Controle de energia no refino de baixa consistência

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Descreve as técnicas existentes para a aplicação de energia no refino de baixa consistência de fibras celulósica.

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Controle de energia no refino de baixa consistência

  1. 1. Controle de energia no refino de baixa consistência Luciano Oliveira lramosoliveira@yahoo.com.br 2015-11 https://br.linkedin.com/pub/luciano-r-oliveira/0/545/421
  2. 2. A energia no refino de baixa consistência O refino de fibras celulósicas em baixa consistência, i.e., 3,5% – 6%, é uma etapa fundamental do processo de fabricação de papel. Esta técnica vem desde os primórdios da invenção do papel, e tem como função principal adequar a anatomia da fibra para um determinado fim. Apesar de amplamente utilizado em toda linha de produção de papel, o processo de refino conserva amplo interesse dos profissionais, seja pelo resultado que se pode alcançar, como pela grande demanda energética característica desta técnica. Há estimativas que a energia consumida pelos refinadores em uma planta de papel corresponde a 25% - 35% de toda a fábrica. Tem se observado no campo variadas formas de controle da energia de refino.
  3. 3. 1. Controle de corrente do motor Esta técnica é a mais popular. Trata-se de manter um valor de corrente fixo, independentemente das alterações de fluxo e consistência através do refinador. Não requer instrumentação sofisticada, sendo de baixo custo de implantação. Adequado para processos estáveis, onde não há modificação de especificações do produto final. A desvantagem é não corrigir o grau de refino caso haja qualquer variação. É uma malha aberta.
  4. 4. 2. Controle de energia específica É um avanço em relação à primeira técnica, onde desta vez a corrente do motor é controlada em função da produção. Através da corrente do motor obtém-se o valor de kWh aplicado, e com os valores de consistência e fluxo, consegue-se a produção horária. Conhecendo-se a potência em vazio da máquina (no-load), pode-se dividir os kWh líquidos pela produção em ton/h, obtendo- se assim a energia específica kWh/ton. Fecha-se a malha, se começa a trabalhar através do setpoint de energia específica, variando a potência do motor proporcionalmente à produção corrente. A vantagem desta técnica é boa efetividade aliada ao custo reduzido. A desvantagem é a incapacidade de compensar grandes variações de grau de refino na polpa de entrada do refinador.
  5. 5. 3. Controle automático do grau de refino O grau de refino normalmente é dado por Canadian Standard of Freeness (CSF), medido em mililitros, ou através de Shopper-Riegler. Ambas as unidades representam a drenabilidade que a polpa celulósica apresenta, a qual tem relação direta com o grau de refino das fibras. Há diversas tabelas de conversão entre estas unidades, mas ambos são amplamente utilizados na indústria de papel para medição desta variável. Através da técnica de controle automático de grau de refino é possível alterar o valor de energia específica automaticamente, para atingir o grau de refino necessário para a produção de papel. Este controle uniformiza a qualidade da fibra, otimizando a aplicação de energia conforme a qualidade da fibra que entra no processo. Visto que grande parte das fábricas de papel não são integradas, pode haver grande variação na matéria-prima recebida no desagregador. Esta estratégia compensa boa parte destas variações. Ela, entretanto, demanda uma instrumentação sofisticada, e requer além dos instrumentos que são utilizados no Controle de Energia Específica acima, um medidor de grau de refino on-line. Este instrumento tem suas particularidades, normalmente tem um custo de aquisição e manutenção relevantes para uma pequena planta.
  6. 6. Técnicas adicionais • Controle de vácuo na mesa formadora: utilizado em diversas plantas de fabricação de papel, este controle tem como característica variar a energia nos refinadores conforme o vácuo gerado na mesa formadora da máquina de papel. O vácuo tem uma relação direta com o grau de refino das fibras, portanto, é uma boa variável de controle. Esta técnica possui desvantagens, pois o vácuo na mesa formadora depende também de outros fatores, tais como retenção, drenagem, temperatura, velocidade da máquina, gramatura, entre outros. Mesmo assim, mesmo quando não relacionado diretamente com o grau de refino, é utilizado como um importante indicador do processo.
  7. 7. Técnicas adicionais • Porosidade do papel: dependendo do tipo de papel, a porosidade é um importante fator de reconhecimento ação de refino. Por porosidade entende-se o volume de ar que atravessa uma folha em determinado espaço de tempo. Apesar de não haver controle automático de refino através da porosidade do papel, a mudança desta variável na folha pode ser um indicativo de alteração no refino. Estes efeitos são bastante importantes na fabricação de papéis extensíveis (sack papers), utilizados principalmente para a embalagem de cimento.

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