Durante a formação da folha, as fibras são mecanicamente retidas pela tela, pois tem dimensões (comprimento) maiores que os furos da malha.
Os demais componentes, tais como finos, cargas minerais, cola ASA e demais partículas coloidais, dependem de agentes químicos de retenção para permanecerem na folha.
É de fundamental importância a máxima retenção destes componentes na folha de papel, pois as parcelas não retidas retornam ao tanque de água branca, e ficam recirculando no processo, podendo formar depósitos, além de aumentar os custos para manter a água limpa, principalmente do lixo aniônico.
Para serem retidos os componentes da folha devem formar flocos.
Para serem retidos, é importante que os flocos macroscópicos formados por partículas coloidais, polímeros, carga mineral e fibra celulósica resistam à turbulência da caixa de entrada e às forças de cisalhamento na mesa formadora.
Para a floculação das fibras celulósicas e as partículas minerais deve-se adicionar polímeros (polieletrólitos) que apresentem cargas elétricas, dispostas em sua estrutura, com diferente sinal de carga superficial das fibras e partículas finas.
Como vimos, as fibras são aniônicas, ou seja tem cargas negativas distribuídas na sua superfície.
Para aumentar a resistência da folha e também melhorar a retenção de aditivos aniônicos é adicionada à massa o amido catiônico, que se agrega às fibras.
Fontes de íons alumínio (AL+3), tais como, PAC e Sulfato de Alumínio, são também adicionadas, com a finalidade de agregar o lixo aniônico (partículas e coloides aniônicos que, quando não retidos na folha, ficam recirculando no sistema, podendo gerar um desequilíbrio químico, que pode causar diminuições de características mecânicas da folha e até sua quebra).
Na sequência são adicionadas as cargas minerais (PCC), que tem característica catiônica, ficando dispersas na massa.
Um polímero aniônico de cadeia longa e sílica coloidal são adicionados, formando flocos grandes, que reteriam muita água e dificultariam a secagem.
Mas ao passarem pelas bombas, cleaners e depuradores, os flocos são "quebrados" em flocos menores.
Ao reflocular são produzidos flocos mais densos, que irão suportar a atividade na mesa e facilitarão a drenagem e secagem, por reterem menos água.
Nos últimos anos, novas tecnologias foram desenvolvidas pelos fornecedores de agentes de retenção e drenagem.
Com o intuito de aumentar a % de carga no papel (redução de custos), sem perda significativas de resistência e espessura foi criado um sistema de pré-floculação da carga mineral. Com as cargas floculadas (formando "pacotes") elas não se distribuem ao longo de toda a superfície das fibras, possibilitando que maiores áreas de contato fibra-fibra, garantindo maiores resistências à folha. Possibilitando aumentos entre 3 e 5 % de carga na folha de papel.
A massa e a água da máquina de papel são ambientes adequados para o desenvolvimento de vários espécies de microrganismos
Tais como:
Vários deles formam colônias, que poderão formar depósitos ou slime, e ao se desprenderem chegam à caixa de entrada e podem causar quebras ou defeitos (pintas e manchas) na folha de papel.
Podem também consumir ou degradar aditivos químicos, tais como o amido e sulfato, gerando substâncias corrosivas e de forte odor.
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O pH é fator determinante para a seleção dos microrganismos que colonizarão a máquina de papel.
Em meio alcalino a formação de slime se dá principalmente por bactérias encapsuladas, filamentosas (Exemplo: causadoras de outro tipo de slime o pink slime) e sulfato redutoras (que provocam forte odor e depósitos escuros no fundo dos tanques).
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Os microrganismos, selecionados pelo pH do meio, podem mudar o seu próprio ambiente e entorno. Os produtos do metabolismo bacteriano são substâncias ácidas, e com isso as camadas de biofilme e slime podem ter acúmulo de material ácido, propiciando condições para o crescimento de outros microrganismos nestas camadas.
As fontes de contaminação podem ser inúmeras, tais como:
Os principais princípios ativos dos biocidas utilizados nas máquinas de papel e seus mecanismos de controle microbiano são:
Devem ser pesquisadas, principalmente, bactérias encapsuladas e esporuladas. As bactérias Esporuladas podem sobreviver em condições adversas (Exemplo: até em água fervente) e tornarem-se um foco potencial de formação de slime, quando as condições se tornarem novamente favoráveis.
Na análise através de microscópio, os Microrganismos podem ser rapidamente detectados, mas não é possível determinar sua quantidade. É fundamental a enumeração e especificação dos microrganismo, para determinação da efetividade dos biocidas de uso contínuo e determinação da necessidade de boil-out.
Além da microscopia, existem outras formas de determinação das quantidades de microrganismo, os principais são.
Enumeração por plaqueamento:
Consiste em enumerar e especificar os microrganismos presentes na máquina de papel, através de sucessivas diluições e inoculação de amostra em meio de cultura adequado em placa de Petri. O tempo de incubação é de 24 a 48 horas.
Os matizantes e alvejantes ópticos são adicionados ao papel, com finalidade respectivamente de uniformizar a tonalidade e aumentar sua alvura.
Antes de entrarmos nos mecanismos envolvidos vamos fazer uma revisão dos conceitos óticos envolvidos.
A luz é uma radiação eletromagnética, que se propaga na forma de ondas.
O espectro visível (para a maioria dos seres humanos) é composto por radiações de comprimentos de onda (λ) entre 400 e 700 nm (nano metro).
Radiações com comprimento de onda maiores que 700 nm são chamadas de infravermelho e menores que 400nm de ultravioleta (pode parecer estar invertido, mas os termos se referem a frequência que é igual a 1/ λ, quanto maior λ menor a frequência).
Um material é branco quando reflete (ou emite) todas as frequência de luz do espectro visível.
Um material é preto quando não reflete (ou emite) nenhuma das frequência de luz do espectro visível.
Como podemos visualizar, a celulose reflete (ou emite) mais luz nos comprimentos do amarelo e vermelho e menos do azul e violeta, dando-lhe uma coloração amarelada.
Para minimizar o tom amarelado, pode ser adicionada uma anilina (matizante) violeta por exemplo, que absorverá luz no comprimento de onda do amarelo, reduzindo a sensação visual de amarelo da fibra.
Observe que a curva se aproximou mais de uma reta, mas a quantidade total de luz refletida ficou menor. Podemos dizer que o papel ficou mais acinzentado (chumbado como se costuma dizer). A anilina deixou celulose menos amarela, mas ela também ficou menos branca.
CIE Lab (é um sistema subtrativo de cor proposto pela Commision Internationale L'Eclairage – CIE) representa um dos populares sistemas de colorimetria para mensuração de cor. Esse é um sistema com uniformidade de cor dentro do espaço.
No sistema L a b, o L corresponde a luminosidade, o eixo a verde(-) e vermelho(+) , o eixo b amarelo (+) e azul (-). O centro representa os tons acromáticos.
Uma superfície é amarela por absorver radiação da sua cor complementar que é o azul (conforme gráfico CIE Lab), refletindo o verde e o vermelho.
Matizar o papel, nada mais é que colori-lo de forma controlada, atingindo a tonalidade desejada. Podemos utilizar apenas um único corante ou dois.
Como a fibra é amarelada, utilizando o diagrama CIE Lab podemos escolher um matizante com cor complementar, por exemplo um violeta.
Mas como a tonalidade da fibra pode variar, podemos utilizar dois corantes, por exemplo azul e vermelho, que nos possibilitará atingir com maior precisão a tonalidade desejada.
Os alvejantes ópticos são substâncias que tem como característica absorver radiação ultravioleta e emiti-la como radiação no espectro do azul.
São adicionados ao papel para aumentar a alvura e a brancura do papel.
Como o matizante acinzentou o papel, adicionar alvejante óptico é uma alternativa para melhorar a alvura.
