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Relatório - Produção Celulose e Papel - UFV

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
ENG 447 – QUALIDADE DO MEIO FÍSICO AMBIENTAL
RELATÓRIO: PRODUÇÃO DE CELULOSE E PAPEL 
VERÔNICA SILVA BITTI (78106)
1) Discorra sobre as etapas de processamento na indústria de celulose e papel, desde a atividade agrícola no cultivo das plantações até a geração do produto final.
A produção de polpa celulósica passa por constantes aprimoramentos, que têm por finalidade a melhor produtividade e melhor qualidade da polpa produzida.
O desempenho da produção da polpa celulósica vai muito além do processo fabril. O processo visando obter melhores resultados na produção inicia-se desde a produção da muda até obter-se o produto final. Dessa forma, o preparo da madeira se dá por etapas: Floresta – Estocagem – Descascamento – Casca – Queima e Floresta – Estocagem – Descascamento – Limpeza – Picagem – Classificação - Over / Finos – Queima e, por fim, Floresta – Estocagem – Descascamento – Limpeza – Picagem (produção de cavacos) – Classificação (peneiramento) – Estocagem – Produção de Celulose.
Nesse intuito, a muda é produzida pensando na etapa final do processo, ou seja, é realizada uma seleção genética, buscando sempre um produto de madeira de melhor qualidade para a produção da polpa celulósica, o que envolve prever uma madeira com componentes de lignina mais fáceis de serem decompostos no estágio de cozimento nos digestores. Com isso, tudo começa na produção de mudas, com uma logística de transporte dentro do viveiro e a utilização de pulverizações de defensivos para produzir mudas adequadas para prosseguir o processo. 
É importante ressaltar que é possível fazer papel com qualquer fibra vegetal (madeira, capim, folha, casca de fruta) mas as indústrias de celulose preferem utilizar a madeira por possuir maior produtividade (massa/hectare), fácil manuseio (transporte e processamento) e melhor qualidade (tipo de fibras e composição). Além disso, as principais madeiras no Brasil são: Eucalipto (Hardwood, folhosas e de fibra curta) e Pinus (Softwood, coníferas e de fibra longa).
Para que o melhor desempenho da muda selecionada, também deve-se atrelar a este procedimento as práticas culturais adequadas (controle de formiga, eliminação de cepas, eventuais aplicações de defensivos), que envolve todo o procedimento de plantio, preparo do solo, espaçamento entre plantas, a região de plantio, adubação, irrigação, bem como o controle da idade da planta. Assim, diversas variáveis podem ser controladas ou manejadas com o propósito de obtenção de ganhos na etapa de produção da polpa celulósica.
Após o procedimento de seleção de mudas, plantio e tratos culturais, é feito a colheita, no qual há o preparo das estradas, o corte na floresta, pré-processamento da madeira no campo, e o transporte da madeira para a unidade fabril. A partir deste ponto, a madeira é recebida no pátio de madeira, onde é armazenada. 
Na sequência, a madeira passa por picadores para a produção de cavacos, que é de fato o material pelo qual se realiza o cozimento da madeira nos digestores.
O cozimento dos cavacos tem por objetivo a degradação da lignina e a segregação da celulose. Para isso, o processo Kraft (‘força’, em alemão) é o mais utilizado no mundo, no qual é utilizado a adição da carga de alcalina composta basicamente por soda e sulfetos. Esse processo propicia uma seleção que acarreta na maior degradação da lignina e preservação da celulose e carboidratos, promovendo maior rendimento da polpa celulósica produzida. 
O processo Kraft caracteriza-se pelo uso de solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na2S) para cozinhar os cavacos. As condições do processo depende do tipo de madeira e de polpa, mas geralmente o processo dura de 2 à 4 horas em temperaturas de 140 à 180°C. A solução aquosa de NaOH + Na2S é chamada de Licor Branco e geralmente utiliza-se na relação de 4/1 com a madeira (4 litros de licor para cada Quilograma de cavaco). Os reagentes fragmentam a lignina tornando-as estruturas de baixo peso molecular, solúveis e de tonalidade bastante escura, transformando o Licor Branco em Licor Negro. Ao final do processo, as fibras são separadas do Licor Negro por peneiras e processadas. O Licor negro é engrossado (evaporadores) e queimado (caldeira de recuperação) gerando vapor e o smelt (composto inorgânico de onde se recupera o NaOH e o Na2S)
O cozimento nos digestores ocorrem em alta temperatura e pressão. Condições estas que favorecem a cinética de degradação da lignina e, consequentemente, auxilia o processo de segregação da celulose (desejado) da lignina (indesejada na polpa).
Após o cozimento, a polpa celulósica é lavada e depurada, o licor alcalino utilizado no processo (Licor Negro), agora carregado de composto de lignina, é direcionado para a planta de recuperação química. O estágio de recuperação química é de extrema importância, justificando a viabilidade econômica da fábrica, porém geram resíduos alcalinos que representam alguns dos passivos ambientais a serem tratados.
Após depurada (passar a massa em cestos de peneiras para separar as fibras individualizadas dos rejeitos - aglomerados de fibras e pedaços de cavacos mal “cozidos”, palitos ou shives), a polpa segue para o estágio de branqueamento, que tem por função a remoção da lignina residual e, assim, aumentar o teor de alvura da polpa branqueada. 
Com a polpa celulósica pronta, começa a produção de papel. Algumas empresas de celulose, como a Fibria, por exemplo, tem por objetivo apenas a produção de celulose, e depois são encaminhados para indústrias especificas na produção de papel.
Dessa forma, a fabricação de papel também se dá por etapas: Preparo de massa – Formação – Prensagem – Secagem – Acabamento Superficial – Acabamento. 
O preparo é o ponto de recepção de matéria-prima (celulose), onde a mesma é armazenada para posteriormente ser dosada no processo. Nele, faz-se o controle de consistência, trabalha a refinação das fibras, promove uma melhor homogeneização da massa no tanque de mistura, faz a depuração (tratamento mecânico para retirar impurezas), adiciona-se produtos químicos para controle de drenagem e retenção e propriedades funcionais e controla tonalidade do papel adicionando corantes, além de tentar melhorar a economia do processo através do uso de aditivos.
Em seguida, há a formação. Ele consiste em duas etapas, a caixa de entrada e a mesa plana. A caixa de entrada tem função de distribuir a massa fibrosa em suspensão, ao longo de toda a largura da máquina, a um fluxo com volume constante, quanto ao tempo e ao ponto de incidência na zona de formação da folha, com concentração uniforme do material fibroso. O projeto e operação da caixa de entrada são absolutamente críticos para a fabricação de papel. Já a mesa plana tem um objetivo conflitante, no qual é necessário descobrir uma condição ótima entre a formação, a retenção e a drenagem/desaguamento, sendo que a formação é feita pela distribuição uniforme de fibras e aditivos durante a formação do papel, a retenção pela maior quantidade possível de fibras, cargas e aditivos retidos na folha, e a drenagem pelo máximo desaguamento uniforme, possibilitando uma secagem satisfatória e uniforme depois do formador.
Logo após é a seção de prensagem, que é uma extensão da seção de formação, com o intuito de remover água, consolidar e aperfeiçoar as propriedades físicas da folha, bem como promover uma maior resistência a úmido para proporcionar um bom desempenho da folha na seção de secagem. 
O processo de secagem térmica do papel é primordial para remoção de água da folha, não só pela sua importância na qualidade final do papel produzido, mas também por ser o principal consumidor de energia de toda a planta. Para esta etapa existem diversas possibilidades, mas as seções com cilindros múltiplos são indubitavelmente a técnica mais aplicada. 
A dificuldade de extração de água aumenta em cada fase e também o custo de removê-la. Na seção de secagem, o custo de remoção de água é elevado se comparado com as outras fases do processo.
Na etapa de acabamento superficial,utiliza-se a Calandragem, técnica usada para promover um melhor acabamento superficial do papel, ao longo de toda a largura da máquina, e consequentemente aumentando a densidade do mesmo e uniformizando o perfil transversal de espessura. 
Por fim, na seção de acabamento, última etapa do processo, utiliza-se a enroladeira, com o objetivo de realizar a formação do rolo de papel, de maneira que sua densidade seja sempre constante em toda a extensão da bobina de papel. A uniformidade de enrolamento determina, em grande parte, a qualidade das bobinas de papel obtidas posteriormente na rebobinadeira. 
2) Apresente os principais passivos ambientais da indústria de celulose e papel.
A grande preocupação na fase “industrial” do setor de papel e celulose com a questão ambiental, é com relação ao alto potencial de geração de resíduos, sendo considerado uma importante fonte de poluentes do ar, água e solo. Além disso, o setor é altamente dependente de recursos naturais como fibras vegetais, energia e água, cujo consumo é intenso principalmente nos processos de descascamento (quando está úmido), lavagem, depuração, limpeza e branqueamento. Além do uso intensivo da água, o processo utiliza grandes quantidades de produtos químicos para degradação da lignina e branqueamento da polpa.
 	Isso faz com que o setor passe por uma rígida legislação ambiental, o que é uma barreira não tarifária imposta pelos países desenvolvidos para aqueles que não utilizam produtos recicláveis (REVISTA FAE BUSINESS, 2001). 
Além da questão dos resíduos, outro ponto importante a ser discutido é o próprio reflorestamento com espécies exóticas, no que tange a fase “agrícola” da produção. Apesar de ser a única alternativa encontrada para diminuir o impacto sobre as florestas nativas que são retiradas para o plantio de Eucalipto (monocultura), causam a perda da biodiversidade vegetal e animal, esgotamento da água e empobrecimento do solo (compactação do solo com maior ocorrência de erosões e assoreamento de rio, perda de nutrientes do solo e contaminação do solo e do lençol freático pelo uso intensivo de agrotóxicos).
De acordo com os dados da Bracelpa, o Brasil possui atualmente 2,2 milhões de hectares de florestas plantadas para produção exclusiva de papel e celulose e a expectativa é expandir essa área em 45%, alcançando 3,2 milhões de hectares.
É importante ressaltar que as empresas florestais sérias e compromissadas realizam pesquisas contínuas para a melhoria dos impactos ambientais gerados pela produção de celulose e, com seu comprometimento, respeitam sempre a legislação. Além disso, ainda não se foi comprovado que o Eucalipto causa os devidos problemas ambientais já citados.
Após o cozimento na produção de celulose no processo Kraft, é necessário fazer uma recuperação química, sendo esta de extrema importância. Nesse estágio, de forma geral, são gerados os principais subprodutos sólidos, os resíduos alcalinos que representam alguns dos passivos ambientais que requerem devido tratamento e destinação adequada, para não haver a disposição inadequada e posterior lixiviação. Também chama-se a atenção das emissões atmosféricas que em sua maioria ocorre compreendida dentro desta fase, com a emissão de dióxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, material particulado e compostos orgânicos tóxicos (cloro e sulfetos de hidrogênio). 
O estágio de branqueamento é o setor onde há a maior geração de efluentes, também representando um dos passivos ambientais de maior preocupação, nos quais referem-se ao uso de agentes químicos contendo cloro, substâncias corrosivas cujos efluentes podem afetar a vida aquática caso sejam despejados diretamente no ambiente.
 Os efluentes gerados em todos os estágios devem ser tratados para posterior destinação, que em sua maioria se dão por lançamento em rios, os quais devem seguir as recomendações das normas ambientais (CONAMA 357/05 e CONAMA 430/11).
O tratamento mais utilizado na maioria das fábricas é o tratamento por vias biológicas, principalmente por sistema de lodos ativados. 
3) Argumente e discuta como a atividades de produção de celulose e papel podem estar relacionadas com a Engenharia Agrícola e como o profissional poderia atuar nessa tipologia industrial.
O Engenheiro Agrícola e Ambiental é capaz de atuar em algumas áreas da produção de celulose e papel como: energia, construção rural, eletrificação rural, engenharia de água e solos, extensão rural, mecanização agrícola, planejamento e tecnologias.
A partir disso, é interessante analisar cada área separadamente. Com relação à energia, pode-se levar em consideração a o aproveitamento energético do processo de produção de celulose. Diversas empresas florestais são energeticamente autossustentáveis, pois utilizam a energia do processo para se manter, além de abastecer regiões próximas a elas. 
	Na área de construção rural, pode-se relacionar com construções de estruturas economicamente viáveis, como para o armazenamento adequado de produtos, além de ser voltada para a utilização de energia solar (energia renovável), com o intuito novamente de ser autossuficiente.
	Com relação à engenharia de águas e solos, é importante ressaltar que, como Engenheiro Agrícola e Ambiental, pode-se trabalhar no tratamento de efluentes, tratamento de resíduos produzidos na indústria de celulose, para fazer o descarte adequado de acordo com a legislação. Com relação ao solo, pode-se trabalhar no preparo do solo, plantio, adubação e irrigação, fases iniciais da produção de Eucalipto. Além disso, há um estudo que testa substratos obtidos a partir da combinação de um composto orgânico oriundo de resíduos do processo de fabricação de celulose, com um substrato base de controle, também papel do Engenheiro Agrícola e Ambiental.
	A parte de mecanização agrícola refere-se, principalmente, na colheita da madeira no campo. Tratores como Harvester, Forwarder e Feller - Buncher, por exemplo, são máquinas voltadas especificamente para a colheita florestal. O Engenheiro Agrícola e Ambiental é capaz de produzi-las, manuseá-las durante a colheita e fazer a devida manutenção da máquina.
	Sobre a extensão rural, o papel do engenheiro agrícola e ambiental é se preocupar com as consequências na parte social das pessoas que tiveram que se realocar pela introdução da fábrica na cidade, além da floresta de eucalipto que é plantada no local onde se produzia outras culturas geradoras de renda para as famílias.
	Por fim, a área de planejamento e tecnologias se enquadra na grande maioria das engenharias. Todo engenheiro que é contratado precisa planejar para produzir novas tecnologias que contribuem para o desenvolvimento e melhoramento das indústrias, tanto na parte florestal quanto na parte industrial. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARRETTO, V. C. M. Resíduos de indústria de celulose e papel na fertilidade do solo e no desenvolvimento de eucalipto. Jaboticabal: UNESP, 2008. 64p. Tese Doutorado.
BRACELPA – Associação Brasileira de Celulose e Papel. Setor de celulose e papel.2008. Disponível em: < http://www.bracelpa.org.br/bra/estatisticas/pdf/booklet/ novembro2008.pdf >. Acesso em: 16 de Maio de 2017.
REVISTA FAE BUSINESS. O mercado de Papel e Celulose – análise setorial, n°1 nov 2001. Disponível em: < http://www.fae.edu/publicacoes/pdf/revista_fae_business/n1_dezembro_2001/ analisesetorial_o_mercado_de_papel_e_celulose.pdf >. Acesso em: 16 de Abril de 2017.
Impactos Ambientais – A Indústria de Papel e Celulose. Nov. 2012. Disponível em: < https://blogdoquintiere.wordpress.com/2012/11/13/impactos-ambientais-a-industria-de-papel-e-celulose/ >. Acesso em: 16 de Abril de 2017.
Oliveira Filho, A.C.; Fernandes, F.M.; Lima, N.R.; Dutra, N.; Ramos, W. Resduos slidos gerados diretamente dos processos industriais. 30” Congresso Anual da ABTCP: 447 463. (1997).
Toledo, F. H. S. F.; Venturin, N.; Carlos L., Dias, B. A. S.; Venturin, R. P.; Macedo, R. L. G. Composto de resíduos da fabricação de papel e celulose na produção de mudas de eucalipto. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.19,n.7, p.711–716, 2015. 
Bazzo, J. F. Utilização de composto orgânico de lodo de esgoto como substrato para produção de mudas de eucalipto. Botucatu: UNESP, 2009. 62p. Dissertação Mestrado.

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