O que são auxiliares de retenção no processo de fabricação de papel?
Auxiliares de retenção são substâncias adicionadas à polpa de papel para melhorar a retenção de sólidos finos e dispersos, como argila, carbonato de cálcio e outras cargas. Esses aditivos aumentam a retenção de fibras aumentando as forças eletrostáticas ou de van der Waals envolvidas nas interações fibra-enchimento. Os auxiliares de retenção podem ser sintéticos ou naturais e são catiônicos ou aniônicos, dependendo de sua carga.
Como os auxiliares de retenção melhoram a fabricação de papel?
Os auxiliares de retenção ajudam a melhorar os processos críticos de fabricação de papel das seguintes maneiras:
Retenção aprimorada de fibras e cargas - Os auxiliares de retenção ajudam a reter sólidos finamente dispersos, como argila, carbonato de cálcio e cargas, que de outra forma seriam perdidos durante a produção.
Drenagem aprimorada - A retenção ajuda a melhorar a taxa de drenagem da polpa, levando a maiores velocidades da máquina, maior produção e redução do consumo de energia.
Melhor formação - Os auxiliares de retenção melhoram a aparência do papel formando uma teia de fibras e partículas de enchimento com textura e espessura mais uniformes.
Tipos de auxiliares de retenção
Existem vários tipos de auxiliares de retenção, dependendo da sua composição química e mecanismo de ação. Alguns dos tipos comuns de auxiliares de retenção incluem:
As poliacrilamidas são polímeros sintéticos usados como auxiliares de retenção por seu alto peso molecular e densidade de carga.
Amido catiônico- Os aditivos de amido catiônico são feitos de amido natural e são amplamente utilizados na fabricação de papel devido às suas excelentes propriedades de retenção.
Polietilenoimina (PEI)- PEI é um polieletrólito catiônico amplamente utilizado como floculante e auxiliar de retenção na indústria papeleira devido a sua alta densidade de carga.
Agentes de retenção vs. agentes de fixação
Agentes de retenção e fixação são usados na fabricação de papel, mas diferem em seus mecanismos de ação. Enquanto os auxiliares de retenção ajudam a melhorar a retenção da fibra e do enchimento, os agentes de fixação ajudam a ligar essas fibras e enchimentos ao papel. Os agentes de cura, ao contrário dos auxiliares de retenção, são aniônicos e geram forças sólidas eletrostáticas que unem as fibras e cargas ao laudo.
O papel dos auxiliares de retenção na drenagem e formação
A retenção ajuda a melhorar a drenagem da polpa, aumentando a interação das fibras e enchimentos com a tela de conformação, levando ao aumento da velocidade da máquina, maior produção e redução do consumo de energia. A formação do papel também é muito melhorada devido à distribuição uniforme e retenção de fibras e partículas de carga.
Como os auxiliares de retenção funcionam na fabricação de papel?
Auxiliares de retenção são aditivos químicos usados para melhorar o desempenho da máquina de papel. Esses auxiliares funcionam ajudando a reter as fibras no papel, reduzindo a perda aceitável de partículas, melhorando a formação da folha e aumentando a eficiência da drenagem. Neste artigo, exploraremos como funcionam os auxiliares de retenção, os vários tipos de auxiliares de retenção e suas funções e benefícios específicos.
Como funcionam os auxiliares de retenção na fabricação de papel
Vários fatores podem afetar a retenção de fibras durante o processo de fabricação de papel, incluindo o tipo de fibra utilizada, a qualidade da celulose e o design da máquina de papel. Os auxiliares de retenção são projetados para ajudar a superar esses desafios, aumentando a atração entre as fibras, promovendo assim a retenção.
Uma maneira de os auxiliares de retenção funcionarem é criando uma carga positiva nas fibras. Essa carga positiva ajuda a atrair partículas carregadas negativamente, como argila e outros finos, para os fios. Como essas partículas se ligam às fibras, é menos provável que se percam durante o processo de fabricação do papel, resultando em melhor retenção.
Auxiliares de retenção também ajudam a melhorar a eficiência da drenagem. A água é removida das fibras durante a fabricação do papel, passando-as pelas telas. O processo de drenagem pode se tornar menos eficiente se os fios não forem retidos adequadamente nessas telas. Isso pode aumentar o consumo de energia, os tempos de secagem e reduzir as taxas de produção. Os auxiliares de retenção ajudam a melhorar a eficiência da drenagem, promovendo uma melhor retenção das fibras nas telas e reduzindo a quantidade de água que precisa ser drenada das fibras.
Tipos de auxiliares de retenção
Vários tipos diferentes de auxiliares de retenção são comumente usados no processo de fabricação de papel. Um tipo comum é o amido catiônico. O amido catiônico é derivado de fontes vegetais e é usado para aumentar a retenção de fibras nas telas da máquina de papel. Outro auxiliar de retenção comumente usado é a poliacrilamida. Este tipo de auxiliar de retenção forma uma substância semelhante a um gel que ajuda a capturar as partículas finas e evitar que se percam.
Outros tipos de auxiliares de retenção incluem alume, resina e polímeros sintéticos. Cada um desses auxiliares de retenção tem benefícios e características únicas, tornando-os adequados para diferentes tipos de papel e estágios do processo de fabricação de papel.
Benefícios do uso de auxiliares de retenção
Há muitos benefícios em usar auxiliares de retenção na fábrica de papel. Um dos benefícios mais significativos é o aumento da eficiência da produção. Ao melhorar a retenção de fibras nas telas da máquina de papel, os auxiliares de retenção ajudam a reduzir o tempo de inatividade necessário para limpeza e manutenção. Isso pode ajudar a aumentar as taxas de produção e reduzir os custos gerais de produção.
Além disso, os auxiliares de retenção podem melhorar a qualidade do produto final. Ao promover uma melhor retenção da fibra, os auxiliares de retenção ajudam a reduzir defeitos no papel acabado, como furos ou manchas finas. Isso pode resultar em um produto de maior qualidade, mais consistente e uniforme.
Leitura recomendada: Retendo a drenagem ideal com auxiliares de drenagem
Tipos comuns de auxiliares de retenção usados na fabricação de papel
Auxiliares de Retenção Catiônicos:
Auxiliares de retenção catiônicos são polímeros carregados positivamente adicionados à polpa para melhorar a retenção e a resistência úmida do papel. Eles são usados no processo de fabricação de papel para evitar que partículas finas e fibras escapem durante a produção do papel. Os auxiliares de retenção catiônicos funcionam formando uma ligação com partículas carregadas negativamente na polpa, o que ajuda a melhorar sua retenção no papel.
Exemplos de auxiliares de retenção catiônicos incluem polietileno imina, poliDADMAC e poliamida amina epicloridrina (PAE). A polietilenoimina é comumente usada na fabricação de papel devido à sua alta eficiência de retenção e é particularmente eficaz na produção de papéis finos. PolyDADMAC também é amplamente utilizado por suas fortes propriedades de retenção e sua capacidade de fornecer resistência superior ao papel. O PAE é usado em áreas onde é necessária alta resistência à umidade, como toalhas de papel e guardanapos.
A desvantagem potencial do uso de auxiliares de retenção catiônicos é que eles podem diminuir o brilho do papel, impactando negativamente na qualidade final do papel. Além disso, os auxiliares de retenção catiônicos são tipicamente mais caros do que os auxiliares de retenção aniônicos.
Auxiliares de Retenção Aniônicos:
Auxiliares de retenção aniônicos são polímeros carregados negativamente adicionados à polpa para melhorar a retenção e drenagem da polpa. Eles trabalham formando uma ligação com partículas carregadas positivamente na polpa, o que ajuda a melhorar a retenção de fibras e enchimentos no papel.
Exemplos de auxiliares de retenção aniônicos incluem carboximetilcelulose (CMC), poliacrilamida (PAM) e álcool polivinílico (PVA). O CMC é comumente usado devido à sua alta eficiência na melhoria das propriedades de retenção e drenagem do papel. O PAM melhora efetivamente a drenagem e a formação da polpa e é adequado para uso em máquinas de papel de alta velocidade. O PVA é usado em áreas onde partículas finas estão presentes na polpa.
Uma possível desvantagem do uso de auxiliares de retenção aniônicos é que eles podem afetar negativamente a resistência do papel e reduzir o brilho. No entanto, os auxiliares de retenção aniônicos são geralmente mais econômicos do que os auxiliares de retenção catiônicos.
Auxiliares de retenção para papel reciclado:
Auxiliares de retenção para papel reciclado são usados para melhorar a retenção de fibra e enchimento durante o processo de reciclagem. Eles são especificamente formulados para trabalhar com as características exclusivas das fibras recicladas, que têm comprimentos de fibra mais curtos e menor força de ligação do que as fibras virgens.
Exemplos de auxiliares de retenção usados em papel reciclado incluem polímeros catiônicos e aniônicos, tais como polietileno imina e carboximetilcelulose. Esses auxiliares de retenção melhoram as propriedades de retenção e drenagem da celulose reciclada e ajudam a produzir produtos de papel reciclado de alta qualidade.
Uma possível desvantagem do uso de auxiliares de retenção para papel reciclado é que eles podem aumentar o custo geral de produção de produtos de papel reciclado. No entanto, o uso de auxiliares de retenção é necessário para melhorar a qualidade e a eficiência do processo de reciclagem.
Uso de Auxiliares de Retenção na Parte Úmida da Máquina de Papel:
Auxiliares de retenção são comumente adicionados à extremidade úmida da máquina de papel para melhorar a qualidade do papel e a eficiência da produção. Eles são adicionados à pasta de celulose antes de entrar na máquina de papel, onde ajudam a aumentar a retenção e drenagem da celulose.
Exemplos de auxiliares de retenção usados na extremidade úmida da máquina de papel incluem polímeros catiônicos e aniônicos, tais como poliDADMAC e carboximetilcelulose. Esses auxiliares de retenção melhoram as propriedades de retenção e drenagem da polpa e ajudam a melhorar a qualidade do papel e a eficiência da produção.
Uma possível desvantagem do uso de auxiliares de retenção na parte úmida da máquina de papel é que eles podem afetar negativamente o brilho e a resistência geral do papel. No entanto, quando usados corretamente, os auxiliares de retenção podem melhorar significativamente a qualidade e a eficiência da produção de papel.
Agentes de dimensionamento como auxiliares de retenção:
Os agentes de colagem também podem funcionar como auxiliares de retenção, formando uma ligação com a polpa e melhorando as propriedades de retenção e drenagem. Agentes de colagem são comumente adicionados à polpa para aumentar a resistência do papel e a resistência à penetração de água.
Alguns agentes de colagem usados como auxiliares de retenção incluem breu e anidrido alquenil succínico (ASA). Esses agentes melhoram as propriedades de retenção e drenagem da polpa e ajudam a aumentar a resistência do papel e a resistência à água.
Fatores que afetam a eficiência dos auxiliares de retenção
A eficácia dos auxiliares de retenção na fabricação de papel depende de vários fatores que podem afetar seu desempenho. Esses fatores incluem a qualidade e a natureza das fibras da polpa, o pH do sistema de fabricação de papel, o peso molecular e a densidade de carga do auxiliar de retenção, a concentração de sólidos na pasta da polpa e o tipo e concentração de contaminantes na polpa.
Mecanismos de Retenção
Os auxiliares de retenção funcionam aumentando a capacidade de retenção dos sólidos de capacidade de retenção do fornecimento de papel perdidos durante o processo de fabricação de papel. Os dois principais mecanismos de retenção são ponte e floculação. A ponte ocorre quando os auxiliares de retenção criam conexões entre partículas finas, aumentando o tamanho e a força do aumento. Por outro lado, envolve a agregação de fibras e outros sólidos em flocos maiores e mais densos.
Controle de Sólidos e Contaminantes
Auxiliares de retenção são vitais no controle dos sólidos e cuidados essenciais na pasta de celulose. Eles podem auxiliar nas impurezas orgânicas e inorgânicas, que podem causar vários problemas no processo de fabricação de papel, como deposição de breu, problemas de formação e eficiência reduzida. Ao reter esses contaminantes, os auxiliares de retenção podem melhorar a qualidade do papel e melhorar a operabilidade da máquina.
Impacto no Desidratação e Funcionalidade
Os auxiliares de retenção podem afetar significativamente a desidratação e a regulagem da máquina de papel. O aumento da retenção significa que menos água é perdida, resultando no aumento do teor de sólidos na folha de papel. Isso aumenta a resistência do papel e melhora a qualidade geral do papel. Além disso, a retenção aprimorada leva a menos quebras de máquina, melhor formação de folha e operabilidade mais rápida, resultando em maior produtividade e economia de custos.
Auxiliares de retenção para diferentes tipos de papel
A dosagem de auxiliar de retenção necessária na fabricação de papel depende do tipo de papel. Graus diferentes têm composições de fibras variadas, requisitos de retenção e velocidades de máquina. Por exemplo, na produção de papel higiênico, um auxiliar de retenção catiônico de alto peso molecular é preferido devido à sua capacidade de melhorar a retenção e a drenagem. Por outro lado, um auxiliar de retenção de poliacrilamida aniônico seria ideal para papel revestido devido à sua alta capacidade de formação de pontes.
Otimizando a Dosagem do Auxiliar de Retenção
Para otimizar a dosagem do auxiliar de retenção, várias considerações importantes devem ser feitas. Os operadores devem garantir que a dosagem não afete negativamente a qualidade do papel, a estabilidade do material e a eficiência do desaguamento. Além disso, é essencial monitorar constantemente o desempenho da retenção e ajustar a dosagem de acordo para garantir resultados consistentes e ideais. Os operadores também devem estar cientes de que alterar outros parâmetros do processo, como pH, temperatura e qualidade da polpa, pode afetar o desempenho do auxiliar de retenção e deve ser avaliado de acordo.
Leitura recomendada: Cloreto de Cetil Trimetil Amônio (CTAC)
Teste e avaliação de auxiliares de retenção
Métodos laboratoriais para avaliar a retenção:
Testes de frasco e diluição são comumente usados para avaliar a eficiência de retenção de uma amostra de polpa. O jar test envolve o enchimento de vários cilindros graduados com suspensão de polpa, aos quais é adicionado um auxiliar de retenção. Os frascos são então agitados para simular a mistura durante a produção de papel, e a concentração de sólidos no sobrenadante é medida em intervalos de tempo crescentes. Os testes de diluição são semelhantes na adição de auxiliares de retenção às suspensões de polpa, mas a concentração de sólidos é mantida constante enquanto os auxiliares de retenção aumentam. Durante os testes de diluição, a concentração final de sólidos no sobrenadante é medida. Além desses testes, equipamentos de drenagem de folha podem ser usados para avaliar a eficiência da incorporação do auxiliar de retenção na pasta de papel.
Monitorando a Eficiência de Retenção de Sólidos:
A eficiência de retenção de sólidos é um parâmetro crítico a ser monitorado durante a produção de papel, pois afeta diretamente a qualidade do produto de papel final. Para medir com precisão a eficiência de retenção de sólidos, amostras de polpa são coletadas e analisadas quanto ao conteúdo de sólidos. Esses dados podem calcular a eficiência de retenção sólida em todo o processo de produção. A retenção de sólidos também pode ser avaliada usando análise de tamanho de partícula, que examina a distribuição de tamanhos de partícula na polpa de papel.
Medição de Turbidez em Água Branca:
A turbidez é uma medida da clareza da água e, no contexto da produção de papel, é usada para monitorar a concentração de sólidos suspensos na água branca. Água branca, que é a água usada para mover a celulose através do processo de produção de papel, pode afetar significativamente a eficiência do auxiliar de retenção. Medir a turbidez da água branca pode nos permitir avaliar a eficácia do auxiliar de retenção na redução de finos na água branca, bem como qualquer impacto ambiental potencial do processo.
Efeitos dos Auxiliares de Retenção nas Propriedades do Papel:
Além de avaliar a eficiência do auxiliar de retenção, é essencial avaliar o impacto dos auxiliares de retenção nas propriedades do papel. Neste experimento, investigaremos especificamente os efeitos do auxiliar de retenção na retenção fina e na resistência à tração. A retenção de finos refere-se à capacidade da polpa de capturar e reter pequenas partículas durante o processo de produção. A resistência à tração é uma medida da resistência do papel à quebra sob tensão. Ao avaliar o impacto do auxiliar de retenção nessas propriedades críticas do papel, podemos otimizar os processos de produção de papel para maximizar a eficiência e a qualidade do produto final.
Leitura recomendada: Dicloroisocianurato de Sódio (SDIC)
Perguntas frequentes:
P: O que são auxiliares de retenção?
R: Auxiliares de retenção são produtos químicos utilizados no processo de fabricação de papel para melhorar a retenção de fibras celulósicas e enchimentos, reduzindo suas perdas em efluentes.
P: Como os auxiliares de retenção melhoram a formação do papel?
R: Os auxiliares de retenção melhoram a formação do papel aumentando a eficiência de drenagem da máquina de papel e reduzindo a aparência de furos ou pontos finos na folha de papel.
P: Qual é o papel dos auxiliares de retenção na indústria de fabricação de papel?
R: Os auxiliares de retenção ajudam a melhorar a eficiência do processo de fabricação de papel, aumentando a retenção de fibras, enchimentos e outros aditivos na folha de papel, resultando em economia de custos e melhor qualidade do papel.
P: Os auxiliares de retenção podem ser reutilizados?
R: Não, os auxiliares de retenção não podem ser reutilizados. Eles são usados como aditivos no processo de fabricação de papel e não são recuperáveis para reutilização.
P: Quais são alguns tipos comuns de auxiliares de retenção?
R: Os tipos comuns de auxiliares de retenção incluem coagulantes, floculantes e micropartículas, que ajudam a melhorar a retenção de fibras e enchimentos no processo de fabricação de papel.
P: Como os auxiliares de retenção afetam a drenagem na máquina de papel?
R: Os auxiliares de retenção melhoram a drenagem da água da folha de papel, permitindo uma secagem mais rápida e eficiente do papel durante o processo de fabricação do papel.
P: Os auxiliares de retenção podem reduzir a contaminação no processo de fabricação de papel?
R: Sim, os auxiliares de retenção podem reduzir a contaminação no processo de fabricação de papel ajudando a reter impurezas e partículas coloidais dentro da folha de papel, evitando que entrem no circuito de água.
P: Qual é a diferença entre papéis alcalinos e ácidos em relação aos auxiliares de retenção?
R: Os auxiliares de retenção usados na fabricação de papel alcalino são normalmente diferentes daqueles usados na fabricação de papel ácido devido à química e aos requisitos diferentes de cada processo.
P: Como os auxiliares de retenção contribuem para economia de custos na indústria de fabricação de papel?
R: Os auxiliares de retenção ajudam a reduzir a quantidade de perdas de fibra e enchimento nas águas residuais, levando a economia de custos em matérias-primas e tratamento de águas residuais.
P: Qual é o papel dos auxiliares de retenção na melhoria da qualidade do papel acabado?
R: Os auxiliares de retenção ajudam a melhorar a formação do papel, resultando em uma superfície mais uniforme e lisa, além de propriedades de resistência aprimoradas na peça acabada.
