Com o avanço da tecnologia de fabricação de papel e o uso crescente de celulose de alto rendimento e celulose destintada, combinados com um sistema de circulação de água branca mais fechado, a química da parte úmida da fabricação de papel tornou-se significativamente mais complexa. Um dos principais desafios é o acúmulo de resíduos aniônicos — coloides com carga negativa e substâncias dissolvidas — que interferem na eficácia dos aditivos catiônicos usados na fabricação de papel.
O que é lixo aniônico?
Lixo aniônico refere-se a uma mistura de substâncias aniônicas dissolvidas e coloidais, como fibras degradadas, extrativos, cargas e resíduos químicos. Essas substâncias podem perturbar o equilíbrio de carga, reduzir a eficiência de retenção e drenagem e aumentar o consumo de produtos químicos no processo de fabricação de papel.
A abordagem ideal para gerenciar resíduos aniônicos é minimizar sua formação, mas devido à complexidade das matérias-primas e dos sistemas de processamento, sua presença geralmente é inevitável.
Papel dos coletores de lixo aniônicos (ATCs)
A maneira mais eficaz de mitigar o impacto do lixo aniônico é pré-tratar a polpa com coletores de lixo aniônico (ATCs) ou fixadores. Estes são polímeros catiônicos de alta densidade de carga e baixo peso molecular que podem neutralizar ou adsorver substâncias aniônicas.
Os tipos comuns de ATCs incluem:
- ATCs inorgânicos: como sulfato de alumínio (alúmen) e cloreto de polialumínio (PAC)
- ATCs orgânicos: como polietilenoimina (PEI) e PoliDADMAC
Princípio de funcionamento dos ATCs
Os ATCs funcionam por meio da neutralização de carga e da floculação em ponte, capturando substâncias aniônicas solúveis e fixando-as em fibras ou cargas. O momento da adição dos ATCs é crucial — eles normalmente são adicionados antes de outros aditivos catiônicos para evitar interferências.
ATCs comuns na fabricação de papel
1. Sulfato de Alumínio (Alúmen)
Um ATC de baixo custo, o alúmen é eficaz em condições ácidas, mas perde sua carga catiônica em pH neutro ou alcalino, limitando seu uso em sistemas modernos de fabricação de papel.
2. Cloreto de polialumínio (PAC)
O PAC mantém uma alta carga catiônica em uma ampla faixa de pH e é mais eficiente que o alúmen em sistemas neutros a alcalinos. É cada vez mais utilizado como um ATC inorgânico.
3. Polietilenoimina (PEI)
O PEI é um polímero catiônico com estrutura ramificada que proporciona excelente desempenho na faixa de pH de 6 a 9. Versões modificadas oferecem densidade de carga ainda maior. O PEI não apenas captura resíduos aniônicos, como também melhora a retenção e reduz a perda de água branca.
4. PolyDADMAC – Azfc® PD40
O PolyDADMAC é um polímero de alta densidade de carga e baixo peso molecular que se destaca como um ATC. Sua eficácia tem sido amplamente documentada, demonstrando melhorias substanciais na retenção da carga quando usado antes do amido catiônico ou da poliacrilamida. No entanto, a superdosagem pode causar reversão de carga e reduzir a retenção.
5. Outros ATCs
- Bentonita modificada: atua como adsorvente em combinação com PAM catiônico para sistemas de retenção dupla.
- Sulfato de silicato de polialumínio: ainda não é amplamente utilizado na fabricação de papel.
- Óxido de Polietileno (PEO): Um polímero não iônico que captura partículas finas e cargas por meio de ligações de hidrogênio, em vez de neutralização de carga. Eficaz em ambientes com alto teor de resíduos aniônicos.
Conclusão
A rebarba aniônica representa desafios significativos nos sistemas modernos de fabricação de papel, particularmente em ambientes altamente fechados, neutros a alcalinos. Selecionar o ATC correto é essencial para otimizar a química da parte úmida. Entre as opções disponíveis, o PolyDADMAC (Azfc® PD40) se destaca por sua alta eficiência e ampla aplicabilidade.
Ao incorporar estratégias eficazes de coleta de lixo, as fábricas podem reduzir o consumo de aditivos, melhorar a retenção e a drenagem e estabilizar os processos de fabricação de papel.
