O efeito do pH na fabricação de papel influencia as propriedades do produto final. O tratamento da fibra em diferentes níveis de pH resulta em diferentes valores de retenção de água, índice de tensão, compressão e diferentes graus de resistência a rugas. Regular o pH antes da formação da folha de papel é muito importante para alcançar os valores desejados.

O processo de fabricação de papel começa com a preparação da madeira que é introduzida em um equipamento de corte, de onde ela sai como toras ou aparas cortadas no comprimento desejado, seguido de trituração e filtragem.

A polpação consiste em converter lascas de madeira em fibras celulósicas individuais, removendo a lignina (que é o material intercelular que une as fibras de celulose) do resto da madeira. Os tipos de processos de polpação são: químicos, mecânicos, semiquímicos, reciclados e outros. De todos estes, o processo químico é o mais comum.

O tratamento químico envolve um processo com hidróxido de sódio e sulfitos, que praticamente cozinham a matéria-prima usando soluções químicas aquosas a alta pressão e temperatura para extrair as fibras da polpa. O processo de polpação kraft utiliza um licor alcalino de hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na₂S) para digerir a madeira. Este licor (licor branco) é misturado com as aparas de madeira em um recipiente de reação (digestor).

Numa fase posterior, a remoção da cor da polpa é realizada por branqueamento com cloro, dióxido de cloro, peróxido de hidrogênio, oxigênio ou hipoclorito de sódio. Isso é realizado em torres de branqueamento, depois é realizada uma lavagem e esses produtos químicos são removidos, os resíduos são coletados em tanques para recuperação química ou para serem enviados para a estação de tratamento de efluentes.

Por razões econômicas e ambientais, os químicos são recuperados através de uma concentração de licor negro, combustão de compostos orgânicos, redução de compostos inorgânicos e uma reconstituição do licor original para reutilização.

Dependendo do produto final, diferentes aditivos e materiais de tratamento são adicionados, antes de entrar na caixa de alimentação da máquina de fabricação de papel. Neste momento a polpa é composta de 99% de água e materiais de acondicionamento e de 1% de fibras. Neste local, o fenômeno de floculação ou tendência das fibras de se ligarem umas às outras deve ser evitado. Isso cria turbulência e um fluxo controlado.

Assim que os grandes rolos de folha de papel são formados a seção de pressão da máquina permite que os restos de água sejam removidos. Em seguida, esses grandes rolos vão para a seção de secagem onde o papel passa por uma série de cilindros aquecidos a vapor, de modo que os dois lados das folhas entrem em contato com as superfícies em alta temperatura. Finalmente, os grandes rolos de papel são armazenados como produtos terminados.

Até este momento, a máquina utilizou cerca de 90% da água utilizada em toda a fábrica, e apenas 30% da polpa originada no processo é recuperada como licor branco. Este licor ou água branca pode ser considerado rico ou pobre em concentração de fibra, o que determinará se será usado como água de reposição para a polpa original antes de entrar de maneira reciclada na caixa de alimentação.

A reciclagem de água branca tem uma grande influência nos custos de produção, uma vez que é mais barato reutilizar a fibra e os aditivos presentes do que processá-los na estação de tratamento de água. O pH desta corrente deve ser medido, pois isso também definirá o que é canalizado para vários usos. Por exemplo, o pH deve ser ajustado para precipitar aditivos e outros materiais não fibrosos que são encontrados como matéria suspensa.

Durante o processo de cozimento do papel, o pH está entre 7 e 10. Depois o valor diminui para 5-6. O processo deve ser controlado a um pH neutro para preservar a integridade da hemicelulose, tanto quanto possível, uma vez que isso determina a resistência ou rigidez das fibras.

A HANNA® Instruments desenvolve e fabrica eletrodos de membrana plana para medição em líquidos abrasivos e de alta temperatura, como os encontrados em processos desse tipo de indústria.

Os eletrodos AmpHel de ponta plana da HANNA® suportam um alto grau de ação abrasiva de sólidos suspensos e fibras, além dos produtos químicos mais abrasivos e uma temperatura de até 100 graus Celsius.

Eletrodo de pH para Processos

Referências

The pulp and paper making process. Disponível em: https://www.princeton.edu/~ota/disk1/1989/8931/893104.PDF

Svenska Cellulosa Aktiebolaget SCA, Fabrication du papier, SCA publication papers, SUNDSVALL, Sweden, 2010

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