O refino na indústria de papel é o tratamento mecânico das fibras de celulose entre discos ou placas giratórias para desenvolver suas propriedades papeleiras antes de a massa chegar à máquina de papel. Um refinador de celulose passa a suspensão de fibras por uma folga estreita equipada com barras e ranhuras; as barras trabalham as fibras, tornando-as mais flexíveis e dando-lhes mais superfície de ligação. O refino transforma a celulose crua em massa que forma uma folha forte, uniforme e bem ligada. Este guia explica o que um refinador faz, por que a celulose é refinada, o processo passo a passo, e a diferença entre refino de alta e baixa consistência.
A Parason constrói equipamentos de refino e linhas completas de preparação de massa para fábricas em mais de 75 países desde 1976, com mais de 2.000 instalações no mundo e unidades na Índia e no Brasil.
O Que É um Refinador de Celulose na Indústria de Papel?
Um refinador de celulose é uma máquina que trata mecanicamente as fibras passando-as por uma pequena folga entre um elemento giratório e um fixo, ambos com barras e ranhuras. As barras comprimem e cisalham as fibras, fibrilando a superfície e tornando a fibra mais flexível. O resultado é fibra que se liga melhor e forma uma folha mais forte. O refino controlado desenvolve a fibra; o mal controlado a corta e enfraquece o papel.
Na fábrica, o refino fica depois da pulpação, limpeza e triagem, e antes do fluxo de aproximação. É um dos maiores consumidores de energia elétrica de uma fábrica de papel, porque o setor de papel e celulose está entre os que mais consomem energia (International Energy Agency).
Por Que a Celulose É Refinada?
A celulose é refinada para desenvolver as fibras de modo que se liguem em uma folha mais forte e uniforme. As fibras cruas são rígidas e lisas, e a folha feita com elas é fraca e porosa. O refino muda isso de quatro formas:
- Fibrilação: a superfície da fibra é desfiada em fibrilas finas, aumentando a área de ligação.
- Flexibilidade: as fibras ficam mais maleáveis e se conformam umas às outras, dando mais contato fibra a fibra.
- Resistência: mais ligação e contato elevam a resistência à tração, ao estouro e à dobra.
- Controle de drenagem: o refino reduz a drenabilidade (eleva o grau SR), equilibrada com a velocidade da máquina e a secagem.
O papeleiro refina o suficiente para alcançar a resistência desejada sem reduzir a drenagem a ponto de a máquina perder velocidade. Esse equilíbrio (drenabilidade ou Schopper-Riegler) é o coração do controle de refino.
O Processo de Refino, Passo a Passo
O processo de refino passa a massa pela folga do refinador sob pressão controlada, com o resultado definido pela folga, pelo padrão das placas e pela energia aplicada:
- Alimentação: a celulose triada, na consistência certa, é bombeada para o refinador.
- Carga da folga: o disco ou cone giratório é carregado contra o fixo, definindo a folga.
- Cruzamento das barras: quando as barras se cruzam, prendem e trabalham as fibras, fibrilando-as e flexionando-as.
- Transferência de energia: aplicada por tonelada (energia específica de refino), a variável-chave com a intensidade.
- Descarga: a massa desenvolvida sai com menor drenabilidade, pronta para o fluxo de aproximação.
| Variável de refino | O que controla | Por que importa |
|---|---|---|
| Folga / abertura das placas | Quão forte as fibras são trabalhadas | Apertada demais corta a fibra; aberta demais não a desenvolve |
| Padrão de barras | Desenvolvimento vs corte | Ajustado à matéria-prima e à folha-alvo |
| Energia específica de refino | Grau de desenvolvimento | Define ganho de resistência e custo de energia por tonelada |
| Intensidade de refino | Ação suave vs agressiva | Desenvolve a fibra sem encurtá-la |
| Consistência | Ação em alta vs baixa consistência | Define o mecanismo de refino |
Refino de Alta Consistência vs Baixa Consistência
O refino é feito em alta ou baixa consistência, e a escolha muda o que o refinador faz com a fibra.
- Refino de alta consistência (AC): trabalha as fibras umas contra as outras em massa espessa, desenvolvendo com menos corte e preservando o comprimento da fibra, o que serve para pasta mecânica, MDF e trabalhos onde comprimento e volume importam.
- Refino de baixa consistência (BC): trabalha as fibras entre as barras em massa diluída, a escolha comum na preparação de massa da maioria das fábricas de papel e cartão, com bom controle da drenabilidade.
A maior parte da preparação de massa usa baixa consistência; a alta consistência pertence à pasta mecânica e ao MDF. A escolha depende da matéria-prima e da folha.
Tipos de Refinadores
Os refinadores são classificados pela forma da superfície de refino: disco, cônica ou cilíndrica. Esta página os cobre em resumo e remete às páginas dedicadas.
- Refinadores de disco: discos planos giratório e fixo, o cavalo de batalha da baixa consistência. Veja o refinador de disco duplo.
- Refinadores cônicos: geometria cone-em-cone, com zona longa e ação suave. Veja o guia do refinador cônico.
- Refinadores cilíndricos e especiais: para matérias-primas e posições específicas na linha.
Para a linha comercial e a seleção de máquinas de refino, veja o hub de equipamentos de refino da Parason.
Discos e Guarnições de Refinador
Os discos (refinadores de disco) e as guarnições (refinadores cônicos) são as peças de desgaste que trabalham a fibra; o padrão de barras decide se o refinador desenvolve ou corta a fibra. Placas gastas desperdiçam energia e perdem qualidade, sendo um item de troca de rotina. Veja o guia de discos de refinador para tipos e seleção.
Refino vs Desfibrilação (Deflaking)
A desfibrilação quebra flocos e feixes não fibrilados sem desenvolver a fibra; o refino desenvolve as fibras individuais para ligação e resistência. Uma linha pode usar os dois. Veja a linha de deflaker da Parason.
Equipamentos de Refino da Parason
A Parason projeta e fabrica a linha de refino e as peças de desgaste internamente. A linha inclui o Tri Disc Refiner (TDR), o refinador cônico Confiner, o refinador CylindReX e placas de refinador para MDF e guarnições, integrados em linhas completas de preparação de massa e fornecidos a fábricas em mais de 75 países, fabricados na Índia e no Brasil. Para uma linha existente, uma auditoria do sistema de refino mostra onde ganhar energia e qualidade.
"O refino é onde se decide a maior parte da resistência de uma fábrica e boa parte da sua conta de energia", diz um engenheiro de refino da Parason. "Ajuste o padrão das placas e a energia por tonelada à matéria-prima e você ganha resistência de forma barata. Erre nisso e você corta a fibra ou queima energia à toa."
Especifique a Sua Linha de Refino
Para receber a especificação do refino para a sua fábrica, informe a sua matéria-prima, os tipos de papel que produz, a capacidade e os alvos de resistência e drenabilidade. Um engenheiro da Parason seleciona o refinador, o padrão das placas e a energia de refino, e onde isso entra na linha.
- Solicite uma avaliação de refino: fale com a equipe Parason com a sua matéria-prima, capacidade e folha-alvo.
- Veja a linha de refino: o hub de equipamentos de refino.
