Aditivos fiáveis para água de caldeiras, circuitos de refrigeração, sistemas de membranas e tratamento de águas residuais na indústria da pasta e do papel

Nas máquinas de papel modernas, são utilizadas cargas como o carbonato de cálcio, o caulino ou o talco para melhorar a brancura, o volume e a capacidade de impressão. Estes aditivos podem representar até 35% do peso do papel - o que torna a sua retenção economicamente crucial. Sem aditivos de processo adequados, grandes quantidades perdem-se com a água branca, acabam nas águas residuais ou poluem os sistemas de circulação.

• Os agentes de retenção (por exemplo, polímeros catiónicos ou compostos de alumínio) asseguram que as cargas e as fibras são ligadas no processo de formação da folha e retidas na tela.

• Os floculantes apoiam a formação de agregados maiores (macroflocos) que são suficientemente estáveis para não voltarem a ser enxaguados.

• Esta combinação de aditivos funciona de forma semelhante ao tratamento de águas residuais industriais, onde são utilizados precipitantes e floculantes para separar as partículas finas e as substâncias dissolvidas.

Relevância prática:

• Uma maior retenção reduz o consumo de matérias-primas e poupa custos.

• Ao mesmo tempo, a estabilidade do processo é melhorada, uma vez que entram menos partículas finas no ciclo.

• O tratamento de águas residuais também é beneficiado, uma vez que são produzidas cargas de sólidos mais baixas e a fase de tratamento é aliviada.

Conclusão: Os agentes de retenção e floculação são uma ferramenta fundamental para conseguir uma utilização eficiente do stock na máquina de papel - com paralelos diretos com a tecnologia de águas residuais.

A indústria do papel trabalha com grandes quantidades de água de processo e de circulação que são ricas em substâncias orgânicas (fibras, amido, resíduos de lenhina). Estas substâncias proporcionam condições ideais para bactérias, leveduras e algas. Ao mesmo tempo, a entrada de ar e os tensioactivos promovem uma forte formação de espuma. Ambos podem perturbar gravemente a produção: A espuma provoca erros de medição e transbordos, os biofilmes levam a depósitos, odores, buracos ou manchas no papel.

• Os antiespumantes quebram imediatamente a espuma estável e evitam a formação de espuma. Têm um efeito físico sem afetar a qualidade do papel.

• Os biocidas (oxidativos e não oxidativos) controlam o crescimento microbiológico. Uma estratégia de rotação de biocidas é importante para evitar o desenvolvimento de resistência.

• Em combinação, os dois tipos de aditivos garantem que os circuitos permanecem livres de limo, biofilmes e espuma indesejada.

Paralelamente ao tratamento de águas residuais:
A espuma e os biofilmes são também problemas típicos das estações de tratamento biológico de águas residuais ou das lamas de retorno, que são resolvidos com aditivos específicos. A experiência adquirida com estas aplicações flui diretamente para os aditivos de processo para a indústria do papel.

Vantagens práticas:

• Menos paragens e limpezas não planeadas

• Qualidade de papel estável , sem manchas e buracos

• Menor carga microbiológica nos circuitos, o que também melhora os valores das águas residuais

Conclusão: Com o pacote de aditivos correto, a bioincrustação e a formação de espuma podem ser permanentemente controladas - para uma produção sem problemas e uma qualidade de papel consistente.

Para além das fibras, das perdas de carga e do amido, os fluxos de águas residuais na indústria do papel também contêm resíduos orgânicos (por exemplo, lenhina, resinas, produtos químicos de polpação). Dependendo dos aditivos utilizados, podem também existir metais pesados como o alumínio, o ferro ou vestígios de componentes de corantes. Sem um tratamento específico, não é possível cumprir os valores-limite rigorosos.

• Os precipitantes (por exemplo, sais de ferro ou de alumínio) reagem com iões dissolvidos e substâncias orgânicas e convertem-nos em compostos insolúveis e separáveis.

• Os floculantes (polímeros) aumentam as partículas resultantes e facilitam a sua separação em sistemas de sedimentação ou de flotação.

• A regulação do pH assegura que os aditivos funcionam na gama eficaz ideal - semelhante à galvanoplastia ou à indústria metalúrgica, onde os metais são especificamente precipitados na gama dos hidróxidos.

• Para os resíduos particularmente difíceis de decompor, podem também ser utilizados aditivos oxidantes para decompor corantes e fragmentos de lenhina.

Vantagens práticas para a indústria do papel:

• Conformidade fiável com os limites legais, mesmo durante picos de carga

• Redução do volume de lamas graças a combinações optimizadas de precipitação e floculação

• Alívio das fases biológicas e melhoria da qualidade dos efluentes

Conclusão: O tratamento de águas residuais na indústria do papel utiliza aditivos de processo muito semelhantes aos do tratamento de águas residuais industriais - com a diferença de que a elevada carga orgânica e os resíduos de fibra representam um desafio particular neste caso.

Antecedentes
O branqueamento é uma etapa fundamental na produção de pasta de papel para remover os resíduos de lenhina e tornar a pasta mais leve. Os agentes oxidantes típicos são o dióxido de cloro, o peróxido de hidrogénio, o oxigénio ou o ácido peroxiacético. Este processo é um dos maiores factores de custo numa fábrica de papel e tem um impacto direto na qualidade do produto e na poluição das águas residuais.

Solução com aditivos de processo

• Os estabilizadores químicos impedem que o peróxido de hidrogénio ou o dióxido de cloro se decomponham prematuramente. Isto prolonga a eficácia e estabiliza o efeito de branqueamento.

• Os reguladores de pH mantêm o ambiente ótimo: o peróxido desenvolve o seu efeito máximo na gama ligeiramente alcalina, o dióxido de cloro no ambiente ligeiramente ácido. Os aditivos ajudam a manter de forma fiável estas janelas estreitas.

• Os potenciadores de oxidação (por exemplo, catalisadores metálicos ou sistemas do tipo Fenton) podem aumentar a eficiência de modo a que sejam necessários menos produtos químicos primários.

• O controlo da espuma e do lodo nas fases de branqueamento, através de antiespumantes e biocidas, evita problemas secundários, muitas vezes subestimados, mas que conduzem a disfuncionamentos.

Benefícios para a indústria do papel

• Reduzir os custos dos produtos químicos: Menos consumo com o mesmo ou melhor efeito.

• Grau de brancura constante mesmo com a alteração da qualidade da madeira.

• Alívio no tratamento de águas residuais, uma vez que são introduzidos menos produtos químicos residuais.

Antecedentes
As fábricas de papel estão entre os maiores utilizadores industriais de energia e água. Trabalham com grandes quantidades de água de arrefecimento e operam caldeiras a vapor potentes para aquecimento e secagem do processo. Os problemas causados por depósitos de calcário, corrosão e bioincrustação conduzem diretamente a perdas de energia, aumento dos custos de funcionamento e paragens de produção.

Solução com aditivos de processo

• Os estabilizadores e dispersantes de dureza ligam os iões de cálcio e magnésio e impedem a formação de depósitos de calcário e de sal na água de arrefecimento e nos sistemas de caldeiras.

• Os inibidores de corrosão protegem as superfícies metálicas (aço, cobre, alumínio) em condutas, permutadores de calor e sistemas de pressão.

• Os antiespumantes evitam a formação de almofadas de espuma na água da caldeira, o que pode levar à formação de vapor instável e a problemas mecânicos.

• Os biocidas nos circuitos de refrigeração reduzem o crescimento microbiano (bactérias, algas, fungos) e previnem a formação de biofilmes que bloqueiam os permutadores de calor e aceleram os processos de corrosão.

Benefícios para a indústria do papel

• Poupança de energia graças às superfícies limpas do permutador de calor sem camadas de isolamento.

• Maior vida útil das caldeiras, sistemas de refrigeração e máquinas de papel graças à proteção contra a corrosão.

• Menos tempo de inatividade e intervalos de manutenção previsíveis.

• Conformidade fiável com as especificações OEM para a qualidade da água e compatibilidade de aditivos.

Background
As fábricas de papel consomem enormes quantidades de calor de processo e capacidade de arrefecimento. As caldeiras de vapor geram a energia necessária para o processo de secagem, enquanto os grandes sistemas de água de arrefecimento mantêm estáveis as máquinas de papel e os sistemas auxiliares. Os depósitos, a corrosão e a bioincrustação não só conduzem a elevados custos energéticos, como também a períodos de inatividade não planeados.

Solução com aditivos de processo

• Água da caldeira: Os ligantes de oxigénio evitam os processos de corrosão, os alcalinizantes estabilizam o valor do pH no espaço de vapor e no condensado, os estabilizadores de dureza reduzem a formação de incrustações e os antiespumantes garantem uma formação de vapor sem problemas.

• Água de arrefecimento: Os estabilizadores de dureza e os dispersantes evitam o calcário e os depósitos de sal, os inibidores de corrosão protegem as tubagens e os permutadores de calor, os biocidas inibem o crescimento microbiano e evitam a bioincrustação.

• Combinação com monitorização: A eficácia dos aditivos é continuamente verificada através de medições em linha (pH, condutividade, oxigénio, taxas de corrosão) para que as dosagens possam ser ajustadas com precisão.

Benefícios para a indústria do papel

• Eficiência energética: As superfícies limpas do permutador de calor e os revestimentos do lado da caldeira permitem poupar até duas percentagens de energia.

• Proteção do sistema: Aumento da vida útil das caldeiras, tubagens e circuitos de refrigeração.

• Segurança operacional: Menos paragens não planeadas devido a corrosão, incrustação ou bioincrustação.

• Conformidade legal: Os aditivos são compatíveis com os OEM e adaptados à qualidade da água da indústria do papel.