Desempenho da Fibra de Eucalipto na Produção de Papel Tissue de Alta Qualidade

(1)

Braz Demuner, 2010

Desempenho da Fibra de Eucalipto na

Produção de Papel Tissue de Alta

Qualidade

Braz Demuner

I Simpósio Latino-Americano de Tissue Outubro, 2010

Desempenho da Fibra de Eucalipto na

Produção de Papel Tissue de Alta

(2)

Agenda

O que é desempenho;

Introdução da celulose de Eucalipto; O que é maciez;

Características das fibras eucalipto; Participações no furnish;

(3)

O que é desempenho;

Futuro: Principais desafios.

Agenda

(4)

Desempenho: descrito atrav

é

s de:

y Florestas plantadas, de alta produtividade, homogeneidade, qualidade e sustentáveis;

y Tecnologias e baixo custo fabricação de celulose;

y Conhecimento das fibras e suas interações com as tecnologias de fabricação de papéis tissue;

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Braz Demuner, 2010 O que é desempenho;

Introdução da Fibra de Eucalipto;

O que é maciez;

Características fibras eucalipto; Participações no furnish;

Agenda

(6)

No In

í

cio: relembrando ...

y Eucalipto: + 600 espécies adaptadas a uma faixa ampla de solos e condições climáticas. Menos de 20 espécies para produção celulose;

y Brasil iniciou produção de florestas para produção de celulose na década 60;

y Problemas iniciais de adaptação, doenças e baixa produtividade do eucalipto foram críticos (mas

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Como eram as tecnologias...

y Tecnologia Florestal: convencional, através de sementes disponíveis, não melhoradas;

y Produção de celulose: processos convencionais;

y Produção papéis tissue: máquinas convencionais.

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Processo t

í

pico produ

ç

ão celulose

na d

é

cada 70

y Cozimento e branqueamento com tecnologias convencionais;

y Impregnação dos cavacos deficiente;

y Seletividade e rendimento mais baixos;

y Consumo de madeira e químicos mais altos;

y Qualidade da fibra (unformidade e resistência) pouco conhecida.

(9)

Portanto, no in

í

cio, os maiores desafios foram

y Introduzir uma celulose produzida com as melhores práticas de processo;

y Desenvolver florestas plantadas com elevado potencial de crescimento sustentável;

y Vencer os problemas iniciais, como adaptação e doenças (investimento em melhoramento);

y Focar na busca de alta performance: custo e qualidade (propriedades e uniformidade);

(10)

Participa

(11)

Principais fibras HWs

(12)

Em um segundo momento...

Estes aspectos tornaram a celulose de

eucalipto uma op

ç

ão atrativa.

y O aumento do conhecimento, as inovações

introduzidas permitiram a produção de florestas mais produtivas e sustentáveis;

y Elevação da produtividade florestal e do conhecimento da qualidade da madeira e das fibras;

y A ampliação do conhecimento da fibra de eucalipto em propriedades como maciez foram fundamentais para a ampliação do seu uso.

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Braz Demuner, 2010 Descrição do que é desempenho da fibra eucalipto;

Introdução da celulose de Eucalipto;

O que é maciez;

Agenda

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Maciez do Papel

y

Propriedades Bulk:

¾ Rigidez/Flexibilidade ¾ Espessura ¾ Compressibilidade

y

Propriedades Superficiais

¾ Textura ¾ Fricção

Tomando

(15)

Maciez versus Propriedades

Conclusion made by Hollmark, 1983:

"A combination of the tensional stiffness and the reading of the

surface softness gives a correlation with bulk softness 0.98 which is significantly higher than that obtained if the tensile stiffness

alone is compared with bulk softness (0.92)" Fonte: Hollmark, 1983.

BULK SOFTNESS ("SCALE V") versus R₂ (TENSILE STIFFNESS X SURFACE SOFTNESS)

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Braz Demuner, 2010 Source: Hoffman, P

Source: Hoffman

Conclusion made by Ampulski (Paper Physics Conf, 1991):

"The softer products were found to have a low WABY factor, low S&S COF, and a low PAAREA".

WABY = Flexibilidade total/resistência a tração total;

S&S COF = Slip-and-Stick Coefficient of Friction; PAAREA = Surface Smoothness.

Fonte: Ampulski (Paper Physics Conf, 1991):

Maciez versus Propriedades

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Braz Demuner, 2010 Fonte: Ampulski (Paper Physics Conf, 1991):

Portanto

Propriedades da fibra que afetam a

flexibilidade/rigidez e as

caracter

í

sticas da superf

í

cie da folha

de papel poderão contribuir

significativamente para a maciez!

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Braz Demuner, 2010 Descrição do que é desempenho da fibra eucalipto;

Características das fibras eucalipto;

Participações no furnish; Futuro: Principais desafios.

Agenda

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Quando comparada com outras

celuloses tradicionais do mercado

(HWs e SWs), a celulose de

eucalipto apresenta:

Fibra Eucalipto versus Fibras Mercado

(20)

Braz Demuner, 2010 Baixo Comp rimen to Baixo Coars enes s Baixo Finos Alta Limp eza

Alt

o N

º F

ib

ra

s

po

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am

a

_Al

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e

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Re

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Co

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Bo

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Est

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Pa

pe

l

Caracter

(21)

Bo

a a

bs

orç

ão

Alt

a m

ac

iez

Boa d renag em e sec agem Boa f orma ção Boa l isura da folh a Alto b ulk

Ru

nn

ab

ilit

y

Estas caracter

(22)

Caracter

í

sticas da madeira

Modelo de regressão m

Modelo de regressão múúltipla para diferentes espltipla para diferentes espéécies e cies e h

hííbridos de eucalipto:bridos de eucalipto:

Explicaram at

Explicaram atéé

80%

da variada variaçção ão de propriedades de propriedades selecionadas do selecionadas do papel. papel. • Densidade Básica

• Nº Fibras por grama

• Teor pentosanas

•

•Simples de mediSimples de mediççãoão

Source: Demuner & Claudio

Source: Demuner & Claudio--dada--Silva Silva --Paper Physics Paper Physics Conference

(23)

Caracter

í

sticas da madeira

BULK ( UNBEATEN PULP) VS WOOD BASIC DENSITY

350 450 550 650 750 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 BULK, cm³/g W O O D B A S IC D E N S IT Y , k g /m ³ E.urophylla E.pellita E.grandis Hybrid E.grandis

ROUGHNESS (UNBEATEN PULP) VS. FIBER POPULATION 4 5 6 7 8 10 15 20 25 30

NUMBER OF FIBERS PER GRAM, Million

LN ( R OU GH N E S S ), m L /m in E.urophylla E. pellita E. grandis Hybrid E. grandis

...Continuam chave para propriedades do papel.

Source: Demuner & Claudio

Source: Demuner & Claudio--dada--Silva Silva --Paper Physics Paper Physics Conference

(24)

Braz Demuner, 2010 Secção Transversal - 40 μm

Madeira

(25)

Braz Demuner, 2010 Secção Transversal - 50 μm

Madeira

Eucalipto

Madeira

B

é

tula

(26)

Braz Demuner, 2010 Secção Transversal

150 μm

Madeira (Fibras) de

Quercus spp

Secção Transversal 25 μm

(27)

Morfologia Eucalipto

(28)

Braz Demuner, 2010 SEM - 2000 x

Fibra Eucalipto

(29)

O que destaca a fibra de eucalipto

UNIFORMIDADE COMPRIMENTO FIBRA (KAJAANI FIBERLAB)

0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 COMPRIMENTO FIBRA, mm DI STRIBUIÇÃO, % EUCALIPTO BÉTULA

(30)

O que destaca a fibra de eucalipto

(31)

O que destaca a fibra de eucalipto

(32)

O que destaca a fibra de eucalipto

Desempenho na m

á

_á

quina

_quina

0 50 100 150 10 20 30 40 50 60 70 80 SCHOPPER RIEGLER, ºSR

RESISTÊNCIA A ÚMIDO (25% SÓLIDOS), N/m

EUCALIPTO FIBRIA

(33)

Portanto...

O uso de florestas plantadas, de alta produtividade,

homogêneas e sustent

homogêneas e sustentááveis, associado ao conhecimento:veis, associado ao conhecimento:

y das fibras;

y das tecnologias de fabricação de celulose;

y das tecnologias de fabricação de papéis tissue; e

y do mercado

...vem permitindo o desempenho destacado

da celulose de eucalipto.

(34)

Evolu

ç

ão das tecnologias de

fabrica

ç

ão de celulose

–

d

é

cada 90

Melhoria da uniformidade da qualidade; Melhoria das propriedades das fibras; Melhoria do desempenho ambiental.

y Deslignificação com oxigênio;

y Branqueamento ECF; e

(35)

Braz Demuner, 2010 Melhoria da uniformidade da qualidade;

Melhoria das propriedades das fibras;

Mais alto rendimento (menor consumo madeira); Mais baixo custo produção.

• ;

Evolu

ç

ão das tecnologias de

fabrica

ç

ão de celulose

–

a partir 2000

y Cozimento em 2 vasos – maior tempo retenção;

y Melhoria da impregnação dos cavacos;

y Mais alta seletividade e rendimento;

y Intensificação do uso de H2O2 e O2; e

(36)

O desempenho em custos

(37)

Al

é

m disto...o eucalipto apresenta elevada

contribui

ç

ão socioambiental

y Rápido crescimento, com retorno de curto prazo;

y Resistente a doenças e adaptável a diferentes tipos de clima e solos;

y Controla erosão do solo, promovendo retenção água;

y Absorve elevada quantidade de CO2 da atmosfera;

y A fibra de eucalipto tem permitido o acesso aos papéis tissue, de alta qualidade, a públicos de renda diversa.

y Geração de renda para os produtores de celulose e papel.

(38)

Evolu

ç

ão tecnologias de

fabrica

ç

ão de pap

é

is tissue

y Patente TAD: 1967 (P&G), atualmente consolidada;

y Ainda hoje a tecnologia convencional é a mais difundida, mas com inovações e com mais alta velocidade.

y Tecnologias de papéis estruturados e em múltiplas camadas - mais recentemente evoluções com

(39)

Resumindo...

tem permitido um desempenho destacado da

fibra de eucalipto

(ex. em maciez)

e elevada

aceita

ç

ão do papel!

y

y A alta produtividade, sustentabilidade e uniformidade das A alta produtividade, sustentabilidade e uniformidade das florestas plantadas;

florestas plantadas;

y

y As tecnologias e o baixo custo de fabricaAs tecnologias e o baixo custo de fabricaçção de celulose;ão de celulose;

y

y A morfologia destacada do eucalipto;A morfologia destacada do eucalipto;

y

y O conhecimento da interaO conhecimento da interaçção das fibras com a fabricaão das fibras com a fabricaçção ão de pap

de papééis tissue;is tissue;

y

y O uso de celulose não refinada (ou com refino adequado), O uso de celulose não refinada (ou com refino adequado), aplica

aplicaçção de tecnologias de papão de tecnologias de papééis estruturados e em is estruturados e em m

(40)

Agenda

Descrição do que é desempenho da fibra eucalipto; Introdução da celulose de Eucalipto;

O que é maciez;

Características das fibras eucalipto;

Participações no furnish;

(41)

Atualmente,

é

reconhecido que

y A celulose de eucalipto participa com a maior parte do furnish dos papéis tissue (balanço com Softwood e

outras fibras).

Em geral, para papéis facial e sanitário:

60 a 70% na Europa (+ resistência);

65 a 80% nos USA (+ maciez);

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O crescimento do mercado de

tissue tem sido consistente !

(43)

Braz Demuner, 2010 2008

Evolu

ç

_ç

ão do desempenho

_{ão do desempenho}

destacado da fibra de eucalipto

Source: Hawkins Wright Ltd, 2009 Outras NSKP 12%

BEKP

34%

Outras BHKP 20% NBSK 34% *estimate

**Others BHKP includes Birch, NMHW, SMHW-US and Indonesian. Source: Hawkins Wright and Aracruz

1974 Sulfito 21% NBSK 42% UKP 10% Outras BSKP 25% BEKP 2% Participa

(44)

... e continuar

á

crescendo nos

pr

ó

ximos anos!

(45)

Comparativamente aos USA, na Europa e na Ásia é muito menor a participação da celulose de eucalipto na fabricação de papéis tissue.

Há um bom potencial de crescimento!

Ásia 26%

Europa

27% USA

88%

Uso BEKP na fabricação papéis tissue (fonte: Hawkins Wright, 2008)

Potencial de crescimento

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Agenda

Descrição do que é desempenho da fibra eucalipto; Introdução da celulose de Eucalipto;

O que é maciez;

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Principais desafios:

Uma busca permanente...

y Tecnologia florestal: produtividade, uniformidade e qualidade em bases sustentáveis;

y Produção celulose: mínimo custo e racionalização do uso de recursos naturais;

y Produção papel: mínimo custo;

y Consumo per capita papel tissue: volume e qualidade fibra.

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(49)

www.fibria.com.br

Agradecimentos

y À ABTCP pelo convite para esta participação; e

y Aos colegas da Fibria pelas contribuições na preparação desta apresentação (alguns nomes: Ademilson, Bibiana, Heloísa, Pavan, Leonardo, Danilo, Robert, Patrick).