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Mas afinal, o que é celulose? Imprimir E-mail
Escrito por Alexandre de Oliveira e Maristela Jácome Cherubin   
Qui, 29 de Janeiro de 2015

Celulose é um composto orgânico de característica fibrosa presente na maioria dos vegetais. A principal fonte de celulose para a fabricação de papel é a madeira, em função de sua grande concentração fibrosa. A produção de celulose a partir da madeira também tem se mostrado altamente viá­vel economicamente, considerando-​­se condições de cultivo de florestas e processos industriais de extração da celulose.
As fibras de madeira mais utilizadas na produção de celulose para fabricação de papel são as pro­ve­nien­tes do pinus (fibras longas, 3 a 7 mm) e do eucalipto (fibras curtas, 0,5 a 1,5 mm). As fibras longas são as preferidas para pa­péis com elevada resistência mecânica, como os destinados à embalagem. Já as fibras curtas conferem maior qualidade em pa­péis para impressão.

Toda a celulose de madeira produzida no Brasil provém de árvores plantadas para esse fim.
As árvores — pinus ou eucalipto — são plantadas a partir de mudas desenvolvidas para que sejam garantidas as características ­ideais dos espécimes adultos, tornando o processo in­dus­trial mais efi­cien­te e minimizando va­ria­ções de qualidade do produto final. São utilizados dois processos de produção de
mudas: a partir de sementes e por clonagem.
No primeiro caso as sementes são coletadas de árvores matrizes, be­ne­fi­cia­das, se­le­cio­na­das e cultivadas em tubetes contendo substrato rico em nu­trien­tes e matéria orgânica. Os tubetes com as sementes são mantidos em viveiros, com irrigação controlada. Nessas condições, as sementes germinam e as mudas se desenvolvem. Entre 90 e 120 dias atingem cerca de 30 cm e são plantadas no campo.
Os clones podem ser obtidos por macropropagação ou por micropropagação. No primeiro caso, estacas (pequenos pedaços de galhos ex­traí­dos de matrizes) são tratadas com hor­mô­nios na base para dar origem a uma nova raiz para o vegetal. Depois são plantadas e cultivadas até atingirem 25 cm de altura, quando seguirão para o local de plantio.
Na micropropagação pequenos fragmentos de galhos jovens com gema (nova brotação) ou brotações do topo são retirados da árvore-​­matriz. Em laboratório, esses materiais são desinfectados e colocados em re­ci­pien­tes contendo meio de cultura líquido — subs­tân­cias com elevadas concentrações de nitrogênio, potássio, zinco e cobre — onde o processo de brotação continua. Uma vez desenvolvidos os brotos, o ramo passa por um processo de repicagem, resultando em pequenos fragmentos que serão colocados em novos re­ci­pien­tes para formação de raí­zes e crescimento. Ao atingirem cinco centímetros de altura, as mudas resultantes serão colocadas em tubetes com substrato e en­via­das ao viveiro. O processo completo leva de 120 a 180 dias.
Plantadas em solo tratado, as mudas de eucalipto formarão árvores prontas para serem cortadas somente depois de seis a sete anos após o plantio. No caso do pinus, as árvores serão colhidas
após 10 a 12 anos.


Foto microscópica de fibra longa


Foto microscópica de fibra curta (eucalipto)


Como as fibras celulósicas são extraídas da madeira?
Diversos processos podem ser utilizados com o objetivo de extrair as fibras de celulose da madeira. São os chamados processos de polpação e o produto resultante é a polpa de celulose.
A polpação promove a ruptura das ligações entre as fibras no in­te­rior da madeira. Esse processo pode ser rea­li­za­do mecanicamente, quimicamente ou por uma combinação de ambos. Neste artigo vamos descrever o processo químico conhecido como kraft, que é o mais utilizado no Brasil.
A primeira etapa é o preparo da madeira. A madeira pode chegar à fábrica de celulose com ou sem casca, em toras de aproximadamente seis metros de comprimento e diâ­me­tro va­rian­do entre cinco e 30 cm. A madeira recebida sem casca é conduzida, por meio de esteiras, diretamente ao picador. As toras com cascas são processadas em descascadores de tambor rotativo e então encaminhadas aos picadores. As cascas removidas são utilizadas para a geração de energia, por meio de sua queima.
Nos picadores, as toras são transformadas em cavacos (farpa ou lasca produzida pelo desbaste da madeira) com dimensões predefinidas, a fim de facilitar a impregnação dos rea­gen­tes químicos que serão utilizados no processo. Os cavacos são estocados em pilhas e transportados por correias até os vasos impregnadores dos digestores, onde será ini­cia­do o processo de polpação, também
chamado de cozimento.
Os cavacos de madeira são submetidos à rea­ção com uma solução contendo hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (NA₂S) — o licor branco forte. Isso ocorre dentro do digestor, mantido a alta pressão e temperatura. Os produtos químicos utilizados rea­gem com a lignina, solubilizando-​­a. Lignina é uma substância que une as fibras de celulose na madeira dando-​­lhe estrutura e rigidez. As fibras liberadas da lignina cons­ti­tuem a celulose in­dus­trial, nessa etapa conhecida como
polpa marrom ou polpa escura.


Corte transversal da madeira


Descascador

O digestor tem altura va­rian­do entre 40 e 60 metros. Os cavacos e o licor branco forte são introduzidos con­ti­nua­men­te pela parte su­pe­rior. O tempo total do cozimento da madeira é de aproximadamente 120 minutos e rea­li­za-​­se do topo até o centro do digestor. Do centro até a parte in­fe­rior rea­li­za-​­se uma operação de lavagem, objetivando a retirada da solução re­si­dual — o licor preto fraco (licor branco forte usado no cozimento mais a lignina dis­so­cia­da da madeira). Esse licor preto será utilizado como combustível na caldeira de recuperação.
Após a lavagem, a celulose é retirada do digestor, sendo em seguida submetida a uma segunda operação de lavagem em lavadores específicos, para então ser depurada. A depuração consiste em submeter a celulose à ação de peneiramento visando à remoção das impurezas sólidas.
A celulose, agora livre de impurezas, é submetida ao processo de bran­quea­men­to. Esse é um tratamento químico com peróxido de hidrogênio, dió­xi­do de cloro, oxigênio e hidróxido de sódio em cinco es­tá­gios diferentes. O bran­quea­men­to visa a melhorar as pro­prie­da­des da celulose in­dus­trial: alvura, limpeza e pureza química.


Digestor

Após o bran­quea­men­to, a celulose é depurada novamente e en­via­da para a secagem. Nessa operação, a água é retirada da celulose até que esta atinja o ponto de equilíbrio com a umidade relativa do am­bien­te (90% de fibras e 10% de água). A máquina de secagem é o equipamento responsável pela formação da folha ou fardo de celulose via­bi­li­zan­do
seu carregamento e transporte.


Alexandre de Oliveira é professor da Escola Senai Theobaldo De Nigris e Maristela Jácome Cherubin é coordenado1ra técnica do setor
de Celulose e Papel da escola.


Referências bibliográficas
D’Almeida M.L.O., Koga M.E.T., Ferreira K.C., Pigozzo R.J.B., Toucini R., Reis H.M.,
Viana E.F
., Livro: Celulose, Senai-​­SP Editora, 2013.
Oliveira, L.S., Dissertação “Micropropagação, microestaquia
e miniestaquia de clones híbridos de Eucalyptus globulus, Viçosa – Minas Gerais, 2011.


Na próxima edição conheça os detalhes do processo de produção do papel

Artigo publicado na edição nº 91