PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS DE LICORES CELULÓSICOS
1 - Introdução
Na produção da pasta de papel pelo processo Kraft o cozimento da madeira (em aparas) é efectuado num reactor (chamado digestor) a temperaturas vizinhas dos 180 ºC. O cozimento é feito na presença de hidróxido de sódio e sulfureto de sódio em solução aquosa (licor branco). Do tratamento da madeira no digestor resulta a pasta crua e uma solução escura que se designa por licor negro. Com o licor negro inicia-se o processo de recuperação dos químicos e de energia. Para melhorar a eficiência deste processo é imprescindível conhecer com rigor as propriedades termofísicas do licor negro.
2 - Descrição do processo de recuperação dos químicos e de energia
No diagrama da Figura 1 representa numa forma simplificada o diagrama de blocos do ciclo de recuperação (processo de recuperação de energia e químicos) numa fábrica de produção de pasta enquanto que na Figura 2 está esquematizado o percurso do licor negro.
Figura 1 - Diagrama de blocos simplificado do ciclo de recuperação.
Figura 2 - Percurso do licor negro numa fábrica de produção de pasta.
O licor negro formado no digestor é formado pelos materiais dissolvidos resultantes da solubilização da madeira e pelos químicos utilizados no tratamento desta. Possui um teor de sólidos 14 a 17 % (licor negro fraco-LNF).É separado da pasta formada e concentrado por evaporação formando-se licor negro forte e concentrado (LNC) com teor de sólidos de aproximadamente 65%. Este é queimado na caldeira de recuperação. Aqui os materiais combustíveis do licor negro são utilizados para gerar vapor. Parte deste é dirigido para produzir energia necessária à produção de pasta. O vapor gerado nas caldeiras pode atingir pressões da ordem dos 8620 kPa (cerca de 85 atm) à temperatura de 490 ºC. Os sais de sódio presentes no licor negro fundem por acção do calor gerado na combustão dando origem a uma massa fundente (o smelt) formada essencialmente por carbonato de sódio e sulfureto de sódio. O smelt é dissolvido em licor branco fraco (ou em água) obtendo-se licor verde (coloração devida à presença de impurezas de ferro). A matéria insolúvel é removida e o licor clarificado resultante submete-se a tratamento com cal viva (óxido de cálcio/CaO) num reactor (apagador) onde se forma hidróxido de cálcio(Ca(OH)2) pela reacção
No apagador, além da reacção de apagamento inicia-se a reacção de caustificação que se completa nos caustificadores. Na reacção de caustificação obtém-se hidróxido de sódio(NaOH) e carbonato de cálcio(CaCO3) por reacção entre o hidróxido de cálcio(Ca(OH)2) e o carbonato de sódio (Na2CO3),
Obtém-se uma mistura de licor branco bruto com as lamas de cal (essencialmente carbonato de cálcio). Após clarificação da mistura resulta o licor branco clarificado que é enviado para o digestor. As lamas resultantes são calcinadas num forno após desidratação e espessamento. A reacção de calcinação é
Está assim fechado o processo (ou ciclo) de recuperação dos químicos.
3 - Propriedades do licor negro
As propriedades termofísicas do licor negro que mais influência têm na eficiência do processo de recuperação são:
- a composição química;
- a densidade;
- elevação do ponto de ebulição;
- capacidade calorífica ( calor específico);
- viscosidade;
- condutibilidade térmica;e
- tensão superficial.
Dá-se a seguir o andamento geral esperado destas propriedades.
