O uso de enzimas é uma ótima opção para indústrias de fabricação de papel no Brasil

por Gilza Maria Minatel

O tratamento enzimático é aplicável ao sistema produtivo em indústrias de fabricação de papel, usando as mesmas para uma melhor desagregação de fibras no pulper, no processo de preparação, limpeza de máquinas e equipamentos, diminuindo a parada em "boil outs" e as perdas dos rejeitos das aparas, melhorando a qualidade e o desempenho da produção, aumentando a vida útil das máquinas e suas vestimentas, e acima de tudo já iniciando o tratamento de efluente dentro da planta produtiva. Todos os sistemas foram desenvolvidos a partir do princípio de tecnologias limpas, no qual os produtos de limpeza e o processo fabril usam agregados biológicos que não danificam o efluente, auxiliando o meio ambiente, otimizando o fechamento de circuito de águas, aumentando a produtividade da empresa e tornando-a mais competitiva.

Considerando que nas indústrias de papel e celulose a quantidade de água usada nos processos gera grande volume, se faz necessário, cada vez mais, buscar alternativas para o fechamento do circuito das águas. Nas máquinas de papel, a recuperação de fibras e utilização de águas brancas deve ser recuperada a qualquer custo. Isso faz com que na recirculação, a água venha carregada de restos de matérias primas do processo, tais como: colas, cargas minerais, além de grande quantidade de matéria orgânica. Esses contaminantes influem diretamente na produção do papel e na condução da máquina, e o número de quebra por contaminação de resíduos das águas de recirculação aumenta a cada dia.

O preparo da massa exige um tratamento especial, pois dele depende a qualidade final do papel. A primeira etapa da preparação da massa consiste na obtenção de uma suspensão de fibras em água, com consistência adequada. Pelo exposto, foi detectada a necessidade de uma boa qualidade de água unida a uma boa desagregação da fibra. A partir disto, foi desenvolvida a técnica de utilizar as enzimas no processo produtivo da fabricação.

O uso de enzimas funciona como um agente facilitador nas várias etapas da preparação da massa:
- Desagregação; depuração; refinação; colagem.
E também atua como agente de limpeza:
- Nas tubulações; na caixa de entrada; nos condicionadores de vestimenta.

Promovendo ainda inúmeros benefícios para o total fechamento do circuito das águas e tratamento dos efluentes gerados, com grande ganho ambiental.

Experiência
As aplicações foram feitas em diversas plantas de produção de papel, onde havia dois sistemas de preparo de massa, o contínuo e o descontínuo, sendo que na maioria das plantas os sistemas eram uma combinação de ambas. Com relação à matéria prima, também foi trabalhado com fibras nas suas mais diferentes formas: em suspensão, em rolos, em blocos ou em folhas como aparas, papéis velhos ou sobras - da própria fábrica - úmidas ou secas.

Quanto ao circuito de água, é trabalhado com o mesmo 100% fechado. Nos circuitos semi-fechados e abertos, onde toda ou parte da água vai para a ETE, ela é tratada e descartada.

A escala de aplicações em diversos tipos de matéria prima, circuito e tipo de papel, foram planejadas para que fosse possível criar uma tese de como a solução enzimática se comportaria em todos os sistemas e nas mais adversas condições.

O composto enzimático utilizado é constituído de uma mistura de quatro enzimas: celulose, lípase, amilase e protease. A composição foi escolhida para atender as mais diversas necessidades.
- A amilase é para fracionamento carbônico dos amidos, pois um dos maiores problemas de parada de máquina por quebra de papel é pelo amido que vem da recirculação, fazendo bolhas e provocando a quebra, além da cola contida nos papéis advindo das aparas que ficam soltas depois da refinação e se juntam danificando a folha.
- A lípase foi escolhida para fracionamento carbônico, principalmente dos hidrocarbônicos (pitch) que se juntam nas aparas e no sistema da máquina proveniente de lubrificação, etc. Além do que muitos dos papéis de reciclagem carregam uma grande concentração de óleo vegetal e mineral, que depois de refinado provoca danos à formação do papel ou se acumula em rolos, telas e feltros.
- A protease tem por finalidade o fracionamento carbônico das proteínas contidas nas aparas, e em alguns outros agregados da receita que na maioria das vezes atrapalham muito a formação da massa.
- Por fim, a celulose é usada para uma maior abertura das fibras tornando a massa mais homogênea com maior poder de drenagem, melhor desintegração das aparas, ajudando na separação de partículas estranhas, como agentes facilitadores na separação: fibra/fibra, fibra/lenta, fibra/cola.

Formas de aplicações
a) Na desagregação aplicada diretamente no pulper: utilizado produto de solução enzimática sem dispersante, que funcionou como agente facilitador na separação das fibras.
b) Na refinação foi dosado na água de circulação, pois a água usada no processo é de fundamental importância. Ao penetrar nas camadas internas da fibra, como conseqüência de entrada de maior quantidade de água, a fibra se torna mais flexível e produz o fenômeno conhecido como inchamento.
Na colagem, as enzimas fornecem as fibras e o papel resistente para evitar ou reduzir a umectação, ou a penetração de líquidos (água, tinta, resinas, etc.) e seus vapores.
As enzimas eliminam a adição de químicas, tais como: soda e ácidos nos processos de colagem, pois o pH se mantém constante e trabalha em altas temperaturas, fazendo com que seja formada e conduzida uniformemente.
c) Nos processos de limpeza: Nas caixas de entrada, as enzimas utilizadas no sistema fazem com que a caixa tenha um bom desempenho mantendo sempre limpo o processo, bicos, e distribuindo pastas em todos os pontos de largura da máquina.
Nas vestimentas: As enzimas promovem uma excelente limpeza nas telas e filtros, aumentando a sua vida útil e mantendo o sistema limpo isento de pitch, shives, colas, etc.
d) Na ETE, os objetivos no tratamento de efluente com solução enzimática e nutriativadores são:
- Reduzir os odores nocivos no processo e no efluente.
- Reduzir o volume de lodo em lagoas aeróbica, anaeróbia e facultativa.
- Melhorar a qualidade dos lodos, dos reatores que são pobres em nutrientes.
- Descartar os efluentes dentro da legislação em vigor.
- Permitir cada vez mais fechar o circuito das águas.

Resultados
Na desagregação diretamente no pulper:
- Redução do consumo de energia em alguns casos em torno de 30%; Melhor homogeneização nas fibras; Grande melhora na desagregação das aparas, que em alguns casos dispensaram a pré-seleção manual que era feita, obtendo uma redução nos custos de mão de obra. Em algumas empresas, que usavam cloro e soda no pulper, os produtos foram substituídos por enzimas, isso fez com que o desgaste das máquinas fossem minimizado, além de melhorar consideravelmente a saúde ocupacional dos funcionários que operavam os equipamentos.
As enzimas, na refinação, produzem os seguintes resultados:
- Melhor homogenização das fibras.
- Economia de energia elétrica devido a melhora do desempenho dos depuradores (em alguns casos haviam 3 depuradores, sendo reduzido para 1). Outro aspecto positivo foi nos horários de pico de consumo de energia onde as tarifas são mais altas, as caixas de massa já estavam cheias permitindo que os refinadores fossem desligados durante 3 horas, o que ocasionou uma economia sem precedentes de energia.
- Um maior controle do "grau schopper riegled" de acordo com a necessidade da máquina, o que resultou significativa melhora na drenagem. Isso tudo sem considerarmos que a enzima funciona apenas como um catalisador promovendo a reação sem se incorporar a ela. No processo de colagem as enzimas fornecem ao papel a resistência e umidade necessária para penetração de líquidos, tais como água resina e corantes, o que contribui para que o papel seja formado de maneira homogênea com a quantidade ideal destes componentes. Com isso temos uma economia desses agregados, além de economizar em químicos como sodas e ácidos, etc., fazendo com que a folha tenha uma melhor formação e condução. Além do que, as enzimas não atacam as fibras mais resistentes, ampliando a capacidade de retenção e drenagem.

Com o processo enzimático, o fechamento do circuito das águas se torna cada vez mais atrativo, pois muitos dos problemas causados pelo fechamento são eliminados com a enzima.

Foi realizado um trabalho com enzimas em uma empresa com o circuito 100% fechado, em função da pouca disponibilidade hídrica. Com o fechamento de circuito, nas caixas de vácuo e no rolo de sucção iniciou-se um processo de incrustação de sais, necessitando assim, várias paradas para limpeza. Com o uso de enzima, a mesma fracionou a matéria orgânica do circuito onde os sais se ajuntavam, isso fez com que os mesmos se soltassem e carreassem para a ETE, onde eram retirados junto com o lodo através de uma centrífuga.

Na limpeza, os benefícios também foram inúmeros, a começar pelas vestimentas de máquina (tela e feltro). As enzimas penetram nos micro poros das vestimentas fazendo com que as aderências de sujidades tais como: cola, pitch, borracha, sais, soltassem dessas pequenas cavidades, isso tudo de maneira ambientalmente correta, não usando soda ou ácido, promovendo desta forma uma grande durabilidade dessas vestimentas. Foi notado também que os rolos condutores na parte úmida da máquina tiveram uma limpeza acentuada e no decorrer do processo está havendo uma maior desagregação desses grupos também na parte seca.

Na caixa de entrada e nos chuveiros, a mesma permanece limpa sem pontos mortos e incrustações, houve redução dos entupimentos, maior uniformidade nos bicos e distribuição mais uniforme da massa. Formou-se um jato uniforme e com velocidade constante. Com todos esses pontos equacionados foi conseguido uma expressiva melhora e aumento na qualidade de papel garantindo uma malha de melhor distribuição e entrelaçamento, diminuindo sensivelmente as sujidades aderidas, como pintas, shives, bolhas, e aumentando a velocidade da máquina e a produção, em alguns casos em até 24%.

Outro fato relevante é que o número de paradas por quebra de papel devido a impurezas na água e no sistema que em alguns casos eram de 5 horas por semana, passou a ser de 40 minutos por semana, isso representa um grande ganho de produção.

Nas estações de tratamento de efluentes, os produtos utilizados na fabricação e limpeza do sistema, (todos químicos com faixas de pH extremamente elevada ou baixa), desestabiliza todo o sistema, nos processos físicos químicos há um desequilíbrio, pois a faixa de trabalho dos polieletrólitos usados é mudada com freqüência pelo descarte das águas de limpeza, no biológico então não há como manter o lodo, pois o mesmo sofre choques de pH e sobrecargas de materiais, além de muita toxidade que torna impraticável sua operação e conseqüentemente o perfeito tratamento dos efluentes, fazendo com que os sistemas não atendam a legislação em vigor. No caso de indústrias com lagoas de tratamento, as mesmas tendem a assorear com fibras do processo que precisam de remoção mecânica e tem um alto custo de descarte em aterros, além do custo operacional para desassociá-la mecanicamente. Com as enzimas e nutriativadores foi conseguido a redução de 30% de manto de lodo depositado nas lagoas, a eficiência de remoção de cargas orgânicas aumentou de 83,7% para 91,2%, num período de 90 dias de tratamento.

A quantidade de sólidos para recirculação das águas foi reduzida em torno de 40%, e com 15 dias começou-se a verificar a vida nas lagoas, pois a mudança de cor cinza passou para verde, sinal característico de algas. Após análises notou-se que o oxigênio dissolvido, na faixa de 0,5 ppm, passou para 4 ppm. Com 30 dias de tratamento foi notada uma grande quantidade de algas no sistema, aumentando a aeração das mesmas. Isso permitiu que essa água não fosse mais descartada, mais sim, recirculada.

As vantagens do processo
As soluções enzimáticas na fabricação de papel já são uma realidade no Brasil, pois os benefícios de sua aplicação são inúmeros em vários tipos de fábricas, na produção de vários tipos de papéis e em circuitos de água aberto e fechado, com papéis reciclados e fibras virgens. Todas as plantas onde foram desenvolvidos os métodos enzimáticos foi conseguido:
- Aumentar a produção; desintegrar melhor as aparas; melhorar a homogenização das fibras; adequar o grau schopper riegled; melhorar a drenagem; reduzir o consumo de produtos químicos; reduzir o tempo de parada de máquina por problemas de água recirculadas ou sujidades (colas, pintas, shives, pitch); aumentar a vida útil das vestimentas; aumentar a qualidade e resistência do papel; aumento da vida útil dos equipamentos.

E como benefício principal, a melhora considerável no fechamento dos circuitos de água e no sistema de tratamento de efluentes, sejam eles físicos ou biológicos.

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