Processo de Produção de Celulose

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Produção de celulose
Celulose
O que é?
Plantio
Colheita
Custo
O que é?
A celulose é um carboidrato fibroso, componente mais abundante da parede celular dos vegetais, conferindo rigidez e firmeza às plantas. 
Produtos farmacêutico, cosmético, têxtil e alimentar;
Fibra longa (maior resistência) e Fibra curta (alta maciez);
Plantio
Eucalipto e Pinus;
Florestas plantadas: indústria, conservação do meio ambiente, sem esgotar os recursos naturais;
Eucalipto atua na conservação do solo, minimiza a erosão. As florestas contribuem para a fauna e flora nativa, e para infiltração de agua no solo;
Realizado a partir de clones;
Mosaicos Florestais - intercalam o plantio industrial (florestas plantadas) e as florestas naturais, biodiversidade e produtividade.
Mosaico Florestal Sustentável
Colheita
Eucalipto leva de 6 a 7 anos para atingir a idade de colheita, feita por máquinas florestais, que colhem e descascam as árvores plantadas e as cortam em toras. Os resíduos, como galhos e folhas, permanecem no solo, criando uma proteção natural e contribuindo para a reposição de nutrientes. 
Custo
Os custos variam muito de região para região e dependem das condições que o pequeno produtor encontra em sua propriedade, como a área, disponibilidade de mão-de-obra, etc. 
Em média o custo por hectare, com valor das mudas em torno de R$ 0,20 a 0,30 por muda e para um ciclo de produções de 7 anos, é de R$2514,00.
Produção 
Nacional/Regional
Vendas e Exportação
Produção no Brasil
O segmento dobrou o volume produzido, com crescimento médio de 6,5% ao ano. Anualmente são produzidos aproximadamente 41m³/ha de eucalipto;
Em 2008: 4º Produtor mundial de celulose;
Em 2012: produziu 14 milhões de toneladas;
Hoje, as florestas plantadas de eucalipto cobrem 4,8 milhões de hectares no Brasil segundo dados da Associação Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas (ABRAF). Desse total, 1,8 milhão é cultivado pela indústria de celulose e papel, o que corresponde a 81,2% das florestas plantadas desse setor.
No acumulado do ano até setembro de 2013, a produção de celulose atingiu 11,1 milhões de toneladas, avanço de 6,6 por cento sobre o mesmo período do ano passado, enquanto as exportações subiram 12,6 por cento. 
Produção no Paraná: 
O Paraná ocupa a primeira posição no ranking da produção de papel e celulose da região Sul e é o segundo maior produtor de papel do país. Além disso, abriga o Centro de Tecnologia em Celulose e Papel, referência nacional em tecnologia.
Vendas e Exportação
Alta produtividade diminui o custo de venda, em torno de US$108 por tonelada, contra US$112 nos EUA;
Julho – Setembro: melhor trimestre da indústria brasileira de papel e celulose, as vendas alcançaram valores recordes devido ao dólar mais valorizado, pois muitas empresas tem seu lucro baseado em exportações, e à uma ampla política de contenção de despesas. 
Destino Exportações de Celulose
Empresas 
Fibria
Votorantim Papel e Celulose;
Entre as 30 empresas brasileiras com maior valor de mercado.  É uma empresa envolvida no negócio de florestas renováveis; 
Áreas de atuação: florestas, celulose, papel e madeira;
Possui plantações de eucaliptos, florestas nativas e protegidas nos estados do ES, MS, RS e SP. Lucro baseado nas exportações e grande participação em projetos e programas de educação ambiental, assim como, na produção sustentável.
Iguaçú
A empresa atua na industrialização e comercialização de papel e celulose. 
É responsável por todo o ciclo da produção da madeira, desde a floresta até a apresentação final.
O parque florestal, localizado no Paraná e em Santa Catarina, conta com 26.000 hectares reflorestados com pinus e eucalipto.
 Hoje, a Iguaçu é a principal fornecedora nacional de celulose fibra longa não branqueada. 
Unidade São José dos Pinhais
Preparo da Madeira
Fluxograma do preparo da madeira
Pátio de Madeira
Local onde as toras, descascadas ou não, são recebidas da floresta
Descascamento da Madeira
Uma vez descascadas, as toras são levadas ao picador onde transformam-se, em poucos segundos, em frações menores denominadas cavacos
Tipos de Descascador
Descascador de Tambor
Descascador de Bolsa
Descascador de Anel
Descascador Hidráulico
Qualidade da Madeira
A qualidade da madeira é afetada pelos seguintes parâmetros:
Parcialmente ligados à formação da madeira (diâmetro, conicidade, retidão e etc.)
Parcialmente ligados à sua preparação para o uso no processo (corte, transporte, armazenamento, descascamento, picagem, seleção e etc.)
Recursos financeiros, materiais e humanos
Tecnologia industrial
Estocagem
Os principais problemas gerados durante a estocagem e manuseio dos toretes (troncos) são:
Quebra
Danos por insetos
Secagem
Manchas
Apodrecimento
Corte
Redução dos toretes maiores em frações menores, já que os de longo comprimento causam problemas referentes a qualidade do cavaco
Corte
Empilhamento
Transporte para desgalhamento
Desgalhamento
Desgalhadeira
Transporte para corte
Corte na bitola
Empilhamento para transporte à fábrica
Cozimento
O que é?
Dissolução da lignina;
Liberação das fibras da celulose;
Produção da pasta marrom
Lignina
Molécula varia de acordo com a espécie da planta;
Oxigênio, Hidrogênio e Carbono;
Compostas por unidades de propano-fenol substituídos com grupos funcionais.
Principais grupos funcionais
Gualacil
Sirigil
Processo Kraft
Soluções alcalinas aquosas;
170º C;
Na2S e NaOH;
Polpa de celulose;
CAVACO + NaOH(aq) + Na2S(aq) + Sais de Óxido → Pasta (polpa) de celulose marrom + Licor preto
Digestor contínuo 
Vantagens
RECUPERAÇÃO DOS REAGENTES
FLEXIBILIDADE
BRANCURA
SUBPRODUTOS
Desvantagens
CUSTO
MAU-CHEIRO
Recuperação Kraft
Recuperação do Licor Negro
Por que recuperar o licor negro?
Evaporadores de Múltiplo Efeito
Caldeira de Recuperação
Caustificação e Forno de cal
ReaçõesCalstificação:
Na2CO3 + CaO 	NaOH + Ca2CO3
Forno de Cal
Ca2CO3 	 CaO + CO2
Deslignificação com Oxigênio
O Processo de Branqueamento
Branqueamento
O processo de branqueamento tem por objetivo melhorar as propriedades da polpa.
Remove a pequena porcentagem ainda presente de impurezas de lignina com tonalidade escura e as partículas de madeira. 
Obtêm celulose pura com grau de alvura desejável e estável.
Processo
O branqueamento é efetuado normalmente em sequências de três a cinco estágios.
São utilizadas quantidades menores de reagentes nesses estágios, com lavagens intermediárias.
Elevar o grau de alvura.
Reduzir a degradação das fibras.
Reagente oxidantes
C – Cloro
H – Hipoclorito
D – Dióxido de cloro
O – Oxigênio
P – Peróxido de oxigênio
E – Hidróxido de Sódio
Z – Ozônio
Tipos de branqueamento
Pré- branqueamento com oxigênio
Branqueamento com cloro
Branqueamento com dióxido de cloro
Branqueamento com peróxido de hidrogênio
Branqueamento com ozônio
Branqueamento com enzimas
Extração alcalina
Branqueamento sem cloro
Método convencional com cloro, libera compostos organoclorados.
Elemental Chlorine Free (ECF)
Total Chlorine Free (TCF)
Depuração
São eliminadas as impurezas da pasta de celulose
polpa é concentrada 
estocada em torres de alta consistência
encaminhada para a fabricação de papel ou para secagem e enfardamento.
Processo de branqueamento ECF
 PROCESSO DE SECAGEM
Secagem
Processo de remoção da água por evaporação.
Remove a água remanescente de celulose que não foi retirada por prensagem.
Permite fácil e econômico transporte.
As maneiras mais comuns de secagem são por cilindros e por colchão de ar.
Processo
A polpa entra nos sistemas de prensagem
Encaminhada para um túnel secador
Troca calor com o ar quente soprado
Atinge teor seco de aproximadamente 90%
Na saída do Secador, a folha é cortada e empilhada em fardos.