processo de produÇÃo de papel aditivos

91
CURSO INTENSIVO CURSO INTENSIVO PROCESSO DE PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO DE PAPEL PAPEL ADITIVOS ADITIVOS TECNICELPA / UBI TECNICELPA / UBI 15 15 Abril Abril 2008 0408 CNS 001 2008

Upload: others

Post on 20-Jul-2022

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

CURSO INTENSIVOCURSO INTENSIVOPROCESSO DE PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PRODUÇÃO DE

PAPELPAPEL

ADITIVOSADITIVOSTECNICELPA / UBITECNICELPA / UBI

15 15 AbrilAbril 20080408

CN

S 00

1

2008

Page 2: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS QUÍMICOS na Produção de Papel

O QUE SÃO?Todos os componentes constituintes do papel que não são fibras celulósicas nem água

PARA QUE SERVEM?Potenciam várias propriedades: mecânicas, ópticas, imprimabilidade, hidrofobiaPermitem reduzir custos e impacto ambiental

QUAL A SUA IMPORTÂNCIA?Parte essencial e indispensável no processo de produção de papel

0408

CN

S 00

2

"If one does not know to which port one is sailing, no wind is favourable." (Seneca)

Page 3: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Necessidade!!!

0408

CN

S 00

3

Page 4: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

0408

CN

S 00

4

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

Page 5: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 00

5

Page 6: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Enchimento Enchimento / / PreçoPreço

InerteInerte / Curl/ Curl

BrancuraBrancura

OpacidadeOpacidade

ImprimabilidadeImprimabilidade

DrenagemDrenagem

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Resistências MecânicasResistências Mecânicas

RetençãoRetenção

PóPó

ColagemColagem

MãoMão

AbrasividadeAbrasividade

0408

CN

S 00

6

Page 7: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Cargas Minerais na Indústria Papeleira

Segundo Segundo componente na fabricação componente na fabricação de de papéis finospapéis finos

Representa entre Representa entre 20 e 25 % 20 e 25 % da massa da massa do do papelpapel

Áreas Áreas de de aplicaçãoaplicação::EnchimentoEnchimento (filler) (filler) –– adicionado adicionado à à mistura fibrosamistura fibrosa

RevestimentoRevestimento –– aplicação aplicação superficialsuperficial

0408

CN

S 00

7

Page 8: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Tipos de Cargas Minerais

0408

CN

S 00

8

CaulinoCaulino

CréCré

Carbonato Carbonato de de CálcioCálcio ((CalcárioCalcário): GCC, ): GCC, MármoreMármore, PCC, PCC

Sulfato Sulfato de de Cálcio Cálcio (Gesso)(Gesso)

DióxidoDióxido de de TitânioTitânio

TalcoTalco

SericiteSericite

……

Page 9: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Morfologias – Caulino e Talco

Source: OMYA

0408

CN

S 00

9

Page 10: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

0408

CN

S 00

3

Morfologias – Caulino e GCC

ADITIVOS > Cargas Minerais

0408

CN

S 01

0

Source: CVG

Page 11: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

Estruturas em diferentes escalas

0408

CN

S 01

1

Source: IMERYS

Page 12: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

0408

CN

S 01

2

PCC - Morfologia

Discrete(IndividualParticles)

Structured(Clusters &

Agglomerates)

ScalenohedralMD 1055

PrismaticALBAFIL® M

ALBACAR ® LO MEGAFIL® 2000

AragoniteOPACARB ®

VELACARB™

Page 13: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Cargas Minerais

PCC - Morfologia ALBACAR® MEGAFIL®

0408

CN

S 01

3

Page 14: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Massa

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 01

4

Page 15: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Massa

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Coesão InternaCoesão Interna

RetençãoRetenção

Resistências MecânicasResistências Mecânicas

((Auxiliar ColagemAuxiliar Colagem: Protector : Protector ou Emulsificanteou Emulsificante))

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Balanço Balanço de de cargascargas

FormaçãoFormação

PreçoPreço

0408

CN

S 01

5

Page 16: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Amido na Indústria PapeleiraTerceiro componente Terceiro componente ((em massaem massa)), , na fabricação na fabricação de de papelpapel

Áreas Áreas de de aplicaçãoaplicação::Amido Amido de de massa massa –– floculaçãofloculação, , retençãoretenção, , drenagemdrenagem, ,

resistência internaresistência interna, , veículo veículo de de agentes agentes de de colagemcolagem

Colagem Colagem superficial superficial –– coesão coesão superficial, superficial, rigidezrigidez, , estabilidade estabilidade dimensional, dimensional, imprimabilidade imprimabilidade offsetoffset

Revestimento Revestimento –– ligante para pigmentos finosligante para pigmentos finos

Tratamento Tratamento de de efluentes efluentes –– controlo da perdacontrolo da perda de de sólidossólidos

Adesivo para cartões multicamadas Adesivo para cartões multicamadas –– laminaçãolaminação, , ondulaçãoondulação

0408

CN

S 01

6

Page 17: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Estrutura química do amidoQuimicamente parecido Quimicamente parecido com a com a celulosecelulose

AMILOSE AMILOSE

CELULOSE CELULOSE

αα--D GLUCOPIRANOSE D GLUCOPIRANOSE

MoléculaRígida plana

MoléculaFlexível helicoidal

0408

CN

S 01

7

Page 18: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

AMILOSE AMILOPECTINA

AMIDO

Estrutura química do amido

0408

CN

S 01

8

Page 19: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Forma granular dos Amidos

Formado por pequenos grânulosFormado por pequenos grânulos (5 (5 –– 100 100 µµmm))

Moléculas dispostas em camadas concêntricasMoléculas dispostas em camadas concêntricas

GrânulosGrânulos de de amidoamido sãosão insolúveisinsolúveis emem águaágua friafria

RebentamentoRebentamento dos dos grânulos grânulos é é conseguido por aumentoconseguido por aumento de de temperatura temperatura -- COZIMENTOCOZIMENTO

0408

CN

S 01

9

Page 20: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Forma granular dos Amidos

0408

CN

S 02

0

Page 21: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Forma granular dos Amidos

0408

CN

S 02

1

Page 22: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Cozimento do AmidoAo aumentar Ao aumentar a a temperatura temperatura a a viscosidade aumenta devido ao viscosidade aumenta devido ao inchamento inchamento dos dos grânulosgrânulos

Viscosidade máxima Viscosidade máxima –– Temperatura Temperatura de GELIFICAÇÃOde GELIFICAÇÃO

Ao continuar Ao continuar o o aquecimento os grânulos rebentamaquecimento os grânulos rebentam, , diminuindo diminuindo a a viscosidadeviscosidade

Deixando arrefecer Deixando arrefecer a a viscosidade aumentaviscosidade aumenta, , terminando terminando num num estado estado de de gelificaçãogelificação

0408

CN

S 02

2

Page 23: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Cozimento do Amido

0408

CN

S 02

3

Page 24: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

TRIGOTRIGO

BATATABATATA

MILHOMILHO

AMIDO NATIVOAMIDO NATIVO GRGRÃÃOS INCHADOSOS INCHADOS AMIDO COZIDOAMIDO COZIDO

Cozimento do Amido

0408

CN

S 02

4

Page 25: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Modificação química do Amido

AmidosAmidos modificadosmodificados::Hidrolisado ácidoHidrolisado ácido

OxidadoOxidado

CatiónicoCatiónico –– floculaçãofloculação, , retençãoretenção, , drenagemdrenagem, , resistência resistência internainterna, , veículo veículo de de agentes agentes de de colagemcolagem

AniónicoAniónico

AnfotéricoAnfotérico

DextrinasDextrinas

……

0408

CN

S 02

5

Page 26: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Massa

Amidos Catiónicos

Modificação obtida por substituição nucleofílica Modificação obtida por substituição nucleofílica com com aminas terciárias ou quaternáriasaminas terciárias ou quaternárias

A A adição adição de de substituintes catiónicos substituintes catiónicos à à molécula molécula de de amidoamido, , melhora melhora a a sua retenção sobre sua retenção sobre as as fibrasfibras

O O grau grau de de substituição pode variar entre substituição pode variar entre 0.01 e 0.05 0.01 e 0.05

Influência sobre Influência sobre as as resistências mecânicasresistências mecânicas, a , a retenção retenção de de finosfinos e a e a drenagemdrenagem

0408

CN

S 02

6

Page 27: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Massa

Aplicação de Amido de Massa Catiónico

Grande Grande afinidade pela celulose afinidade pela celulose e e cargas mineraiscargas minerais

Actua como Actua como FLOCULANTE e AGENTE DE RETENÇÃOFLOCULANTE e AGENTE DE RETENÇÃO

0408

CN

S 02

7

Page 28: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Massa

Aplicação de Amido de Massa Catiónico

Pontos Pontos de de adiçãoadição e e dosagens típicasdosagens típicas::para melhorar para melhorar a a retenção retenção e a e a drenagem drenagem –– adição adição no no circuito curto circuito curto –– 0.2 a 0.3 %0.2 a 0.3 %para melhorar para melhorar as as resistências físicas resistências físicas –– adiçãoadição nana pasta pasta espessa espessa –– 0.5 a 1.5 %0.5 a 1.5 %

Permite utilizar mais cargas minerais ou fibras Permite utilizar mais cargas minerais ou fibras de de menor menor qualidadequalidade

Melhora Melhora a a coesão internacoesão interna, a , a retençãoretenção de de finosfinos e e pigmentospigmentos, a , a drenagemdrenagem, a , a colagem colagem e a e a velocidade velocidade de de secagemsecagem

0408

CN

S 02

8

Page 29: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 02

9

Page 30: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna

Hidrofilia vs Hidrofobia

0408

CN

S 03

0

Page 31: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna

Tipos de Agentes Colagem Interna

ColofóniaColofónia

AKD (Alkyl Ketene AKD (Alkyl Ketene DimerDimer))

ASA (ASA (Alkenyl Succinic Alkenyl Succinic Anhydride)Anhydride)

0408

CN

S 03

1

Page 32: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > Colofónia

Colofónia + Alúmen – Rosin Sizing

COOH COOH

O

OC O O - ......... A l3+ .........

O HHO

Ácido PimáricoÁcido Abiético

Rosinato de alumínio

0408

CN

S 03

2

Page 33: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Regular Regular absorção águaabsorção água

Compatibilidade Compatibilidade com CaCOcom CaCO33

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Retenção fracaRetenção fraca

PerigoPerigo de de contaminações contaminações PMPM

Adesividade Adesividade de tonerde toner

Contaminação copiadoras OcéContaminação copiadoras Océ

Menor uniformidadeMenor uniformidade colagemcolagem

Colagem Colagem final final incompletaincompleta

Menores coeficientesMenores coeficientes de de atritoatrito

Prós & Contras

0408

CN

S 03

3

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > AKD

Page 34: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > AKD

Reacções com: Celulose e Água

AKD

cetonaAKD

R = C14H29 – C18H37

0408

CN

S 03

4

Source: STFI

Page 35: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > AKD

AKD sobre superfície da fibra

0408

CN

S 03

5

Page 36: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > AKD

Mecanismo de Colagem

Source: STFI

0408

CN

S 03

6

Page 37: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > ASA

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Regular Regular absorção águaabsorção água

Impressão Impressão inkink--jetjet

Uniformidade Uniformidade de de colagemcolagem

Colagem Colagem total total imediataimediata

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Retenção fracaRetenção fraca

Alta Alta velocidade hidrólisevelocidade hidrólise

Perigo Perigo de de contaminações contaminações PMPM

Interferência Interferência com com dispersantes dispersantes e e tensioactivos tensioactivos (anti(anti--espumasespumas))

0408

CN

S 03

7

Page 38: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > ASA

Reacções com: Celulose e Água

ASA

HO-CeluloseEsterificação Formação de Sal de

Ca2+, Mg2+ ou Al3+

X = Ca2+, Mg2+

ou Al3+

ASA Hidrolisado

0408

CN

S 03

8

Page 39: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > ASA

C16 vs C18

ComponentesComponentes: :

anidrido maleicoanidrido maleico

αα-- olefina olefina ((CCnnHH(2n)(2n)); n = 16 ); n = 16 ou ou 1818

CC16 16 hidrolisa mais rapidamente hidrolisa mais rapidamente que que CC1818

Uso Uso de de emulsificantes para emulsificantes para proteger proteger o ASA o ASA da hidrólise da hidrólise

0408

CN

S 03

9

Page 40: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > ASA

Emulsificação de ASA

EmulsãoEmulsão = = mistura estável mistura estável de de líquido líquido polar e polar e líquido líquido não não polarpolar

Uso tradicional Uso tradicional de de amido amido catiónico como agente catiónico como agente estabilizador estabilizador / / emulsificanteemulsificante

Necessária elevada energia Necessária elevada energia para obter uma distribuição para obter uma distribuição estreita estreita de de tamanho das tamanho das partículaspartículas

0408

CN

S 04

0

Page 41: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna > ASA

Unidade de emulsificação

0408

CN

S 04

1

Page 42: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes Colagem Interna

Medição de Cobb

0408

CN

S 04

2

Page 43: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 04

3

Page 44: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::AuxiliarAuxiliar e/e/ou Promoverou Promoverfixaçãofixação de de finosfinos e fillere filler

Melhorar drenagemMelhorar drenagem

Águas brancas mais Águas brancas mais limpaslimpas

Menor cargaMenor carga dos dos efluentes efluentes ((questões ambientaisquestões ambientais))

Recuperação Recuperação de de sólidos sólidos ((questões económicasquestões económicas))

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::FormaçãoFormação

Permeabilidade ao arPermeabilidade ao ar

((Resistências mecânicasResistências mecânicas))

0408

CN

S 04

4

Page 45: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Drenagem

REMOÇÃO DE ÁGUALocal Consistência Água Fibra Água Removida

(%) (kg) (kg) (kg)

Caixa Chegada 1.00 99.00 1.00

Formador 20.00 4.00 1.00 95.00

Prensas 50.00 1.00 1.00 3.00

Secaria 95.00 0.05 1.00 0.950408

CN

S 04

5

Page 46: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Coagulação e FloculaçãoCoagulação Coagulação –– formação formação de de flocos pequenosflocos pequenos, , fracos fracos e e compactoscompactos. .

Processo electrostático em que há redução Processo electrostático em que há redução do do potencialpotencial de de repulsão da dupla camada eléctricarepulsão da dupla camada eléctrica. .

PredominamPredominam as as forças forças de Van de de Van de WaalsWaals..

FloculaçãoFloculação –– junçãojunção de de várias partículasvárias partículas numanuma estruturaestruturatridimensionaltridimensional porosaporosa. .

UtilizaçãoUtilização de de produtosprodutos de alto peso molecular (de alto peso molecular (amidosamidos, , polielectrólitospolielectrólitos, …) , …) queque servemservem de de ponteponte entreentre as as partículaspartículas..

Adsorção ou formação Adsorção ou formação de de agregadosagregados

0408

CN

S 04

6

Page 47: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Floculação – ligação por pontes

0408

CN

S 04

7

Page 48: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Factores que afectam a Floculação

A A eficiência eficiência dos dos polímeros sintéticos polímeros sintéticos é é afectada porafectada por::

•• DosagemDosagem do do polímeropolímero

•• AgitaçãoAgitação

•• Tamanho da partícula Tamanho da partícula de de polímeropolímero

•• NaturezaNatureza iónicaiónica e peso molecular do e peso molecular do polímeropolímero

•• Consistência da Consistência da pastapasta

•• TemperaturaTemperatura

•• … …

0408

CN

S 04

8

Page 49: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Sistemas de Retenção

Simples: Simples: poliacrilamida adicionada próximo da caixa poliacrilamida adicionada próximo da caixa de de chegada chegada ((bastante bastante usual usual –– poliacrilamidapoliacrilamida catiónicacatiónica))

Dual: Dual: poliacrilamida adicionadapoliacrilamida adicionada antes de um antes de um ponto ponto de forte de forte agitaçãoagitação, , seguido da adição seguido da adição de de microfloculante próximo da microfloculante próximo da caixacaixa de de chegada chegada ((bastantebastante usual usual –– poliacrilamida catiónica poliacrilamida catiónica + + bentonitebentonite aniónicaaniónica –– sistemasistema HydrocolHydrocol))

Combinado Combinado ((três componentestrês componentes) ) -- poliacrilamida adicionadapoliacrilamida adicionadaantes de um antes de um pontoponto de forte de forte agitaçãoagitação, , seguido da adição seguido da adição combinadacombinada de de micropartículas inorgânicas micropartículas inorgânicas e e orgânicas orgânicas (usual (usual –– sistema Hydrocol sistema Hydrocol + + micropolímero orgânico micropolímero orgânico ––TelioformTelioform))

0408

CN

S 04

9

Page 50: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Polimerização

2

2

n

POLIACRILAMIDA

H C = CH

C = O

NH

H2

C - CH

C = O

NH2

H2

C - CH

C = O

NH2

ACRILAMIDA

0408

CN

S 05

0

Page 51: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Bentonite

MontmoriloniteMontmorilonite –– AlAl1212 SiSi44 OO1010 (OH)(OH)22

= Oxigénio= Hidroxilo= Silício= Alumínio= Magnésio

0.913nm

TROCA CATIõESCamada água

0408

CN

S 05

1

Page 52: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Cristal de Bentonite

1000 nmVista topo

Vista lateral

0.9 nm

0408

CN

S 05

2

Page 53: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Hidratação da Bentonite

+

+

+ ++

+

+

++

++

+ +

+ +

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

++

ÁGUA

0408

CN

S 05

3

Page 54: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

P C (P )4 5

W a te rTre a tm e n ts

+

+

+

+

++

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

++

++

+

++

+

++

G rand es F orças d e c orte

Pasta altam ente floculada

B entonite

Poliacrilam idaCatión ica

M icropartículasEstrutura floculada

M istura fibrosa

Estrutura em m icroflocos

Hidratação da Bentonite

0408

CN

S 05

4

Page 55: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agentes de Retenção

Sistema combinado de RetençãoComponentesComponentes: :

•• Poliacrilamida catiónica Poliacrilamida catiónica –– adiçãoadição antes de umantes de um pontoponto de forte de forte agitaçãoagitação: : depuraçãodepuração, , crivoscrivos

•• MicropartículasMicropartículas aniónicasaniónicas inorgânicas inorgânicas –– adição próximo da adição próximo da caixacaixa de de chegada chegada ((bentonitebentonite,, sílicasílica, …), …)

•• Micropartículas aniónicas orgânicasMicropartículas aniónicas orgânicas –– adição próximo da adição próximo da caixacaixa de de chegada chegada ((telioformtelioform, ?), ?)

ResultadosResultados::

•• Permite actuar em separado na retenção Permite actuar em separado na retenção ((micropartículas micropartículas orgânicasorgânicas) e ) e na drenagem na drenagem ((micropartículas inorgânicasmicropartículas inorgânicas))

•• Impacto reduzido na formaçãoImpacto reduzido na formação, , pois há menos dosagem pois há menos dosagem de de micropartículasmicropartículas

0408

CN

S 05

5

Page 56: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s e Pigmentos

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 05

6

Page 57: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Aumentar brancuraAumentar brancura

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::RetençãoRetenção

Balanço Balanço de de cargascargas

SaturaçãoSaturação

PreçoPreço

0408

CN

S 05

7

Page 58: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s e Pigmentos > Cor

Cor - Sistema CIE L*, a*, b*

0408

CN

S 05

8

Page 59: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

Tipos de Branqueadores Ópticos

DissulfónicoDissulfónico

TetrassulfónicoTetrassulfónico

HexassulfónicoHexassulfónico

Sem UreiaSem Ureia

Com Com UreiaUreia

SoluçãoSolução

SlurrySlurry

AumentaAumenta::

•• SolubilidadeSolubilidade

•• EstabilidadeEstabilidade a pH a pH baixobaixo

•• Limite Limite à à saturação saturação --esverdeamentoesverdeamento

0408

CN

S 05

9

Page 60: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

Mecanismo do branqueamento

457 nm

0408

CN

S 06

0

Page 61: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

Ácido Estilbénico

0408

CN

S 06

1

Page 62: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

Mecanismo do branqueamento

0408

CN

S 06

2

Page 63: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > OBA’s

OBA’s na Indústria Papeleira

PontosPontos de de aplicaçãoaplicação::Na Na massa massa –– afectado porafectado por: : brancura da brancura da pasta, pasta, tipo tipo de de branqueamentobranqueamento, , lavagem da lavagem da pasta, pasta, dureza da águadureza da água, tempo , tempo de de contactocontacto / / pontoponto de de adiçãoadição, , consistência consistência e pH e pH da mistura da mistura de pastas, de pastas, tipo tipo de filler, de filler, polímeros catiónicospolímeros catiónicos, , outros outros aditivosaditivos, … , …

Na Na superfície superfície –– afectado porafectado por: : tipotipo de de aplicaçãoaplicação, , tipotipo de de amidoamido, pick, pick--up de up de amidoamido, , brancura brancura e pH do e pH do papel papel base, base, tipo tipo de OBA, de OBA, ligantesligantes, , outrosoutros aditivosaditivos, …, …

RevestimentoRevestimento

0408

CN

S 06

3

Page 64: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Pigmentos

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Ajustar Ajustar e e fixar tonalidade fixar tonalidade do do papelpapel

Solidez Solidez à à luzluz

Doseamento directoDoseamento directo

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::PerigoPerigo de de contaminaçãocontaminação do do papel papel ((partículas secaspartículas secas))

Retenção Retenção de de cargascargas

0408

CN

S 06

4

Page 65: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Pigmentos

Tonalidade

0408

CN

S 06

5

Page 66: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Pigmentos

Tipos de MatizantesMATIZANTES

Corantes(solúveis)

Pigmentos(insolúveis)

Orgânicos Inorgânicos

Brancos NegrosColoridosDirectos Básicos Ácidos /

Reactivos

0408

CN

S 06

6

Page 67: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Pigmentos

Tipos de Matizantes

PigmentosPigmentos: : cristais praticamente insolúveiscristais praticamente insolúveis, , sem carga sem carga até serem tratados até serem tratados com com dispersantes aniónicos ou não dispersantes aniónicos ou não iónicosiónicos

CorantesCorantes: : sais orgânicossais orgânicos, com , com uma porção aniónica uma porção aniónica e e outra catiónicaoutra catiónica; ; facilmente dissociáveis em águafacilmente dissociáveis em água

0408

CN

S 06

7

Page 68: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Pigmentos

Comparação dePigmentos Violeta

0408

CN

S 06

8

Page 69: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 06

9

Page 70: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::Coesão Coesão SuperficialSuperficial

ImprimabilidadeImprimabilidade

RigidezRigidez

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Homogeneidade da aplicaçãoHomogeneidade da aplicação

MãoMão

PreçoPreço

OpacidadeOpacidade

0408

CN

S 07

0

Page 71: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amidos

Amido na Indústria PapeleiraTerceiro componente Terceiro componente ((em massaem massa)), , na fabricação na fabricação de de papelpapel

Áreas Áreas de de aplicaçãoaplicação::Amido Amido de de massa massa –– floculaçãofloculação, , retençãoretenção, , drenagemdrenagem, ,

resistência internaresistência interna, , veículo veículo de de agentes agentes de de colagemcolagem

Colagem Colagem superficial superficial –– coesão coesão superficial, superficial, rigidezrigidez, , estabilidade estabilidade dimensional, dimensional, imprimabilidade imprimabilidade offsetoffset

Revestimento Revestimento –– ligante para pigmentos finosligante para pigmentos finos

Tratamento Tratamento de de efluentes efluentes –– controlo da perdacontrolo da perda de de sólidossólidos

Adesivo para cartões multicamadas Adesivo para cartões multicamadas –– laminaçãolaminação, , ondulaçãoondulação

0408

CN

S 07

1

Page 72: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Cozimento de Amidos Modificados

Cozimento Automático Contínuo

Cozimento Automático Descontínuo

0408

CN

S 07

2

Page 73: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Conversão de Amidos Nativos

Aspecto económicoAspecto económico: : diferença preço entre amidos nativos diferença preço entre amidos nativos e e modificadosmodificados

Aspecto técnicoAspecto técnico: : conversão conversão in situ in situ permite adaptar permite adaptar a a viscosidade viscosidade do do amido às necessidadesamido às necessidades

Conversão Conversão de de amidos nativosamidos nativos: : cortar cortar as as cadeias cadeias de de amido amido até obter até obter a a viscosidade óptima para viscosidade óptima para a a aplicaçãoaplicação

Duas tecnologiasDuas tecnologias de de conversãoconversão: TERMOQUÍMICA e : TERMOQUÍMICA e ENZIMÁTICAENZIMÁTICA

0408

CN

S 07

3

Page 74: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Conversão de Amidos Nativos

0408

CN

S 07

4

Page 75: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Conversão Enzimática de Amidos Nativos

Descontínua Automática

0408

CN

S 07

5

Page 76: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Conversão Enzimática de Amidos NativosContínua Automática

0408

CN

S 07

6

Page 77: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Conversão Enzimática de Amidos NativosDistribuição de Massas Moleculares

0408

CN

S 07

7

Page 78: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Aplicação de Amido de Superfície

0408

CN

S 07

8

Page 79: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Aplicação de Amido de Superfície

0408

CN

S 07

9

Page 80: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Amido de Superfície

Aplicação de Amido de Superfície

Propriedades Propriedades do do papelpapel::AumentamAumentam: : resistência resistência à à tracçãotracção, , alongamentoalongamento, , rigidezrigidez, , rebentamentorebentamento, , coesão coesão superficial, IGT, superficial, IGT, imprimabilidadeimprimabilidadeDiminuemDiminuem: : rasgamentorasgamento, , opacidadeopacidade

Permite utilizar mais cargas minerais ou fibras Permite utilizar mais cargas minerais ou fibras de de menor menor qualidadequalidade

Permite criar uma Permite criar uma ““barreirabarreira” ” junto junto à à superfície superfície do do papelpapel, com , com características especiaiscaracterísticas especiais, , adaptadas às necessidadesadaptadas às necessidades

0408

CN

S 08

0

Page 81: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 08

1

Page 82: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Prós & Contras

FunçãoFunção / / VantagensVantagens::ImpressãoImpressão inkink--jetjet

Regular Regular penetração das penetração das tintas flexográficastintas flexográficas

Complemento Complemento de de colagemcolagem

ProblemasProblemas / / InconvenientesInconvenientes::Formação Formação de de espumaespuma

Compatibilidade Compatibilidade com com outros outros aditivos aditivos de de superfíciesuperfície

Perigo Perigo de de contaminações contaminações PMPM

0408

CN

S 08

2

Page 83: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Tipos de Agentes Colagem Superficial

SMA (Styrene SMA (Styrene MaleicMaleic Anhydride): Anhydride): alta eficiência alta eficiência de de colagemcolagem, , grande formação grande formação de de espumaespuma

SAA (Styrene Acrylic Acid): SAA (Styrene Acrylic Acid): alguma contribuição para alguma contribuição para a a colagemcolagem, , formação formação de de espumaespuma

SAE (Styrene Acrylic Emulsion): SAE (Styrene Acrylic Emulsion): reduzida contribuição reduzida contribuição para para a a colagemcolagem, , alguma formação alguma formação de de espuma espuma

Emulsão Emulsão de de AKnD AKnD ((Alkenyl Ketone DimerAlkenyl Ketone Dimer): boa ): boa contribuição para colagemcontribuição para colagem, , sem formação sem formação de de espumaespuma

0408

CN

S 08

3

Page 84: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Tipos de Agentes Colagem Superficial

EmulsãoEmulsão de AKD (Alkyl de AKD (Alkyl Ketone DimerKetone Dimer): boa ): boa contribuição contribuição para colagempara colagem, , sem formaçãosem formação de de espumaespuma, , possíveis possíveis problemas problemas de de migração migração de de cetonascetonas

EmulsãoEmulsão de de AKnDAKnD + SAE: + SAE: nanotecnologiananotecnologia emergenteemergente, , ainda sem resultados seguros ainda sem resultados seguros

……

0408

CN

S 08

4

Page 85: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Partícula de Resina Polimérica

70 - 200 nm

Núcleo Hidrofóbico

++

+

+

++

+

+

+

+

++

++

+

Colóide protector hidrofílico, carregado electricamenete

Colóide protector hidrofílico, carregado electricamenete

0408

CN

S 08

5

Page 86: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Resina Polimérica – Formação de filme

0408

CN

S 08

6

Page 87: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Impressão Ink-jet

Color Spreading

Color to color bleed

0408

CN

S 08

7

Page 88: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Adesividade de toner

Xerox 1090, 100 copies/min.

AKDWet endStarchSurface

AKDWet end reduced(Starch + acrylate polymer)Surface

Removedadhesive tape

0408

CN

S 08

8

Page 89: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Agente de Colagem Superficial

Coesão Superficial – IGT Pick Test

Seco

Húmido

TratamentoSuperficial Amido Amido + Resina Polimérica

0408

CN

S 08

9

Page 90: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

ADITIVOS > Outros Aditivos

Cargas Minerais: custo, resistências mecânicas e qualidade de impressão

Agentes de Retenção e formação da folha

Amidos de Massa e coesão interna

OBA’s e Pigmentos na matizagem e branqueamento

Agentes de Colagem Interna e hidrofobia

Amidos de Superfície e coesão superficial

Agentes de colagem superficial e qualidade de impressão

Outros Aditivos: biocidas, anti-espumas, reguladores de pH, sal, agentes de limpeza, etc

0408

CN

S 09

0

Page 91: PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL ADITIVOS

Muito Obrigado

0408

CN

S 09

1