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Composição dos cavacos

Preparação de cavacos - Equipamentos

Preparação de cavacos - Circulações

Polpação

Licor de cozimento

Cozimento LO-SOLIDS

Preparação de cavacos

Digestor

Digestor - Zonas

Cozimento batch

Variáveis de processo

Page 3: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

BBA 30.03

LAVAGEM

MCC

COZIMENTO

BBA 30.01

BBA 30.02

BBA 30.09

BBA 30.07

BBA 30.08

LBC

LBC

LPD

LBC

LBC

BBA 30.06

LPD

VUFcalha

BBA 30.10

VUFsilo

LBC LBC

VUMVUM VUM VUM

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Vapores de exaustão para Separador de

finosVUB

VUB

VUB

RESERVA

VUB

Polpa para Difusor

LICOR PARA EVAPORAÇÃO

WMF

WQF

BBA 30.0230.19

Digestor

Preparaçãocavacos

Page 4: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

COMPOSIÇÃO DO CAVACO

Podemos dividir as substâncias

químicas que compõem a madeira em

quatro grupos principais :CeluloseHemicelulose LigninaExtrativos

Estrutura simplificada da parede da

célula de uma fibra de madeira:

A primeira camada é a parede primária,

fina e a segunda camada é a parede

secundária, espessa. A parede

secundária é dividida em três camadas

denominadas S1 , S2 , S3.

Page 5: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

COMPOSIÇÃO DO CAVACO

Estas três seções são diferenciadas

pela orientação da celulose na

camada. O interior da camada S3 é

coberto por uma membrana chamada

de camada warty. A fibra é oca e esta

cavidade é chamada lúmen. As fibras

individuais são unidas pela lamela

média. É a lamela média (que

consiste principalmente de lignina,

hemicelulose e extrativos), que

segura as fibras juntas e dá a

madeira a sua estrutura.

Page 6: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Celulose (40% - 47%)A celulose é o componente responsável pela maior porcentagem da polpa final. O processo de cozimento é projetado de maneira a preservar a celulose e a hemicelulose e dissolver a lignina e os extrativos da madeira.

Hemicelulose (25% - 35%)A hemicelulose não é encontrada em grande quantidade como a celulose, porém é responsável por propriedades muito importantes para a fabricação do papel, como por exemplo, resistência a tração e ao estouro.

Lignina (16% - 31%) A lignina é a substância química que confere rigidez à parede da célula e, nas partes da madeira, age como um agente permanente de ligação entre as células gerando uma resistência ao impacto, compressão e dobra.

Extrativos (2% - 5%)Os extrativos podem ser classificados em vários grupos, de acordo com as suas características estruturais. São terpenos e seus derivados, gorduras, ceras, ácidos graxos, álcoois, esteróides, e hidrocarbonetos de elevada massa molecular.

COMPOSIÇÃO DO CAVACO

Page 7: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

LICOR DE COZIMENTO

O licor de cozimento é conhecido como licor branco. O licor branco é

uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio

(Na2S), com pH entre 13 e 14. Os componentes ativos do licor de

cozimento são os íons hidroxila (OH-) e o hidrossulfeto (SH-). Esses íons

têm origem no NaOH e Na2S:

NaOH Na+ + OH-

Na2S 2 Na+ + S2-

S2- + H2O SH- + OH-

NaOH + Na2S+ H2O 3 Na+ + SH- + 2 OH-

Page 8: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

LICOR DE COZIMENTO

O total de OH- presente na soda cáustica e parte do sulfeto original é

conhecido como álcali efetivo. Os íons de hidrossulfeto reagem apenas

com a lignina, quebrando a cadeia química da lignina no início do

cozimento ( na zona de impregnação ).

A reação dos íons hidroxila ( OH- ), depende da temperatura e não é

seletiva, atingem a lignina, a hemicelulose e a celulose em menor

escala. Quase dois terços do total de álcali efetivo ( como OH- ), são

consumidos pela celulose e pela hemicelulose. A temperatura e a

concentração de licor branco são ajustadas de maneira a se conseguir

um cozimento ideal com retirada máxima de lignina possível sem

degradação das fibras resultantes na polpa.

Page 9: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS

O propósito do Sistema de Preparação de

Cavacos é preparar os cavacos para o

cozimento e transportá-los do pátio de

madeira para o separador de topo do digestor.

Existem dois estágios básicos na preparação

de cavacos:

Vaporização;

Pré-impregnação.BBA 30.01

BBA 30.02

BBA 30.03

LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Va

po

res

de

e

xa

us

tão

pa

ra

Se

pa

rad

or

de

fin

os

VUB

VUB

VUB

VUB

Make-up Digestor

Circulação de topo

Page 10: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS

Vaporização

A vaporização ocorre no vaso de vaporização

Diamondback.

Os objetivos da vaporização basicamente se

resumem em:

Expelir o ar existente no interior dos

cavacos, e substituí-lo por vapor ou

condensado;

Aquecer os cavacos.

Se existirem bolsões de ar no interior dos

cavacos, o licor não penetrará facilmente

ocasionando um cozimento não uniforme com

aumento do teor de rejeito (comprometendo

qualidade).

BBA 30.01

BBA 30.02

BBA 30.03

LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Va

po

res

de

e

xa

us

tão

pa

ra

Se

pa

rad

or

de

fin

os

VUB

VUB

VUB

VUB

Make-up Digestor

Circulação de topo

Page 11: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS

A vaporização é conduzida com temperaturas

entre 80ºC e 85ºC, evitando-se a utilização de

vapor superaquecido. Pré-vaporizações em

temperaturas mais elevadas são benéficas à

penetração de licor porém, temperaturas

acima de 120ºC promovem a pré-hidrólise de

carbohidratos e as reações de condensação

da lignina, o que compromete a viscosidade e

o rendimento do processo de cozimento.BBA 30.01

BBA 30.02

BBA 30.03

LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Va

po

res

de

e

xa

us

tão

pa

ra

Se

pa

rad

or

de

fin

os

VUB

VUB

VUB

VUB

Make-up Digestor

Circulação de topo

Page 12: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS

Pré-impregnação

Na pré-impregnação os cavacos iniciam o

contato com o licor de circulação. O objetivo

da pré-impregnação é iniciar a distribuição do

licor no interior dos cavacos, proporcionando

uma maior eficiência de impregnação na

primeira zona do digestor.

BBA 30.01

BBA 30.02

BBA 30.03

LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Va

po

res

de

e

xa

us

tão

pa

ra

Se

pa

rad

or

de

fin

os

VUB

VUB

VUB

VUB

Make-up Digestor

Circulação de topo

Page 13: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Alimentador de cavacos

Silo de cavacos

Medidor de cavacos

Alimentador de baixa pressão

Calha de cavacos

Alimentador de alta pressão

Separador de topo

BBA 30.03

BBA 30.01

BBA 30.02LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Vapores de exaustão para Separador de

finosVUB

VUB

VUB

VUB

Separador de areia

Peneira circulação calha

Tanque de nível

Page 14: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Alimentador de cavacos

Trata-se de um equipamento rotativo

estrelado com pás ajustáveis e

velocidade constante. Possui a função

de transferir os cavacos provenientes

das esteiras transportadoras para o

interior do silo.

Evita a entrada de ar no silo de

cavacos e o escape de gases

potencialmente nocivos.

Volume: 1,33 m³.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 15: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Silo de cavacos

Tem a função de manter um pequeno

estoque de cavacos de forma a

garantir uma alimentação contínua ao

digestor e a retirada do ar contido no

interior do cavaco por meio da

vaporização com VUF / VUB.

Volume: 402,93 m³.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 16: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Medidor de cavacos

Trata-se de um equipamento rotativo,

com 7 bolsões e velocidade variável.

Controla a taxa de produção do

digestor.

Volume: 1,017 m³.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 17: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Alimentador de baixa pressão (ABP)

É uma equipamento rotativo de formato

cônico estrelado com 6 bolsões. Sua

principal função é separar regiões de

pressões diferentes na área de

alimentação de cavacos.

Volume: 0,98 m³.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 18: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Calha de cavaco

É o local onde os cavacos se juntam

ao licor a fim de serem transportados

hidraulicamente ao equipamento

seguinte. Garante alimentação

contínua para o alimentador de alta

pressão e a pré-impregnação dos

cavacos com licor.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 19: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

A

B

Alimentador de alta pressão

Os cavacos e o licor oriundos da calha

de cavaco, entram no alimentador

onde os cavacos ficam retidos por

meio de peneira curva, situada logo

abaixo do rotor, conforme a figura A.

Quando a bolsa assume a posição

horizontal figura B, os cavacos entram

no sistema de alta pressão e são

levados pelo licor através da bomba de

circulação para o topo do digestor.

Volume: 2,16 m³.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 20: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Separador de areia

Promove uma depuração no licor de Promove uma depuração no licor de

circulação da calha, impedindo que os circulação da calha, impedindo que os

materiais estranhos e densos (areia, materiais estranhos e densos (areia,

metais) passem adiante no sistema. metais) passem adiante no sistema.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 21: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Peneira de circulação da calha

É uma peneira de fendas com uma

pequena hélice localizada na entrada

da peneira.

Evita que cavacos e palitos entrem no

tanque de nível, enviando-os de volta

para a Calha de cavacos através da

circulação da Calha.

Page 22: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Tanque de nível

Normalizar o fluxo de licor da calha e

proporcionar sucção positiva na

entrada de sucção da bomba de

make-up de licor (30.03).

Possui um quebrador de vórtice no

fundo do tanque, acima do bocal de

saída, além de uma linha de

equalização de pressão entre a Calha

e o Tanque de Nível.

Page 23: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Separador de topo

Localiza-se na parte superior, no geral internamente ao digestor.Localiza-se na parte superior, no geral internamente ao digestor.

Tem a função de separar os cavacos de seu licor de transporte. Tem a função de separar os cavacos de seu licor de transporte.

Basicamente é constituído por uma peneira e uma rosca interna.Basicamente é constituído por uma peneira e uma rosca interna.

Separador de topo descendente

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 24: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS - PRINCIPAIS CIRCULAÇÕES

BBA 30.03

BBA 30.01

BBA 30.02LBC

LBC

LBC

VU

B

VUF

VU

B

VUF

Vapores de exaustão para Separador de

finosVUB

VUB

VUB

VUB

Polpa para Difusor

Circulação de topo

Circulação da calha

Circulação make - up

Page 25: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

PREPARAÇÃO DE CAVACOS - PRINCIPAIS CIRCULAÇÕES

CIRCULAÇÃO DE TOPO

CIRCULAÇÃO DA CALHA

CIRCULAÇÃO DE MAKE - UP

Responsável pelo transporte dos cavacos

através de bombeio para dentro do Digestor

Responsável pelo enchimento dos bolsões do

Alimentador de Alta Pressão, separação da

areia contida nos cavacos e absorção da fuga

de licor pelo Alimentador de Alta Pressão

Responsável pela dosagem de licor branco

para o topo e o bombeio do licor excedente de

volta para o Digestor

Page 26: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

POLPAÇÃO

Polpação Kraft

O objetivo da polpação Kraft é extrair

quimicamente a lignina e os extrativos

presentes na madeira, preservando a maior

parte da celulose e hemicelulose.

Page 27: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

POLPAÇÃO

Reações ocorridas durante o cozimento

Existem três reações principais que

ocorrem durante o processo de

cozimento. Elas são:

Reações com Lignina;

Reações com Celulose / Hemicelulose;

Reações com extrativos.

Page 28: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

Reações com lignina

As reações ocorridas entre a Lignina e o

licor de cozimento são complexas e não

totalmente compreendidas. A

experimentação mostra que em

temperaturas moderadas (120º -130ºC) ,

os íons SH- aceleram a deslignificação

sem afetar de maneira significativa a

celulose e a hemicelulose, obtendo-se

uma reação mais seletiva. Já em

temperaturas mais elevadas (> 130ºC),

os íons OH- atuam ativamente sobre a

lignina, celulose e hemicelulose, não

apresentando o mesmo caráter seletivo

dos íons SH-.

POLPAÇÃO

Page 29: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

Reações com Celulose / Hemicelulose

Durante o processo de polpação tanto a

Celulose como Hemicelulose reagem

com os íons hidróxidos (OH-). Essas

reações exigem uma atenção muito

especial, uma vez que degradam os

componentes mais nobres da fibra,

afetando diretamente o rendimento e a

qualidade da polpa celulósica.

POLPAÇÃO

Page 30: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

Reações com Extrativos

A maioria dos extrativos existentes na

composição das fibras celulósicas são

dissolvidos por meio das reações de

cozimento e extraídos da polpa. Alguns

são muito difíceis de dissolver, e se

organizam acompanhando as fibras na

forma de pequenos agregados

denominados PITCH.

Alguns extrativos podem ser

recuperados e comercializados como

sub-produtos tais como o Tall oil e a

Terebintina.

POLPAÇÃO

Page 31: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

COZIMENTO LO-SOLIDS

Este novo processo, consiste na

minimização da concentração de

sólidos de madeira dissolvidos na fase

principal de deslignificação,

preservando, em outras formas: um

cozimento modificado, um perfil alcalino

uniforme com picos mínimos de

concentração alcalina, mínimas

temperaturas de cozimento, mínimas

concentrações de lignina no final de

cozimento.

Page 32: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

COZIMENTO LO-SOLIDS

O processo Lo-Solids proporcionou

uma redução de até 30% de sólidos de

madeira dissolvidos nos licores de

cozimento.

Obs. Os sólidos de madeira dissolvidos

presente no licor de cozimento causam

uma diminuição significativa da taxa de

seletividade da deslignificação,

decréscimo da viscosidade e da

resistência do rasgo da polpa, aumento

no consumo de licor branco, diminuição

da alvura e branqueabilidade da polpa

celulósica.

Page 33: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tro

cad

or

de

calo

r re

serv

a

DIGESTOR

O digestor é um vaso de pressão

hidráulico, com a seção inferior mais

larga que a seção superior, possui

tubos centrais concêntricos para adição

de licor e peneiras que permitem a

remoção e circulação do mesmo.

O processo de cozimento é contínuo,

ou seja, os cavacos entram em vazão

constante pela parte superior do

digestor e a polpa é descarregada

continuamente pela parte inferior.

Page 34: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

LAVAGEM

MCC

COZIMENTO

BBA 30.09

BBA 30.07

BBA 30.08

LBC

LPD

BBA 30.06

LPD

VUFcalha

BBA 30.10

VUFsilo

LBC LBC

VUMVUM VUM VUM

RESERVA

Polpa para Difusor

LICOR PARA EVAPORAÇÃO

WMF

WQF

BBA 30.0230.19

Impregnação

Cozimento

MCC

Extração Principal

Lavagem

Page 35: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE IMPREGNAÇÃO

O objetivo desta zona é distribuir o licor de cozimento uniformemente no interior dos cavacos por meio da impregnação.

A impregnação consiste de dois processos diferentes:

Penetração em massa: movimento do licor de cozimento através dos poros da madeira.

Difusão : movimento dos íons e moléculas dos químicos de cozimento de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. A difusão de químicos de cozimento só pode ocorrer se os poros da madeira estiverem cheios de licor.

A temperatura desta zona é mantida abaixo de 130°C para controlar a ação do íon OH-, evitando a degradação da celulose e hemicelulose, permitindo que a deslignificação ocorrida seja pela ação seletiva dos íons SH-.

O fluxo de licor e cavacos dessa zona é descendente.

Page 36: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE COZIMENTO

Estende-se desde as peneiras de cozimento até as

peneiras de cozimento modificado (MCC). Nesta

zona, a temperatura é aumentada pelo sistemas de

circulação de cozimento por contato indireto. Nos

circuitos de circulação de cozimento e cozimento

modificado (este situado abaixo do primeiro

circuito), o licor é extraído do digestor por

conjuntos de peneiras situadas na parede do

digestor, e bombeado para trocadores externos de

calor. Nestes trocadores, o licor é aquecido com

vapor e logo em seguida, volta para sua zona

através de tubos concêntricos no centro do

digestor.

LBC

LPD

LBC

LPD

BBA 30.07

Extração superior para

Ciclone expansão primário

BBA 30.08

Page 37: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE COZIMENTO

Na zona de cozimento, o fluxo de licor é contra

corrente ao de cavacos. Esse fluxo contra corrente

é formado pela extração de licor no primeiro

conjunto de peneiras em quantidade maior do que

a que volta para o digestor, sendo enviado para o

ciclone de expansão primário. No segundo

conjunto de peneiras (MCC), a quantidade de licor

que volta para o digestor é maior do que a que é

extraída através do segundo conjunto de peneiras.

A finalidade do fluxo contra corrente no início do

digestor é remover os sólidos que se separam das

fibras devido a reação de hidrosulfeto com a

lignina.

LBC

LPD

LBC

LPD

BBA 30.07

Extração superior para

Ciclone expansão primário

BBA 30.08

Page 38: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

EXTRAÇÃO DA ZONA DE COZIMENTO

Entre as zonas de cozimento e MCC, os cavacos

sofrem uma vazão contracorrente de licor que é

usada para lavar dos cavacos resíduos de sólidos

com baixo peso molecular na etapa inicial do

cozimento. Esses resíduos são gerados pela

fragmentação inicial da lignina no licor de

cozimento, provocada pelos íons de hidrosulfeto.

A remoção dos sólidos de baixo peso molecular no

início do cozimento têm duas vantagens: Eliminar o risco dos sólidos se precipitarem nas

fibras, os quais trariam problemas durante o

branqueamento. Aumentar do álcali efetivo que de outra forma

seria absorvido pelos sólidos.

LBC

LPD

LBC

LPD

BBA 30.07

Extração superior para

Ciclone expansão primário

BBA 30.08

Page 39: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE MCC

LBC

LPD

BBA 30.08

Esta zona encontra-se entre as peneiras de MCC e

de extração. Nesta região, o licor e os cavacos

fluem na mesma direção, concorrente. Aqui têm-se

um ganho de retenção que permite a ocorrência de

reações químicas entre o licor e os cavacos.

Sabendo-se que o LPD e o LBC de reposição tem

concentrações de sólidos de madeira dissolvidos

inferiores aos licores remanescentes no digestor,

aos quais são misturados, é possível fazer com

que essa combinação de licores de reposição

diluam os sólidos de madeira dissolvidos que

permanecem no sistema após uma extração.

Page 40: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE MCC

LBC

LPD

BBA 30.08

Esses licores de reposição aumentam a relação

licor/madeira, ajudando a diluir quaisquer sólidos

de madeira dissolvidos durante estágios

subsequentes.

Obs.: A diluição com fluxos de licores de reposição

diminuem a concentração de sólidos dissolvidos

nos estágios de deslignificação principal e final.

Page 41: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE EXTRAÇÃO PRINCIPAL

Nessa zona, são extraídos os licores de fluxo

descendente, com sólidos dissolvidos e de fluxo

ascendente, proveniente da lavagem.

O licor extraído do digestor é enviado para dois

ciclones de expansão para recuperação de vapor e

o licor preto é destinado para a Evaporação.

Page 42: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

ZONA DE LAVAGEM

LBC

LPD

BBA 30.09

Essa zona localiza-se entre as peneiras de

extração e a peneira da circulação de lavagem. O

licor preto frio é bombeado para o fundo do

digestor e flui em contra corrente ao fluxo de

cavacos, arrastando o licor (com sólidos

dissolvidos), promovendo uma lavagem em direção

às peneiras de extração.

Na zona de lavagem, há um sistema auxiliar de

circulação e aquecimento de licor que controla as

temperaturas elevadas. A eficiência da lavagem

aumenta com as temperaturas mais altas.

Page 43: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

DESCARGA

Essa zona encontra-se entre as peneiras de lavagem e o raspador de fundo. O licor preto frio que entra pelo fundo do digestor interrompe o cozimento nessa região. Outras funções deste licor são de:

Manter o digestor hidraulicamente cheio e pressurizado;

Formar um fluxo ascendente que desloca o licor de cozimento residual;

Determinar o fator de diluição da massa dentro da zona de lavagem;

Fazer diluição da massa a uma consistência de aproximadamente 10% para permitir a descarga do digestor.

Difusor

Page 44: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

DESCARGA

A uma temperatura de aproximadamente 82ºC os cavacos

são descarregados continuamente pelo fundo do digestor

através do raspador de fundo.

O raspador de fundo consiste de dois braços rotativos

radiais equipados com dois raspadores que trazem os

cavacos para o centro do vaso de pressão. Saindo pelo

centro do digestor, os cavacos cozidos, macios, resfriados

e pré-lavados são descarregados sob uma taxa controlada

e seguem para o difusor.

Difusor

Page 45: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

COZIMENTO BATCH

O processo de cozimento Batch é empregado em

casos de reinicio com digestor vazio.

O processo consiste em utilizar o digestor contínuo

para efetuar um cozimento batelada (Batch).

No sistema Batch, somente uma circulação de licor

abrange toda a extensão do digestor a partir do fundo.

O licor é extraído da peneira de cozimento a

temperaturas que variam entre 145ºC e 150ºC, enviado

para o trocador de calor reserva e, após aquecimento,

retorna para o fundo do digestor com uma temperatura

aproximada de 160ºC.

Page 46: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

COZIMENTO BATCH

O cozimento Batch apresenta uma maior taxa de

deslignificação no fundo do digestor em virtude da

adição de licor quente nesta região. O caminho que o

licor percorre até a zona de extração (Peneira de

circulação de cozimento) promove um gradiente de

temperatura diferenciado no interior do digestor,

favorecendo uma descarga contínua de pasta

celulósica, sem provocar grandes danos à qualidade

da polpa.

Page 47: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

COZIMENTO BATCH

O processo Batch exige alguns cuidados tais como:

O digestor deve ser alimentado com cavacos, a uma

taxa de aproximadamente 2/3 da produção nominal;

Todo LBC utilizado no cozimento é dosado na

alimentação dos cavacos;

No momento da coleta de amostras para análise de

nº Kappa, injeta-se LPD resfriado no fundo do digestor

para promover a queda da temperatura e a

homogeneização da polpa celulósica por meio do

raspador de fundo.

Page 48: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tipo e espécie de madeira: A madeira é normalmente o maior custo individual de cada fábrica e responsável por grandes diferenças na qualidade e nas propriedades da pasta.

Idade da árvore:É determinada através da curva de crescimento da árvore estabelecendo a idade ideal para corte, de uma determinada espécie.

Uniformidade:É importante que as características da madeira permaneçam É importante que as características da madeira permaneçam aproximadamente constantes como: aproximadamente constantes como: densidade básica;densidade básica; características das fibras;características das fibras; características da madeira.características da madeira.

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 49: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Dimensões dos cavacos

Cavacos maiores têm impregnação mais difícil, sendo portanto, menos

favoráveis ao cozimento. Cavacos menores, cozinham muito

rapidamente promovendo a degradação da celulose. Portanto os

cavacos devem apresentar granulometría uniforme com dimensões da

ordem de 22,00 mm comprimento x 5,00 mm espessura x 10,00 mm

largura.

As principais desvantagens de dimensões menos apropriadas dos

cavacos são:

Polpação não uniforme;

Aumento do teor de rejeitos;

Diminuição do rendimento depurado;

Pasta de baixa qualidade;

Aumento do custo de produção.

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 50: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Carga de álcali

É a quantidade de químicos NaOH e Na2S proporcional à quantidade

de madeira. A taxa de adição varia bastante de fábrica para fábrica.

Usualmente, esta taxa é expressa como porcentagem de álcali ativo

(AA) em relação a madeira:

ton. de AA

ton. de madeira

ton. de (NaOH + Na2S)

ton. de madeira

ou:porcentagem de álcali efetivo (AE) em relação à madeira:

ton de madeira

ton (NaOH +1/2 Na2S)ton de AE

ton de madeira

Page 51: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Obs.: É importante que todo cavaco, esteja envolvido com a carga de álcali contida no licor porém, sem muita diluição (volume excessivo).

Normalmente utiliza-se:

AA (Na2O) Relação L/M

folhosas 13.5 3:1 a 4:1

coníferas 18 3:1 a 4:1

AA - álcali ativo (%)

L/M - relação licor madeira

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 52: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Concentração de álcali

As concentrações podem sofrer variações, mantendo-se a carga de

álcali constante, mediante mais ou menos diluição.

Concentrações baixas ou altas devem ser evitadas pois prolongam o

tempo de cozimento ou interferem na uniformidade, respectivamente.

Uma concentração mínima é necessária para manter os compostos

dissolvidos em solução.

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 53: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Sulfidez

A presença de sulfeto acelera a deslignificação, permitindo obter A presença de sulfeto acelera a deslignificação, permitindo obter

polpas com fibras mais resistentes para um mesmo grau de polpas com fibras mais resistentes para um mesmo grau de

deslignificação.deslignificação.

A sulfidez é expressa percentualmente em relação ao álcali ativo.A sulfidez é expressa percentualmente em relação ao álcali ativo.

SNa2S x 100

NaOH + Na2S=

Utiliza-se normalmente uma sulfididade de até 30% para coníferas e

20% para folhosas.

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 54: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Tempo e temperatura

O tempo e a temperatura são variáveis interdependentes, ou seja, O tempo e a temperatura são variáveis interdependentes, ou seja,

quanto maior a temperatura, menor o tempo de cozimento.quanto maior a temperatura, menor o tempo de cozimento.

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Page 55: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Fator H

Fator H é uma variável que toma como base, a área sob a curva da

velocidade relativa da reação em função do tempo em horas. Dessa

forma, qualquer ciclo de cozimento pode ser representado por um

único valor.

Vel

oc.

rel

ativ

a d

e r

eaçã

o

900

600

300

0 1,0 2,0 2,5

Tempo de cozimento (h)

FA

TO

R H

Em virtude das baixas

temperaturas de cozimento

utilizadas no sistema LO-

SOLIDS, o fator H é uma variável

muito importante. Levando em

consideração que a taxa de

produção determina o tempo de

cozimento, manten-se um fator H

constante com variações nas

temperaturas.

Page 56: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Kappa

Entende-se por nº Kappa, a medida do residual de lignina presente na

fibra celulósica. O nº Kappa é definido como o número de mm de

solução de permanganato de potássio a 0,1N que possam ser

absorvidos por 10,00g de polpa absolutamente seca. Os resultados

são corrigidos para um consumo de 50,00% de permanganato

adicionado.

% de lignina residual = 0,147 x nº Kappa.

Page 57: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Viscosidade

Entende-se por viscosidade como a medida do grau de degradação

da fibra celulósica (em especial da camada S2).

A unidade comum da viscosidade é o poise (p) ou sua fração

centesimal, o centipoise (cp).

Page 58: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Fator de Diluição

Fator de diluição é a proporção entre o excesso de licor fraco frio

aplicado e a quantidade de licor que sai com a polpa. O fator de

diluição é expresso como toneladas de licor preto frio fraco por

toneladas de polpa seca ao ar.

Page 59: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

VARIÁVEIS DE PROCESSO

Rendimento

O rendimento indica a eficiência do cozimento em relação a perda de

material celulósico. É expresso em porcentagem relacionando o peso

da polpa seca pelo peso dos cavacos secos.

Rendimento = Peso polpa seca / Peso cavacos secos

Page 60: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Dispositivo de descarga

Trata-se de um “raspador”, localizado Trata-se de um “raspador”, localizado

no fundo do digestor. Tem a função de no fundo do digestor. Tem a função de

promover uma descarga uniforme, promover uma descarga uniforme,

sem canalizações. Tem velocidade sem canalizações. Tem velocidade

variável e com ele pode-se alterar a variável e com ele pode-se alterar a

consistência da descarga.consistência da descarga.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO

Page 61: TREINAMENTO DIGESTOR.ppt

Ciclone de expansão

O licor extraído do digestor e passa

pelos ciclones, flasheando-se,

gerando vapor para várias aplicações

como: silo com vaporização, calha de

cavacos, geração de água aquecida,

etc. Após os ciclones, o licor é filtrado,

resfriado a enviado á evaporação.

DESCRIÇÃO DE EQUIPAMENTO