizontal conduz a cavacos de forma losangular, os quais são mecanicamente menos resistentes do que cavacos de faces paralelas. O aumento desse ângulo de alimentação aumenta a quantidade de finos formados. Com cavacos de face reta, uma melhor densidade é alcançada no digestor. Geralmente, um picador de alimentação horizontal dará um conteúdo de oversize mais baixo do que o picador de alimentação por gravidade, mas o resultado final depende muito da distribuição, do comprimento das toras e do projeto da calha de alimentação.

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A alimentação por gravidade (Figura 19), normalmente é usada para troncos de 1,5 a 3 m de comprimento, já a alimentação horizontal trabalha com troncos mais longos e normalmente possuem maior número de facas.


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Comprimento das toras/quebras

L = T x 1,4 Para ângulos inferiores a 87o:

Nos dias de hoje, quando as toras diminuem continuamente de diâmetro, a percentagem de quebras tem aumentado consideravelmente.(6) Para melhorar a picagem, as quebras podem ser separadas das toras inteiras antes de entrar no picador. A picagem separada dos pedaços de toras pode ser efetuada num sistema especialmente projetado para esse tipo de material.

L = T x 1,94 No picador de calha paralela ao eixo não ocorre fator, ou seja, constante de compensação do ângulo. A capacidade de um picador varia de acordo com a velocidade de corte, diâmetro do disco, número de facas e o volume de madeira possível para a calha.

Descarga dos cavacos Determinação do tamanho dos cavacos nos picadores de disco 94

O tamanho do cavaco é determinado pela distância da faca em relação ao disco. O comprimento teórico do cavaco para picador, cuja soma dos ângulos das cunhas cortantes mais o ângulo de inclinação da calha de alimentação em reação ao eixo do picador seja 90o +/- 3o é dado pela fórmula: L = T X 1,57 Onde: T = distância entre o vértice da cunha e a superfície do disco 1,57 = constante de compensação do ângulo existente L = comprimento do cavaco Para ângulos superiores a 93o:

É feita através de fendas existentes no disco ou tambor, indo depositar-se no fundo da carcaça, sendo expulso pelas palhetas acopladas no disco ou tambor. Existem dois fatores conectados com a descarga de cavacos que influenciam a qualidade dos cavacos. O primeiro deles é o desenho do dispositivo de fixação das facas ao disco que deve permitir aos cavacos fluírem livremente da faca. O segundo fator é a descarga do picador. Os tipos de descarga (Figura 20) tradicionalmente usados são:(6) 

descarga por sopragem;

descarga lateral;

descarga de fundo.

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Do ponto de vista de qualidade e particularmente a formação de finos, a descarga lateral é a melhor alternativa. Uma redução significativa de finos e palitos pode ser alcançada em picadores com descarga lateral. A produção de cavacos de menores dimensões é minimizada devido ao fluxo regular e suave dos cavacos através do picador. Considerando a redução na produção de finos e palitos, o efeito de operar com um picador de descarga lateral, ao invés de um com descarga de topo, é maior do que uma redução razoável na velocidade de rotação.

Desses, o primeiro tem sido o mais comum e é o mais flexível do ponto de vista de lay-out. Do ponto de vista de qualidade de cavacos, esta é a pior alternativa. Pois, devido à mudança na direção do fluxo dos cavacos dentro do picador, esses são submetidos a violentos impactos e altas tensões mecânicas quando batem contra a carcaça e o disco, produzindo danos nos cavacos e desgaste nas partes internas do picador. Os cavacos podem também bater contra as paredes laterais do tubo de sopragem e na parede do ciclone de cavacos. Uma longa distância de sopragem pode também determinar um incremento na velocidade de rotação do picador o qual é desfavorável do ponto de vista de qualidade do cavaco.(6) A descarga de fundo (gravidade) é melhor do que a anterior, mesmo que os cavacos ainda batam contra a parede traseira da carcaça. A descarga de fundo é também difícil quando analisada do ponto de vista do lay-out porque requer mais espaço.

A diferença entre os dois tipos de descarga é mais acentuada à medida que a velocidade de corte for maior. Contudo, esse tratamento suave dos cavacos num picador de descarga lateral tem também desvantagens, como de aparecer, com bastante freqüência, cavacos unidos uns aos outros, resultando num aumento da quantidade de oversize. Esses oversizes parcialmente quebrados funcionam como cavacos com maior espessura no teste de classificação de cavacos, nem sempre sendo muito grossos.(6)

95

Resumindo, pode-se observar que o picador com descarga lateral proporciona uma redução significativa na produção de finos e de palitos. Uma redução que é mais significativa que a conseguida com a diminuição da velocidade de rotação do picador.

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Figura 20 - Tipos de descargas de cavacos(Fonte: Don, 1989)


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Os picadores de disco usam descarga por gravidade, o que eleva o custo de investimento, pois requer altas elevações para montar o picador ou descarga por sopragem a qual aumenta o teor de finos e palitos devido aos danos causados nos cavacos durante a sopragem. A boa qualidade do cavaco exige que: 

96

energia requerida ao picador;

velocidade de corte;

comprimento de corte do cavaco;

configuração da calha de alimentação;

ângulo de corte da faca;

folga da faca e contrafaca.

(6)

as toras a serem picadas devem ser direcionadas contra as facas no ângulo correto e manter rigidamente sua orientação durante a picagem;

a velocidade de corte das facas deve ser baixa;

a saída dos cavacos deve ser suave, evitando-se tensões de impacto.

As variáveis da madeira que influenciam na picagem são:(5) 

As variáveis do picador que influenciam na picagem são:

resistência ao cizalhamento paralelo à direção da fibra, que aumenta à medida que a madeira esteja mais seca;

densidade da madeira;

taxa de crescimento da madeira;

orientação da fibra na madeira;

comprimento;

diâmetro;

configuração;

estação do ano, no inverno a picagem da madeira irá requerer mais cuidados com as facas.

Classifica-se como uma boa picagem de tronco de coníferas aquela que conduz a 85 % de aceites, 4% de overthick, 2% de oversize, 7 % de palitos e 2 % de finos.

Ciclone de cavacos O ciclone é um equipamento localizado após o picador, responsável em manter a alimentação regular de cavacos nas peneiras, além de fazer a recirculação de ar do picador. Esse equipamento consiste de um ciclone como corpo, um bocal de exaustão de ar, uma rosca vertical de descarga e o equipamento de controle de nível (Figura 21).(5) Os cavacos são descarregados do ciclone através de uma rosca helicoidal no sentido vertical na peneira.

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Nos picadores convencionais de disco, a lâmina da faca corta a madeira perpendicularmente ao sentido das fibras, já no picador de tambor (Figura 22) esse corte é paralelo em relação ao sentido de fibras, permitindo melhor controle do comprimento e espessura de cavacos.(11) Esse equipamento consome menos energia que o picador de disco devido à operação ser contínua e, principalmente, por ocorrer em um plano paralelo ao do eixo das fibras. Os cavacos são produzidos de uma maneira mais uniforme e, praticamente, dispensam uma peneiração após a picagem.(9)

Figura 21 - Tipos de descargas de cavacos (Fonte: Cossette, 1991,p.61)

Em decorrência da baixa velocidade de picagem, as facas exigem uma afiação somente a cada 30/36 horas de operação.(10) 97

Picador de Tambor

O componente principal desse picador é um tambor com cerca de 1,8 m de diâmetro e de 1,0 a 2,5 m de comprimento. Um picador com 1,5 m de comprimento produz cerca de 400 m3/h de cavacos.(11)

As toras são mantidas na antecâmara, em uma posição paralela ao eixo rotacional do tambor.

Figura 22 – Picador de tambor (Fonte: Cossette, 1991,p.51)

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A madeira é alimentada e prensada contra o tambor, cuja superfície é provida de facas montadas no sentido longitudinal ao eixo. Cada conjunto de facas é constituído de uma porção de pequenas lâminas individuais, cuja manutenção é bastante trabalhosa. Tais facas giram com velocidade de 30 rpm.


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a) Consumo de energia Tanto no picador de disco, como no picador de tambor, o consumo de energia é irregular devido a certos fatores, tais como: (9) 

98

velocidade – quanto maior a velocidade, maior o consumo de energia;

Figura 23 – Picador de tambor corte perpendicular (Fonte: Adaptado de Demuth, 2005)

estado de afiação das facas e contrafacas quanto pior o estado, maior o consumo de energia;

tamanho do cavaco – quanto maior o tamanho do cavaco, menor o consumo de energia por volume de madeira;

O sistema de descarga dos cavacos segue o mesmo procedimento que o citado anteriormente para o picador de disco.

densidade da madeira - quanto maior a densidade, maior o consumo de energia;

2.5.8 Classificação de cavacos

dureza da madeira – quanto maior a dureza, maior o consumo de energia;

alimentação – quanto mais uniforme, menor o consumo de energia;

umidade da madeira – quanto maior a umidade, menor o consumo de energia;

espécie de madeira – coníferas, menor consumo de energia que as folhosas.

Na picagem normalmente consome-se 7-14 kWh/ton. Existem alguns tipos de picador de tambor em que o corte é feito perpendicularmente, conforme mostrado na Figura 23.

Após a picagem, os cavacos são classificados com o objetivo de separar do material aceito, os cavacos superdimensionados e os finos. O material superdimensionado é repicado e os finos, ou são processados separadamente, ou, então, queimados na caldeira.(11) Os classificadores de cavacos em geral atuam via oscilação com peneiras de furos, baseando a separação dos cavacos através do comprimento. Atualmente a separação baseia-se na espessura utilizando depuradores de disco. Os tipos de equipamentos e suas descrições são mostrados na Tabela 3:

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Equipamentos

Descrição

Dimensões

Peneira plana giratória fixa

Plana e levemente inclinada sendo montada uma tela ou placa perfurada

Peneira plana giratória suspensa por tirantes

Plana e levemente inclinada sendo montada uma tela ou placa perfurada e suspensa por cabos

Tambor rotativo

Levemente inclinado com placas perfuradas ou com tela

Diâmetro de 1,2 – 3,6 m, comprimento de 2,4 – 10 m

Discos (espessura)

Discos arranjados em torno de um eixo, os quais estão dispostos paralelamente, possuindo rotação em único sentido

N.º de eixos 8–24, distância entre cada disco 2,54–11 cm, largura de 1,2–2,5 m

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Tabela 3 - Descrição e dimensões dos equipamentos

Retangular, com 1,2 - 5 m de largura; 2,5 – 6 m de comprimento Retangular, com 1,2 - 5 m de largura; 2,5 – 6 m de comprimento Circular - diâmetros acima 4,5m

(Fonte: Fuller, 1983,p.140)

As peneiras em geral podem ser: vibratórias, agitatórias e cônicas.

Peneiramento Tradicional

Geralmente essas peneiras possuem dois ou mais estágios, por exemplo:

A finalidade desse sistema é reduzir a quantidade de cavacos não aceitos, principalmente os finos, até um nível aceitável para o processo de polpação.

o terceiro estágio separa cavacos ou oversize.

o primeiro estágio separa cavacos menores que 2,85 cm;

o segundo estágio separa cavacos menores que 0,47 cm;

Nesse sistema, as peneiras usadas são providas de três malhas de peneiramento. O “oversize” fica retido na malha superior e os cavacos aceitos são recebidos nas malhas intermediária e inferior. Os finos passam através da malha inferior.(6) Utilizando-se as três malhas, a intermediária atua como malha de descarga, o que resulta numa eficiente e seletiva separação de finos. Contudo, esse tipo de peneiramento não é suficiente se quisermos reduzir a quantidade de oversize. As Figuras 24, 25 e 26 mostram tipos de peneiras tradicionais.

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99


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Peneiramento por Espessura Durante os últimos anos, o peneiramento por espessura e o tratamento subseqüente para reduzir a espessura dos cavacos, têm sido utilizado para melhorar a qualidade.(6)

Figura 24 - Peneira classificadora (Fonte: Smook, 1990, p.30)

Sistemas diferentes estão em operação atualmente. Em princípio, eles são construídos de forma tal que todo o fluxo de cavacos atravessa o peneiramento por espessura.(10) O cavaco com maior espessura é separado para o fatiamento, enquanto que as frações menores devem ser peneiradas numa peneira secundária para uma separação seletiva de finos. Com o peneiramento por espessura, a quantidade de oversize pode ser reduzida de 1 a 5%, o que significa um bom resultado, considerando que iniciamos com 8 a 15%.

100 Figura 25 - Peneira oscilatória (Fonte: Demuth, 2003)

Nesse sistema, pode-se esperar um pequeno aumento no conteúdo de frações menores devido à produção dessas frações, tanto no fatiador como no repicador.(1) A classificação é influenciada pelo tipo de matéria lenhosa, picador e procedimento de obtenção da pasta. Por exemplo, na pasta mecânica, o importante é a homogeneidade de tamanho, independente de qual seja ele, porque assegura pressão de refino e grau de refino constante, fibrilação e pasta uniforme(10). Esse tipo de peneiramento pode ser representado nas Figuras 27.

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Figura 26 - Peneira suspensa por tirantes


PALITOS são aqueles que passaram através de uma peneira de furos iguais a 7 mm e ficaram retidos numa peneira de furos iguais a 3 mm;

FINOS são frações de cavacos de pequeno tamanho que passam em uma peneira de furos iguais a 3 mm.

Fabricação de Celulose

As classificações são mostradas nas Figuras 28 e 29.

Figura 27 - Peneira de disco (Fonte: Smook, 1990, p.30)

OVERS (aqueles cavacos com comprimento mais elevado ou de espessura mais elevada) aquela fração de cavacos retidos numa peneira com furo de diâmetro 45 mm, com espessura maior que 10 mm para coníferas e 8 mm para frondosas;

ACEITES são aquelas frações que possuem dimensões ideais para polpação, ou seja, passaram por peneiras de ranhuras de 8 a 10 mm e são retidos numa peneira de orifícios iguais a 7 mm;

101

Figura 29 - Classificação de cavacos (Fonte: Lima, 1988, p.161) SENAI - CETCEP

Classes de cavacos

Figura 28 - Classificação de cavacos (Fonte: Biermann, 1996,p.29)


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Parâmetro de Qualidade (9) Eficiência de Remoção: 

movimento da peneira

abertura ou orifícios da peneira

área de superfície da peneira

taxa de alimentação

composição da alimentação

Eficiência de Remoção(%) =

( massa de cavaco alimentado - massa de cavaco na saída ) x 100

estocagem da madeira. Em comparação com a estocagem de madeira em forma de toras, têm-se as seguintes vantagens:(11) 

maior facilidade no manuseio do material;

redução de mão-de-obra no pátio de estocagem;

disponibilidade de cavacos, independente do funcionamento de equipamentos como descascador, picador, etc.;

alteração qualitativa e quantitativa de certos extrativos, cujo efeito é benéfico em alguns aspectos e indesejável em outros;

exige menor área de estocagem por volume.

massa de cavaco alimentado

Estocagem 102

Os cavacos produzidos e devidamente classificados podem ser consumidos diretamente ou, estocados para uso posterior em silos (Figuras 30 e 31) ou em pilhas ao ar livre (Figura 32). Em ambos os casos, é importante evitar o excessivo manuseio, o qual contribui para o aumento do percentual de finos. Os silos podem estar localizados sobre os digestores ou no chão. Os localizados sobre os digestores requerem estruturas dispendiosas, além de serem de capacidade limitada. O formato e a capacidade dos silos podem variar bastante (200 a 1500 m3), isso em função da

Figura 30 - Silos de cavacos (acima do digestor)

produção da fábrica.

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Um dos desenvolvimentos mais importantes com relação ao pátio de madeira foi à introdução da estocagem de cavacos em pilhas ao ar livre, que é um dos métodos mais modernos de

Figura 31 - Silo de cavacos (no chão)(Fonte: Fuller, 1988,p.117)


o pátio seja de preferência concretado, com boas condições de drenagem;

o consumo de cavacos obedeça a um rodízio, evitando longo tempo de estocagem;

limpe o local, antes de se iniciar novo monte, para evitar contaminação;

as espécies sensíveis à deterioração sejam estocadas em montes menores, possibilitando menores períodos de revezamento;

os cavacos sejam protegidos dos ventos, pois esses são portadores de umidade, poeira e propagador de fogo para o interior do monte.

Como todo o sistema de estocagem, esse, ao ar livre (Figura 32), apresenta algumas

Fabricação de Celulose

Para boas condições de estocagem é preciso que:(8)

Mesmo assim, esse sistema é o preferido pelos fabricantes, pois leva-se em consideração que as vantagens superam essas desvantagens. Ocasionalmente e, antes de tudo, quando há uma manipulação incorreta da pilha, podem surgir alguns problemas como:(11) 

aumento de temperatura demasiada no interior da pilha;

decomposição parcial com subseqüente perda de substâncias;

coloração de madeira, que pode causar uma redução de grau de alvura da pasta ou exigir um maior consumo de reagente no seu branqueamento;

aumento no teor de finos, criando problemas para os digestores contínuos e área vizinhas à pilha;

redução da densidade aparente dos cavacos;

aumento de consumo de reagentes no cozimento;

desvantagens, tais como:(5) 

tempo menor de estocagem, pois os cavacos têm maior tendência ao apodrecimento;

perdas em rendimento e em propriedades físicas da pasta resultante;

perdas em rendimento e em propriedades físicas da polpa resultante;

perda de resinas valiosas (“tall – oil” e terebintina para coníferas).

queda em qualidade da celulose, pois ocorre o escurecimento das fibras pelo sol;

perdas de resinas valiosas (tall oil e terebintina). Figura 32 - Estocagem de cavacos ao ar livre (Fonte: Metso Paper, 2005)

103

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Estocagem do cavaco ao ar livre


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Os problemas citados acima são causados por um desencadeamento de reações biológicas, microbiológicas e químicas durante a estocagem. A intensidade dessas reações depende do tipo e da idade da madeira estocada, das condições climáticas, das dimensões e da forma da pilha. No decorrer da estocagem, a fração resinosa da madeira é a que sofre uma ação de degradação mais rápida e intensa. No caso do processo de polpação sulfito, a estocagem produz um efeito benéfico, pois a redução quantitativa ou a alteração dos extrativos irão diminuir a ocorrência de “pitch” na polpa resultante. No processo kraft, utilizando coníferas em uma estocagem prolongada, resulta em perdas consideráveis de “tall-oil” e terebintina, quando se cogita a recuperação desses subprodutos. (8)

104

microbiológico às frações de polissacarídeos da madeira no cozimento. Entretanto, existem algumas técnicas que podem ser adotadas como medida protetora dos cavacos na estocagem ao ar livre:(11) 

borrifar com soluções contendo fungicidas: o tratamento com certos fungicidas, por exemplo, pentaclorofenol, sozinho ou associado à boratos, reduz a atividade dos fungos e, consequentemente, a degradação da madeira;

borrifar com soluções contendo reagentes químicos: às vezes, a simples aplicação de água reduz a degradação da madeira, outros reagentes, disponíveis na fábrica, também têm uma função protetora: solução de hidróxido de sódio, solução contendo licor branco, licor preto ou verde, ou o líquido que resulta da primeira extração alcalina na seqüência de branqueamento;

os montes devem ser removidos de tempos em tempos para ventilação e evitar autocombustão por ação de bactérias anaeróbias.

O rendimento do processo de polpação sofre diminuição considerável, principalmente quando a estocagem é prolongada (superior a 8 semanas). Esse decréscimo é conseqüência de ataque

SENAI - CETCEP


Fabricação de Celulose

R

eferências Bilbiográficas

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105

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106

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