Engenharia de papel - Paper engineering

International Paper : Fábrica de papel Kraft

Engenharia de papel é um ramo da engenharia que lida com o uso de ciências físicas (por exemplo, química e física) e ciências da vida (por exemplo, biologia e bioquímica ) em conjunto com a matemática aplicada à conversão de matérias-primas em produtos e coprodutos de papel úteis . O campo aplica vários princípios em engenharia de processos e operações unitárias para a fabricação de papel , produtos químicos , energia e materiais relacionados. A linha do tempo a seguir mostra algumas das principais etapas no desenvolvimento da ciência da engenharia química e de bioprocessos:

Do ponto de vista do patrimônio, o campo abrange o projeto e a análise de uma ampla variedade de operações de unidades térmicas, químicas e bioquímicas empregadas na fabricação de celulose e papel, e aborda a preparação de suas matérias-primas a partir de árvores ou outros recursos naturais por meio de uma polpação processo, pré-tratamento químico e mecânico desses biopolímeros recuperados (por exemplo, principalmente, embora não exclusivamente, à base de celulose ) fibras em uma suspensão fluida, a formação em alta velocidade e a desidratação inicial de uma teia não tecida, o desenvolvimento de propriedades de folha a granel via controle das operações de transferência de energia e massa, bem como pós-tratamento da chapa com revestimento, calandragem e outros processos químicos e mecânicos.

Formulários

Hoje, o campo da engenharia química e do papel se aplica à fabricação de uma ampla variedade de produtos. O escopo de silvicultura e biologia, ciência química, indústria (bio) química fabrica produtos orgânicos e agroquímicos (fertilizantes, inseticidas, herbicidas), oleoquímicos , fragrâncias e sabores, alimentos, rações , produtos farmacêuticos , nutracêuticos , produtos químicos , polímeros e energia a partir de materiais biológicos.

Os produtos resultantes da engenharia do papel, incluindo papel, papelão e vários derivados de papel, são amplamente usados ​​na vida cotidiana. Além de ser um subconjunto da engenharia química, o campo da engenharia do papel está intimamente ligado ao manejo florestal , à reciclagem de produtos e à produção em massa de mídia baseada em papel.

Métodos

Polpação mecânica

No processo de polpação mecânica, "moagem" e "refino" são os dois métodos principais usados ​​para criar a polpa. Moagem é o método de prensar toras e cavacos contra uma pedra giratória para produzir fibras. A polpação do refinador é o tratamento de cavacos de madeira com produtos químicos ou calor e, a seguir, trituração dos objetos entre dois discos, um ou ambos em rotação. Existem quatro tipos principais de polpação do refinador, que inclui polpação mecânica do refinador, polpação termo-mecânica, polpação quimi-mecânica e polpação quimiotermomecânica. Descrições adicionais de cada processo estão contidas neste link: A polpação mecânica, quando comparada à polpação química, é relativamente barata e tem um alto rendimento de polpa (85–95%). No entanto, o papel criado é geralmente fraco, pois retém a lignina.

Polpação química

O processo de polpação química é usado para dissolver quimicamente a lignina encontrada nas paredes das células do material submetido ao processo. Depois que as fibras de celulose são separadas da lignina, é criada uma polpa que pode ser tratada para criar papel durável, caixas e papelão ondulado. A polpação química pode ser caracterizada por dois métodos principais: polpação sulfato ( processo Kraft ) e polpação sulfito, e esses dois métodos têm benefícios diferentes. A polpação com sulfato pode ser realizada em uma ampla variedade de variedades de árvores e resulta na criação de um tipo forte de papel. Por outro lado, a polpação com sulfito resulta em um volume maior de polpa, que é mais fácil de branquear e processar. No entanto, a polpação com sulfato é mais amplamente utilizada, pois o produto é mais durável e os produtos químicos usados ​​no processo podem ser recuperados, resultando em poluição ambiental mínima.

Processamento de polpa posterior

Artigo principal: Máquina de papel

A polpa é então processada por meio de um aparelho que processa a polpa como uma malha de fibras. Essa rede de fibra é então pressionada para remover todo o conteúdo de água e, em seguida, o papel é seco para remover todos os vestígios de umidade.

Acabamento

Artigo principal: Papel

Após os processos acima terem sido completados, o papel resultante é revestido com uma quantidade minúscula de caulino ou carbonato de cálcio para modificar a superfície e o papel é então redimensionado dependendo de sua finalidade.

Reciclagem de produto

Artigo principal: Reciclagem de papel

Geralmente, o material a ser reciclado primeiro é submetido à polpação mecânica ou química para torná-lo na forma de polpa. A polpa resultante é então processada da mesma maneira que a polpa normal é processada; no entanto, às vezes é adicionada fibra original para melhorar a qualidade e a aparência do produto.

Campos e tópicos relacionados

Hoje, o campo da engenharia do papel e de bioprocessos é diversificado, abrangendo desde a biotecnologia e nanotecnologia até a geração de eletricidade .

Os engenheiros de papel projetam, constroem e operam plantas
A celulose é um biopolímero natural

Faculdades e universidades

Geralmente oferecido como uma especialização em engenharia química:

Veja também

Artigo principal: Esboço de engenharia química

Referências