ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: Relação entre teor de sulfato de sódio e sólidos totais no licor negro de eucalipto visando à compreensão do mecanismo de deposição
AUTORES: LEITE, B.S. (UFV- FLOREST) ; LEITE, S.A.F (UFV- FLOREST) ; ANDREUCCETTI, M.T. (UNICAMP) ; D'ANGELO, J.V.H. (UNICAMP)
RESUMO: Em virtude da elevação expressivo aumento da produção, a indústria de celulose e papel
está gerando uma grande quantidade de um resíduo denominado licor negro. A deposição e
incrustação devido a deposição de sais contidos no licor negro acarretam severos
problemas nos sistemas de evaporação da grande maioria das empresas de celulose e
papel. O presente trabalho tem por objetivo analisar a relação entre o teor de sulfato
de sódio e o teor de sólidos totais, visando uma melhor compreensão da influência desse
sal no mecanismo de deposição e na formação de incrustações. Foi observada uma relação
linear entre a concentração de sólidos secos e sulfato de sódio, sendo este o primeiro
passo para o desenvolvimento de uma metodologia de acompanhamento do limite de
solubilidade e da deposição de sais
PALAVRAS CHAVES: incrustação, licor negro, sulfato de sódio
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: O Brasil é o 11º maior produtor mundial de papel, quarto maior produtor
de celulose e o primeiro em celulose de fibra curta, possuindo um faturamento de R$
5,9 bilhões em 2005 (BRACELPA, 2010). Diante deste panorama do aumento expressivo na
produção, a indústria de celulose e papel está gerando uma grande quantidade de um
resíduo denominado licor negro, que é oriundo da digestão da madeira. O licor negro é
uma solução constituída de água, matéria orgânica e matéria inorgânica, sendo que a
matéria inorgânica constitui-se basicamente do residual dos reagentes químicos
utilizados na etapa de cozimento da madeira. Os compostos orgânicos são: lignina,
polissacarídeos, ácidos carboxílicos e extrativos (GUILLICHSEN et al., 1990).
As propriedades físico-químicas do licor negro dependem de seus constituintes, que
determinam seu comportamento. O conhecimento dessas propriedades e da relação entre
elas possibilita obter um melhor aproveitamento energético de toda a unidade de
recuperação (ADAMS et al., 1997).
O limite de solubilidade é um parâmetro importante, fundamental para entender melhor
o processo de precipitação dos sais no licor negro. A supersaturação de alguns sais
solúveis como o carbonato e o sulfato de sódio durante o processo de concentração do
licor negro resultam na nucleação e posterior deposição destes sais nas paredes dos
evaporadores, responsável por formações de incrustrações. (HENDRICK et al., 1992;
ROSIER, 2001; ADAMS, 2001; FREDERICK et al.,2004; SOEMARDJI et al., 2004). Desta
forma, o presente trabalho tem por objetivo analisar a relação entre o teor de
sulfato de sódio e o teor de sólidos totais, visando uma melhor compreensão da
influência desse sal no mecanismo de deposição e na formação de incrustações.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: A metodologia deste trabalho foi dividida em duas etapas; a
análise química: determinação do teor de sólidos secos e do teor de sulfato de sódio
do licor negro Kraft de eucalipto e a análise computacional: o ajuste matemático dos
dados obtidos. As análises seguiram as metodologias conforme descrito abaixo:
• Determinação do Teor de Sulfato de Sódio: Foi realizado de acordo com a norma
“Scandinavian Pulp, Paper and Board – SCAN-N 36:98” (SCANDINAVIAN,1998).
• Teor de Sólidos Secos (Css): É obtida usando o método da secagem da amostra
em estufa a temperatura controlada norma TAPPI T650 om-89 (TAPPI, 2003; COSTA et
al.,1999).
• Ajuste Matemático: Ajuste matemático com o uso do software computacional
Table Curve 2D, para obtenção a correlação entre teor de sólidos secos e a
concentração de sulfato de sódio (SIGMAPLOT, 2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: As amostras analisadas foram fornecidas pela empresa
Conpacel® localizada na cidade de Limeira/SP e coletadas na planta industrial. Foram
coletadas três tipos de amostras: licores fracos - LF (14,0% < Css < 17,0%),
intermediários - IN (30,0% < Css < 35,0%) e licores de saída do 2º efeito – 2oF
(48,0% < Css < 50,0%), sendo que a nomenclatura Css significa teor de sólidos secos.
Os resultados obtidos para Teor de Sólidos Secos e Teor de Sulfato de Sódio são
apresentados na Tabela 1.
Tabela 1 Resultados para análise do teor de sulfato de sódio (kg/m3) e concentração
de sólidos secos (% em massa) em amostras de licor negro
Os resultados apresentados representam os valores máximos (Amostra 01) e valores
mínimos (Amostra 02) obtidos para os lotes de amostras analisados. Ressalta-se que
todas as análises foram realizadas em triplicata, observando o mesmo perfil no
comportamento nos 10 lotes de amostra. O que confirma a coerência entre as análises
realizadas e a reprodutibilidade da técnica.
Na Figura 1 estão apresentados graficamente os resultados obtidos através do ajuste
matemático com o auxílio do software computacional Table Curve 2D (SIGMAPLOT, 2002).
Figura 1: Correlação entre teor de sulfato de sódio e teor de sólidos totais em
amostras de licor negro
Com a análise da Figura 1, foi possível afirmar que existe uma dependência linear
entre a concentração de sulfato de sódio e a concentração de licor nos conjuntos de
amostras analisados por meio da relação funcional y = a + bx. Os ajustes foram feitos
numericamente, conforme os algoritmos implementados no software Table Curve 2D.
Podendo se afirmar que a concentração de sulfato de sódio eleva-se linearmente com a
elevação do teor de sólidos secos no licor negro Krafi de eucalipto.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Pode-se concluir que as técnicas utilizadas nas análises químicas apresentam
uma excelente reprodutibilidade e que existe uma relação linear entre o teor de sulfato
de sódio e o teor de sólidos secos. É importante ressaltar que esse é um primeiro passo
para que se possa desenvolver uma metodologia de acompanhamento do limite de
solubilidade e da deposição de sais de sódio, e desse modo, evitar os processos de
nucleação e posterior incrustação que resultam em paradas no processo produção,
ocasionando elevação do custo de produção assim como, a perda da eficiência do sistema.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: UFV/UNICAMP CAPES/CNPQ/FAPESP
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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ROSIER M. Model to predict the precipitation of burkeite in the multiple-effect evaporator and techniques for controlling scaling. TAPPI Journal 80 (4): 203-209 1997.
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