Relatório LAB III 3

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BRUNA OLIVEIRA RIBEIRO 
LUCIANA APARECIDA FOGAÇA 
TAYNARA BUENO CRUZ 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE PRÁTICAS LABORATORIAIS 
FORMAÇÃO DE FOLHAS E TESTES FÍSICOS DO PAPEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
Telêmaco Borba - PR 
2018 
 
 
 
 
BRUNA OLIVEIRA RIBEIRO 
LUCIANA APARECIDA FOGAÇA 
TAYNARA BUENO CRUZ 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE PRÁTICAS LABORATORIAIS 
FORMAÇÃO DE FOLHAS E TESTES FÍSICOS DO PAPEL 
 
 
Relatório apresentado ao Curso de 
Engenharia Química, da Faculdade de 
Telêmaco Borba, como requisito parcial 
de nota bimestral. 
 
Prof. Fernanda Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Telêmaco Borba - PR 
2018 
 
 
 
 
 
RESUMO 
O relatório em questão inicia-se com uma breve introdução na qual é descrita o 
processo de formação de folhas e a aplicação de aditivos para papel e 
importância da utilização destes produtos na indústria, são apresentados os 
objetivos gerais e específicos do trabalho. As folhas foram formadas em 
laboratório, e após foram submetidas a testes físicos, que auxiliam na 
identificação das características do papel. Através de uma revisão bibliográfica 
foi apresentado o embasamento teórico utilizado ao longo do desenvolvimento 
da prática. Também estão descritos os materiais e métodos utilizados na prática. 
Foram realizados os cálculos e avaliações necessárias e apresentadas as 
considerações finais. 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
Dois grandes segmentos industriais compõem a indústria de celulose e 
papel, cada um deles tem seu processo produtivo. Um destes processos produz 
tipos diferentes de celulose e pastas, tendo grande destaque a celulose produzida a 
partir do processo Kraft. O outro segmento desse setor é o de papel, responsável 
pela produção de diversos produtos relacionados, cujo os principais são: papel para 
imprimir e escrever; papel para embalagens; papel de imprensa e papéis para fins 
sanitários. 
O termo papel é utilizado a uma folha formada, seca e acabada, de uma 
suspensão de fibras vegetais, que foram desagregadas, refinadas e depuradas 
tendo ou não presença de aditivos, dependendo das características de utilização do 
produto final. 
O papel não é constituído apenas por fibras, podem ser aplicados a 
suspensão aditivos que auxiliam na melhora das suas propriedades. 
Dentre estes aditivos os principais são: 
 Caulim, Carbonato de Cálcio, Dióxido de titânio 
 Agentes de colagem: Breu, ASA, AKD 
 Agentes de cor e brancura: Corantes, Alvejantes Ópticos 
 Agentes de retenção: Amidos Catiônicos, Sílica Coloidal 
 Agentes de resistência a úmido: Epicloridrinamida 
 Agentes de resistência a seco: Amido, Policrilamidas 
Outros aditivos também utilizados são descritos a seguir; 
 Acidificantes Alcalinizantes Antiespumantes e Desaerantes 
Controladores de “stickies” Dispersantes Tensoativos 
O conhecimento das propriedades físico químicas dos materiais faz 
necessário para obtenção de resultados que permitam a previsão do 
comportamento do material ou produto sujeito a esforços. 
Os testes físicos propiciam o conhecimento da composição do papel, sua 
estrutura e os vários componentes que compõe as propriedades físico-mecânicas 
dos materiais, posteriormente associando-os na produção do papel. 
 
 
 
Os testes físicos químicos são realizados desde de o preparo do suspensão 
até o produto final e vão depender da finalidade do produto, contudo alguns ensaios 
são essenciais ao processo. 
 
2 OBJETIVO 
 O trabalho tem como objetivo, determinar a consistência de polpa celulósica 
e verificar a ação da dosagem de aditivo, avaliando principalmente as propriedades 
de resistência a seco de folhas confeccionadas com fibra longa e fibra curta 
marrom. 
2.1 OBJETIVO ESPECIFÍCO 
 Determinar a consistência de fibras longa marrom. 
 Determinar a gramatura; 
 Determinar a resistência ao rasgo; 
 Determinar a resistência à tração; 
 Determinar a resistência à flexão. 
 
3 DESENVOLVIMENTO 
3.1 TESTES FISICOS- QUÍMICOS 
Consistência – Dizemos que consistência é a percentagem de um sólido 
em relação ao líquido. A consistência é a massa da fase sólida de uma amostra, 
quando secada até a massa constante, a uma temperatura de 100 a 130° C. É 
expressa como porcentagem (%) em massa de amostra. É representada por Cs. 
Gramatura – Gramatura é a medida da massa pela área de um papel, 
expressa em gramas por metro quadrado (g/m²). É calculada a partir da razão entre 
a massa pela área, após a conversão de unidades, sendo expressa em gramas (g) 
por metro quadrado (m²) (TAPPI, 2013). Quanto maior for a gramatura, mais grosso 
será o papel. 
Espessura – A espessura é a distância entre as duas faces do papel ou 
cartão, quando uma folha é colocada entre duas superfícies planas, circulares e 
 
 
 
sujeitas a uma pressão constante. A espessura pode ser afetada pela composição 
fibrosa, grau de refino e, principalmente pela calandragem e prensagem; por sua 
vez, afeta as propriedades mecânicas e ópticas do papel. O teste será feito em um 
micrômetro manual, Modelo: AD500, Marca: Qualitylabor, com várias medições em 
diferentes locais da folha de papel, sendo assim expressa em mm. 
Resistência ao Rasgo – A resistência ao rasgo é a força perpendicular ao 
plano do papel necessária para rasgar uma ou mais folhas de papel através de uma 
distância específica depois do rasgo ter sido iniciado, utilizando o equipamento de 
rasgo tipo Elmendorf. A resistência ao rasgo é expressa N. Calculada pela seguinte 
equação. 
 
 
Resistência à Tração – A resistência à tração é a força máxima de tração 
desenvolvida em corpo de prova (papel) suporta antes de se romper, sob condições 
definidas. Resistência à tração é a força por unidade de largura do corpo de prova. 
É um indicador da resistência derivada de fatores, tais como a resistência da fibra, 
comprimento de fibra, refinação, quantidade/qualidade do amido adicionado, 
quantidade de carga mineral e colagem. Ela pode ser utilizada para deduzir 
informação sobre estes fatores, especialmente quando utilizadas como um índice 
de resistência à tração, que no caso é a resistência a tração divido pela gramatura. 
No controle de qualidade, resistência à tração foi usado como uma indicação da 
capacidade de funcionamento dos diversos papéis que são submetidos a uma 
tensão de tração simples e direta (TAPPI, 2013). 
Alongamento – Alongamento, é a tensão máxima de tração desenvolvido 
em corpo de prova antes da ruptura num ensaio de tração, sob condições 
prescritas. O alongamento (ou alongamento em percentagem) é expresso como 
uma percentagem, isto é, cem vezes a razão entre o aumento de comprimento da 
amostra de ensaio para o intervalo de teste original (TAPPI, 2013). 
Resistência à Flexão – Resistência à flexão é a força, em milinewtons 
(mN), requerida para defletir um corpo de prova retangular, fixada em uma 
extremidade, através de um ângulo especificado (15°). A força é aplicada perto da 
extremidade livre do corpo de prova, normal ao plano que inclui o próximo borda do 
corpo de prova. A resistência à flexão pode variar pelos seguintes fatores: teste com 
 
 
 
ângulo diferente, a largura do corpo de prova e/ou a distância entre a extremidade 
do grampo. (TAPPI,2013) A resistência a flexão é uma das propriedades funcionais 
mais importante do papel e, principalmente, do cartão. A resistência de flexão pode 
ser aumentada com a utilização de fibras longas na composição do papel/cartão, a 
adição de amido e o aumento de refinação. Já a adição de cargas minerais e o 
tempo de prensagem e a força aplicada podem fazer com que esta propriedade 
decresça. Os testes foram realizados conforme a TAPPI (2013) T 489 om-13, no 
equipamento Medidor de Rigidez, Modelo: RI-Q, Marca: QUALITYLABOR. 
 
 
 
 
3.2 MATERIAIS 
Os matérias utilizada para o realizar a prática foram: 
 Proveta; 
 Papel filtro qualitativo; 
 Polpa celulósica Marrom; 
 Becker de 4000 mL; 
 Kitasato; Funil de Buchner; 
 Dinamômetro Horizontal; 
 Medidor de Rigidez; 
 Guilhotinas; 
 Elmendorf; 
 Micrômetro; 
 Régua; 
 Balança Semi-analítica. 
 
 
 
 
 
 
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTTAL 
 
3.3.1 Consistência 
 Para realizar o procedimento foi necessário pesar a proveta e logo após 
transferir 100 ml da polpa desagregada para a proveta. Após a pesagem do papel 
filtro, foi inserido em um funil de Buchner e umedecido com a água destilada, foi 
ligado bomba para retirar o excesso de água, e para transferir a amostra. A amostra 
foi filtrada e colada na estufa. 
 
3.3.2 Formação da Folha 
Para formar a folha, foi utilizada a fibra curta cerca de 1500ml de fibra curta 
diluída mais aditivo (amido), para duas folhas, aproximadamente 750 ml para cada 
folha. 
Foi adicionado cerca de 750 ml a coluna de formação, quando o 
equipamento chegava a 4 L de água, essa mistura foi agitada cerca de 15 
segundos, foi sedimentada, ligada a bomba a vácuo e após a retirada da folha. 
Procedimento foi realizado duas vezes, formando assim duas folhas. 
As folhas formadas foram colocadas em uma estufa para ser realizados 
testes físicos. 
 
3.3.3 Gramatura 
Para a gramatura foi pesado a folha, e com o diâmetro da folha foi calculado 
a gramatura. 
 
3.3.4 Espessura 
Com o auxílio de um medido de espessura digital, foi inserido a folha e a 
leitura foi realizada. 
 
 
 
 
3.3.5 Resistência ao rasgo 
Com o auxílio de uma guilhotina foi cortado um pedação da folha. Esse 
pedaço foi fixado ao equipamento Elmendorf, feito o rasgo inicial, e verificado se o 
ponteiro estava na marca inicial, soltado o pendulo e realizado a leitura. 
 
3.3.6 Resistência a tração 
Com o auxílio da guilhotina a folha foi cortada e logo fixada ao equipamento 
que estava inserido os dados (gramatura, espessura, etc) no dinamômetro 
horizontal, e após foi realizada a leitura. 
 
 
 
 
 
3.3.7 Resistência ao flexão 
Com o auxílio de uma guilhotina foi cortado um pedação da folha. Esse 
pedaço foi fixado ao equipamento já calibrado, e feita a leitura até o ângulo de 15° 
para a direita e para esquerda. 
 
 
4 RESULTADO E DISCUSSÕES 
A consistência foi calculada na seguinte maneira: 
- Polpa desagrada = 100 ml → 98,7661 g 
- Papel Filtro = 0,7307 g 
- Polpa + Papel filtro= 1,3561 g 
- Polpa seca = 0,6254 g. 
 
 
 
 
 
 
Para chegar na valor da gramatura foi feito o seguinte cálculo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O cálculo para saber quanto ml de fibra diluída e aditivos foram necessário 
para a formação da folha: 
 
 
 
 
 
 
Para formação de 2 folhas -> 1500 ml 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com o auxílio dos equipamentos, foram chegado as seguintes resultados, 
sendo eles as médias dos resultados de fibra curta e fibra curta + aditivo, e fibra 
longa e fibra longa + aditivo. 
 
 
Rasgo 
(V médio) 
Gramatura 
(g/m
2
) 
Espessura 
(mm) 
Tração 
(N) 
Flexão 
Alongamento 
(mm) 
FL + 
ADT 
31 191,815 0,599 50,24 
D: 12,5 
E: 10,6 
3,68 
FC + 
ADT 
5,0 152,73 0,476 29,2 
D: 15 
E: 14,5 
1,85 
FL 39 256,7 0,525 39,15 
D: 14 
E: 12,2 
1,86 
FC 11 162,75 0,674 73,8 
D: 25,5 
E: 33 
4,35 
 
 
Com as seguintes formulas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conseguimos chegar aos valores apresentados na tabela abaixo: 
 
R.R 
médio 
R.R 
calculad
o 
Rasgo 
(Valor 
medido) 
Rasgo (V 
médio) 
Gramatu
ra (g/m2) 
Espessu
ra (mm) 
Tração 
(N) 
M. 
Flexão 
FL 
(adt) 
4865,76 
3139,2 20 
31 191,815 0,599 50,24 57,75 
6592,32 42 
FC 
(adt) 
784,8 
784,8 5 
5 152,73 0,476 29,2 73,75 
784,8 5 
FL 6121,44 
5650,56 36 
39 256,7 0,525 39,15 65,5 
6592,32 42 
FC 1726,56 
1726,56 11 
11 162,75 0,674 73,8 146,25 
1726,56 11 
 
 
M. 
Flexão 
R. 
Flexão 
Flexão 
Alongamento 
(mm) 
IR IT IF 
FL 
(adt) 
57,75 111,0453 
12,5 
3,68 25,36694 0,261 0,578919 
10,6 
FC 
(adt) 
73,75 141,8111 
15 
1,85 5,13848 0,185 0,928509 
14,5 
FL 65,5 125,9475 
14 
1,86 23,84667 0,152513 0,490641 
12,2 
FC 146,25 281,2187 
25,5 
4,35 10,60866 0,453456 1,727918 
33 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
O número total de amostras utilizados para a realização dos testes físicos (2 
folhas) não é um número significativo de amostras, dessa forma não é possível 
visualizar de forma clara as características de cada tipo de fibra e do uso do aditivo. 
Apesar disso, é possível visualizar uma alteração no testes de flexão e alongamento: 
a flexão e o alongamento da folha de fibra curta com o aditivo são menores do que a 
flexão e o alongamento da folha de fibra curta sem aditivo. 
O amido é um aditivo capaz de aumentar a resistência mecânica do papel, 
melhorar a organização das fibras de celulose e dar melhor acabamento superficial 
ao papel, entre outros. O aumento da resistência mecânica que o amido proporciona 
é responsável pela diminuição da flexão e do alongamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
BRACELPA, Dados Estatistíticos. São Paulo, 2013. (www.bracelpa.org.br) 
 
IPT . Celulose e Papel. Tecnologia de Fabricação de pasta celulósica. Vol I. 2 ed. 
IPT, São Paulo, 1988. 559p. 
 
IPT. Celulose e Papel. Tecnologia de fabricação do papel. Vol II. 2.ed. IPT, São 
Paulo, 1988. 405p. 
 
Processo de Fabricação de Papel – Uma visão geral; <> Disponivel em: 
file:///C:/Users/s2em/AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/IE/MW79RS1F/S
D_Papel_Visao_geral.pdf<> Acesso em 10/06/2018 
 
TAPPI . Introduction to Pulping Technology. Pulping. Tappi Home Study Course No. 
2. TAPPI, Atlanta, 1976. 
 
WENZEL, A.F.J. Kraft pulping: theory and practice. Lockwood. New York, 1967. 
170p.