Mas, afinal, o que é celulose?

RESPONSÁVEL: The Two Sides Team 27/04/2015

Mas, afinal, o que é celulose?

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 (NA?S) — 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