Do jornal à fibra de celulose: processo, equipamentos e riscos à qualidade

Um feixe de jornais da semana passada parece uma matéria-prima simples. Basta cortá-lo, separar as folhas, e o papel deve se transformar em fibra. Essa é, mais ou menos, a ideia por trás da preparação mecânica a seco. O problema começa quando o material deixa de ser um feixe organizado. Uma remessa chega com jornais soltos. A seguinte contém folhetos brilhantes e pilhas molhadas no fundo. Uma terceira tem sacos plásticos presos entre os feixes. Todas as três podem ter sido vendidas como ‘jornais velhos’.’

Para o planejamento da disposição dos equipamentos, comece pela área do local Linha de reciclagem de celulose de papel usado. O texto descreve o processo geral de preparação a seco. Aqui, o foco é deliberadamente mais restrito: o que o jornal causa ao sistema de alimentação, o que cada equipamento deve ser capaz de processar e o que um comprador deve insistir em verificar durante um teste. Este não é um guia para a fabricação de celulose úmida convencional nem uma promessa de que a fibra aberta mecanicamente seja um produto de isolamento pronto para uso.

O jornal velho pode servir como matéria-prima de fibra seca?

Muitas vezes, sim. O papel de jornal comum é relativamente leve e se desfaz facilmente em comparação com muitos papéis fortemente laminados. Uma fábrica que recebe um fornecimento constante e bem selecionado tem um ponto de partida viável para a preparação de fibra seca. No entanto, o rótulo ‘jornal’ não é uma especificação de qualidade. Ele não indica se o lote provém de uma coleta organizada de jornais, de papel doméstico misto ou de exemplares não vendidos empacotados com encartes.

Essa distinção também aparece nas regras de comercialização de papel reciclado. A ReMA define Notícias Organizadas e Objetivas como uma categoria específica e define as expectativas em relação aos materiais que não devem constar em uma remessa. Além disso, aborda a questão da umidade e diferencia os materiais proibidos dos resíduos.^[1] Isso ajuda a descrever o que o comprador está adquirindo. No entanto, não informa ao fornecedor do equipamento qual será a taxa de alimentação, a disposição das telas ou a qualidade da fibra que uma determinada máquina irá atingir.

Suponha que um fornecedor utilize jornais secos, selecionados manualmente, em sua fábrica. A fibra parece boa, a máquina funciona de maneira estável e o teste termina sem atolamentos. São evidências úteis — mas apenas para essa carga específica. Se a fábrica costuma receber feixes amarrados com encartes, então esses feixes são o que o próximo teste deve incluir. O mesmo se aplica às cargas mais úmidas que passam regularmente pela inspeção de recebimento. Uma demonstração se torna enganosa quando as partes problemáticas da produção normal são retiradas antes que alguém inicie o cronômetro.

Figura 1. O processamento de jornais deve começar com o controle do recebimento e a alimentação constante, e não com a promessa de uma configuração única para o desfibrador.

Saiba o que há na remessa de jornais

Coloque a descrição da compra ao lado da cotação do equipamento. Se um documento mencionar ‘jornal’ e o outro pressupor folhas soltas uniformes, já existe uma discrepância. Deixe por escrito a rota de coleta, o grau de qualidade do fornecimento, o armazenamento, a forma de embalagem, os encartes habituais e os materiais estranhos conhecidos. Você pode adicionar os limites de teste posteriormente, mas esses detalhes não devem ser deixados para a fase de comissionamento.

Nota e fonte

Notícias coletadas separadamente por um distribuidor de mídia impressa não são o mesmo material que jornais retirados da reciclagem doméstica mista. O fluxo misto pode conter correspondência, pequenas caixas de papelão, embalagens plásticas e folhas contaminadas com alimentos. Mesmo que os jornais representem a maior parte do peso, pode ser necessária uma triagem mais minuciosa do que a prevista na cotação. Pergunte de onde vem o material e se é provável que essa fonte mude.

À granel, em fardos ou em fardos compactados

Imagine tentar alimentar uma tremonha com jornais soltos. Ela pode parecer cheia, mas, na verdade, fornece pouco peso. Então, uma pilha desmorona e a esteira transportadora libera um volume repentino. Os feixes amarrados se comportam de maneira diferente; os fardos, de outra forma ainda. As cintas precisam de um plano de remoção, e o material compactado pode precisar ser aberto antes de poder ser dosado. Peça ao fornecedor para mostrar a linha em funcionamento com o tipo de embalagem que você pretende comprar. Folhas alimentadas manualmente não substituem esse teste.

Condição de umidade

É fácil não levar a água em conta quando a cotação é expressa em toneladas por hora. O papel de jornal úmido gruda, às vezes forma aglomerados densos e pode prejudicar a alimentação da máquina. O material úmido também acrescenta massa que não é fibra seca utilizável. As especificações de papel recuperado da ReMA referem-se a um nível máximo de umidade de 12%, a menos que as partes concordem de outra forma e definam a base de teste.^[1] Considere isso como uma referência de classificação comercial, e não como o limite operacional de todos os fibrizadores. Para a seleção da máquina, compare uma carga comum com material que se encontre na extremidade mais difícil da sua faixa normal de umidade.

Inserções normais e contaminação anormal

Nem todo encarte é motivo para rejeitar a carga. Os jornais costumam conter páginas coloridas e, às vezes, material publicitário revestido. O que importa é se a linha de produção e o cliente a jusante podem aceitar a fibra resultante. Mangas plásticas de entrega, objetos rígidos, papelão grosso e cintas metálicas são casos diferentes. Eles devem ser identificados antes da alimentação, com regras claras para remoção ou rejeição. Caso contrário, um problema de qualidade na fibra finalizada pode ser simplesmente um problema de recebimento repassado para a etapa seguinte.

Figura 2. Uma especificação útil de jornal descreve a carga que o equipamento realmente receberá, e não apenas o nome da mercadoria.

Processo: Do jornal à fibra rica em celulose obtida por abertura mecânica

As máquinas realizam várias funções diferentes, e confundir essas funções é uma maneira cara de montar uma linha de produção. Um alimentador lida com o volume do material. O triturador primário torna-o mais manejável. A separação lida com materiais estranhos expostos. O desfibrador abre o papel. O equipamento de coleta deve capturar a emissão de luz e controlar a poeira. Nenhuma dessas funções deve ser ignorada em um único valor de rendimento cotado.

1. Recepção e medição controlada

Um sistema de alimentação de jornais costuma atingir seu limite de volume muito antes de atingir o limite de potência do motor. Com folhas soltas, a tremonha pode formar pontes, esvaziar de forma irregular ou, de repente, enviar um grande volume de folhas de uma só vez. Uma esteira dosadora ou outro sistema de alimentação adequado pode uniformizar o fornecimento, mas seu projeto depende do formato real da embalagem. Durante um teste, observe o alimentador com a mesma atenção que o triturador. Alguém que fica continuamente empurrando papel para a entrada está realizando um trabalho que a linha proposta talvez não tenha sido projetada para realizar sozinha.

Estabeleça uma maneira prática de inspecionar o material recebido. Os operadores precisam identificar um saco plástico, um laço inesperado ou um objeto rígido antes que ele fique preso no meio do fluxo. Adicionar um ímã maior a jusante não resolve todos os erros cometidos durante a descarga.

2. Redução primária do tamanho

A trituração primária tem um objetivo bastante modesto: tornar o jornal homogêneo o suficiente para ser movimentado, inspecionado e encaminhado para a próxima etapa. Ela não precisa produzir fibra pronta. Se a máquina transformar o material em pedaços excessivamente pequenos antes do fibrizador, o projeto pode acabar arcando com custos de trabalho extra e criando problemas de manuseio desnecessários.

A triturador de dois eixos pode ser adequado para a primeira etapa de redução, dependendo do tamanho da embalagem, da densidade aparente e da transferência exigida pelo restante da linha. Não o selecione com base em um valor genérico de capacidade referente a um material não relacionado. Pergunte o que foi alimentado durante o teste de classificação, o que foi descarregado e se o mesmo comportamento se mantém com seus feixes ou fardos normais.

3. Identificar e remover a contaminação por metais ferrosos

Algumas entregas de jornais contêm grampos ou clipes; outras chegam com arame ou peças metálicas que nunca deveriam estar presentes. Ao abrir o jornal, algumas peças ferrosas podem se soltar, permitindo que um ímã as recolha. No entanto, ele não necessariamente capturará pequenos pedaços de metal ainda enterrados em um feixe denso. Um fluxo de trabalho sensato combina verificações na recepção, exposição do material, separação e uma inspeção final acordada — e não uma garantia de remoção perfeita de metais.

4. Abertura secundária da fibra

Assim que a alimentação estiver sob controle, o desfibrador realiza a abertura mecânica final. Uma amostra com aparência fofa não significa que atenda às especificações. Um cliente pode se preocupar com flocos de papel visíveis, partículas finas, a forma como o material se compacta ou com contaminantes que sejam transportados para a próxima etapa do processo. O Guia sobre máquinas de fibrização de papel aborda as opções mais amplas. Para este projeto de jornal, defina a condição de descarga aceitável antes que alguém comece a ajustar a máquina para deixar a amostra com uma aparência melhor.

A alimentação estável é particularmente importante neste caso. Se, em um minuto, quase não houver material e, no minuto seguinte, houver um pico de carga, a produção mudará mesmo com as mesmas configurações do fibrizador. Registre as condições de entrada e a descarga do estágio primário para que o operador possa identificar a causa. Um relatório por escrito transferência do triturador para o fibrizador é muito mais útil do que dizer que ambas as máquinas estavam ‘funcionando normalmente’.’

5. Transferência em circuito fechado, coleta de poeira e produção aceita

A fibra de papel é leve. Ela se dispersa em pontos de transferência abertos, deposita-se em superfícies próximas e pode liberar poeira fina no ar. Portanto, a coleta de poeira precisa ser incluída na discussão do processo desde o início. A OSHA identifica a poeira de papel como um risco potencial de poeira combustível em condições relevantes e aborda medidas de controle, como avaliação de riscos, limpeza e gestão de ignição.^[2] Os controles adequados dependem da instalação e devem ser projetados de acordo com os riscos reais da mesma; simplesmente adicionar um coletor de poeira a um esboço não constitui uma avaliação completa de segurança.

Na descarga, colete amostras que o usuário final possa realmente avaliar. Restam pedaços compactos de papel? Plástico indesejado? Mais partículas finas do que o esperado? A fibra forma pontes durante o armazenamento ou passa sem problemas para a próxima etapa? Essas respostas são mais importantes do que o fato de uma fotografia do produto final parecer difusa.

A lista de equipamentos não é garantia do processo

Essa divisão entre os equipamentos é o motivo pelo qual um único valor de capacidade pode induzir ao erro. Uma máquina pode absorver picos curtos, enquanto a seguinte não consegue superá-los. O fibrizador pode produzir material de excelente qualidade na metade da taxa de produção declarada. Um teste de aceitação significativo precisa demonstrar que os equipamentos, em conjunto, fornecem fibra aceitável a uma taxa acordada e sustentada. Caso contrário, a taxa de produção anunciada oculta o gargalo.

Onde a qualidade da fibra de jornal dá errado

A maioria das falhas de qualidade nos jornais tem uma causa banal. Foi aceita uma carga incorreta. A matéria-prima chegou em um formato diferente da amostra de teste. Um fardo úmido ficou escondido no fundo. Ou a linha de produção foi forçada a operar com mais intensidade para atingir uma meta de capacidade, resultando em um produto diferente na saída. Antes de alterar as configurações da máquina, rastreie o que entrou no sistema e o que aconteceu à medida que passou por cada etapa.

Figura 3. Os problemas de qualidade podem surgir nas etapas de recebimento, alimentação, separação ou abertura da fibra; trocar o desfiador nem sempre é a primeira medida correta a ser tomada.

Escreva regras de recebimento que as pessoas possam realmente usar

A pessoa que está descarregando o caminhão precisa de uma orientação prática, não de um artigo técnico de vinte páginas. Como é uma carga aprovada? Quais inserções são normais? O que torna um fardo molhado inaceitável? Onde vão parar os sacos plásticos ou os fios de arame? Chegue a um acordo sobre as respostas com os setores de compras e operações. Se eles usarem definições diferentes de ‘jornal limpo’, os problemas só serão descobertos depois que o material chegar à máquina.

O Notícias Organizadas e Objetivas A classificação pode ajudar na elaboração de um contrato de fornecimento, desde que corresponda efetivamente ao material que está sendo adquirido. Ela não deve ser copiada para um teste de fábrica sem que se verifique essa correspondência. Uma fábrica que adquira material excedente de uma única fonte pode ter uma tarefa mais fácil do que uma fábrica que receba material doméstico parcialmente selecionado; os dois tipos não devem ser aceitos com base em uma demonstração idêntica da máquina sem que haja comprovação.

O que um processo judicial contra um jornal precisa provar

Um teste de aceitação em fábrica pode parecer impressionante e, mesmo assim, deixar o comprador sem uma resposta clara. A linha funciona por um curto período, alguém segura um punhado de fibra e o relatório registra a taxa de produção mais alta observada. O que acontece quando o feixe contém inserções normais? Quantas vezes o operador limpou o sistema de alimentação? Qual quantidade da produção o cliente realmente aceitaria? Anote essas perguntas no plano de teste antes de organizar o teste.

Figura 4. Um FAT significativo relaciona a alimentação representativa, o registro de eventos, os fluxos pesados e as amostras de saída retidas em uma única operação de produção.

Utilize uma amostra representativa da ração de teste

Traga o jornal que você pretende processar. Isso significa seus encartes normais, pacotes, procedimento de remoção de tiras e variação de umidade — não uma pilha especialmente selecionada. Identifique os lotes para que os resultados possam ser rastreados até sua origem. Se o teste utilizar folhas soltas, mas a produção utilizar fardos compactados, registre essa limitação explicitamente, em vez de tratar o teste como prova do desempenho no manuseio de fardos.

Distinguir o tempo decorrido do tempo produtivo

Mantenha um registro simples dos eventos. Anote quando a alimentação começa, quando a linha para, quando um operador resolve um atolamento, quando ocorre uma reversão e quando equipamentos a jusante fazem a linha ficar em espera. Os melhores dez minutos ininterruptos podem valer a pena ser medidos, mas isso não é o mesmo que uma alegação de taxa de produção sustentada. Relate o tempo produtivo e o tempo total decorrido separadamente, para que o comprador possa perceber a carga operacional.

Avalie os fatores que realmente importam

Pese o material recebido e a fibra aceita na saída. Sempre que possível, pese também o material ferroso separado e outras rejeições. Registre qualquer material que permaneça dentro do equipamento ou que não seja contabilizado. Se as partículas finas coletadas na extração forem importantes para a qualidade ou o rendimento, combine previamente como elas serão amostradas. Sem esse registro, uma perda pode acabar sendo relatada como produção utilizável.

Manter as amostras de saída ao longo do processo

Colete mais de uma amostra de saída. Recolha amostras do início, do meio e da parte final do ciclo de operação, ou utilize outro intervalo de amostragem acordado previamente. Identifique-as de acordo com o lote de alimentação e as condições operacionais. Uma única mão cheia coletada durante o minuto mais limpo não fornecerá praticamente nenhuma informação sobre a variação ao longo do teste.

Comprove produtividade e qualidade ao mesmo tempo

A produtividade e a qualidade devem ser comprovadas nas mesmas condições operacionais. Operar em alta velocidade para determinar a produção em toneladas por hora e, em seguida, reduzir a velocidade da linha para apresentar uma amostra mais refinada, demonstra dois pontos operacionais distintos. Isso pode ser aceitável se o comprador desejar dois modos de operação — mas nunca deve ser apresentado como um único resultado garantido.

Quando o jornal não é adequado para esse processo a seco

Às vezes, a resposta certa não é uma máquina maior. Se a maioria das entregas chega saturada, misturada com resíduos alimentares ou cheia de objetos rígidos não controlados, corrija primeiro o problema de abastecimento ou de pré-tratamento. Se o comprador precisar de material de papelaria desentintado, um triturador a seco e um fibrizador não constituem o mesmo processo. E se o objetivo for um produto de isolamento acabado, a abertura mecânica das fibras por si só não é suficiente para produzir esse produto. Esses limites devem ser definidos antes que uma cotação de investimento seja finalizada.

• Jornais encharcados pela chuva ou em decomposição são algo comum. A preparação mecânica a seco não é a solução adequada para resolver um problema de armazenamento descontrolado. Melhore a estratégia de armazenamento, recebimento ou secagem antes de dimensionar a linha de fibra com base no pior cenário possível para o processo úmido.
• O fluxo é composto por uma mistura bem variada de materiais domésticos. Se o jornal for apenas um dos componentes entre caixas de papelão, correspondência, embalagens plásticas, papel contaminado com alimentos e outros resíduos, o projeto poderá necessitar de equipamentos de triagem e de um limite de processo diferente antes da preparação da fibra.
• O produto solicitado é a polpa úmida convencional. Se o processo posterior exigir hidropulpação, peneiramento, limpeza, destintagem, lavagem ou preparação da pasta para fabricação de papel, um fibrizador a seco não substitui esse processo da fábrica.
• O comprador precisa de um produto de isolamento acabado e certificado, diretamente da linha de produção. A abertura mecânica, por si só, não garante o tratamento químico, os testes do produto, as propriedades de instalação nem a certificação. A norma ASTM C739, por exemplo, trata da fibra celulósica reciclada submetida a tratamento químico, destinada ao isolamento térmico a granel.^[3]
• A ração normal contém contaminantes sólidos não controlados. A presença repetida de metais, vidro, pedras ou outros objetos proibidos deve ser resolvida por meio do contrato de fornecimento e do pré-tratamento adequado, em vez de ser considerada parte das funções normais do operador da máquina de fibra.

Deixar os limites bem claros pode descartar um projeto inadequado logo no início. Isso sai muito mais barato do que descobrir, após a instalação, que o produto especificado requer outras etapas de processamento ou que o material recebido não pode ser aceito da forma como foi entregue.

O que incluir na solicitação de cotação de equipamentos

Uma solicitação de cotação bem elaborada deixa claros os detalhes mais complexos. Envie fotos reais da linha de alimentação, não apenas imagens de jornal limpo sobre uma mesa. Descreva as embalagens, onde o material é armazenado, o nível de umidade que ele atinge, quais insertos aparecem e quais materiais os operadores normalmente removem manualmente. Em seguida, especifique a exigência de fibra aceita e a taxa sustentada na qual ela deve ser atingida.

• fotografias e amostras físicas representativas do lote de jornais;
• se trata de papel virgem ou de papel reciclado e se o fornecimento sofre variações sazonais;
• a granel, em feixe, em fardo ou em qualquer outra forma de ração, incluindo a maior embalagem padrão;
• condição de umidade normal e condição úmida difícil, mas regular;
• encartes comuns, brilhantes, coloridos ou revestidos;
• plástico, metal, fita adesiva, cintas de embalagem, papel pardo e outros materiais que não sejam de jornal;
• taxa de produção aceitável exigida, e não apenas a taxa de alimentação nominal;
• requisito de fibra a jusante com uma amostra aprovada ou um método de aceitação mensurável, sempre que possível;
• espaço disponível, método de alimentação, disposição da descarga e interfaces de transferência a jusante;
• os requisitos relativos à coleta de poeira e à segurança da instalação devem ser coordenados com o projeto do local;
• quais etapas de preparação o cliente deverá realizar antes que o equipamento do fornecedor seja acionado;
• Duração do FAT, plano de amostragem, contabilização de rejeitos e a regra para comprovar, em conjunto, a taxa e a qualidade das fibras.

Isso dá ao fornecedor algo concreto para projetar e testar. É possível comparar cotações com base nas mesmas condições de alimentação e saída, em vez de comparar declarações de capacidade feitas em documentos diferentes.

Perguntas frequentes sobre a transformação de jornal em fibra de celulose