Monitoramento on-line do potencial Zeta com acesso remoto aprimora a fabricação de papel na parte úmida

A fabricação de papel é um processo complexo e dinâmico, com muitas possibilidades de ajustes e influências em uma planta produtiva complexa. Através de alto nível de automação e monitoramento da produção é possível aumentar a eficiência do processo. Iniciando a fabricação de papel na área úmida, o monitoramento do ambiente de carga (carga das partículas e potencial zeta) é de extrema importância.

Condições de carga pouco claras podem levar a perdas na qualidade do produto, perturbações no processo de produção e maior consumo de aditivos. Um controle permanente é especialmente importante se forem utilizados diferentes aditivos químicos, que supostamente garantem um bom funcionamento do processo de produção e certos requisitos de qualidade do papel base e do produto acabado. Ter informações disponíveis sobre as condições de carga ajuda a otimizar a dosagem de aditivos em todo o processo wet-end e permite que os técnicos e engenheiros da fábrica obtenham uma boa visão geral do status.

Os dispositivos de teste, que fornecem esta informação necessária, são por exemplo o CAS touch! Sistema de análise de carga e toque FPA! Analisador de Potencial de Fibra. Esses dispositivos são usados ​​em laboratório e sua aplicação é algo antigo para os fabricantes de papel. Além dos métodos comprovados utilizados, ambos os dispositivos oferecem recursos para um manuseio eficaz, fácil de usar e intuitivo. Especialmente os fornecedores de produtos químicos apreciam seu tamanho pequeno e peso leve para transporte conveniente. Eles estão prontos para uso imediato após serem desembalados, pois nenhum componente adicional precisa ser montado.



No entanto, à medida que a automatização e a digitalização desempenham um papel cada vez maior na indústria do papel, tal como na maioria das outras indústrias, as medições automáticas, que fornecem dados fiáveis e precisos do processo em tempo real, tornam-se cada vez mais importantes para satisfazer requisitos sustentáveis, ecológicos e de eficiência de recursos. Estas medições online apresentam várias vantagens ao mesmo tempo:não é necessário retirar amostras da máquina e medi-las, os resultados estão disponíveis em tempo real, o que permite uma intervenção imediata no processo, caso o processo não esteja a funcionar bem ou ocorram problemas de qualidade. Estes dados em tempo real não podem ser transferidos apenas para o sistema de controle de processo; eles também podem ser transferidos para qualquer nuvem de dados em qualquer lugar do mundo, o que permite o tratamento de problemas em rede por especialistas, que não precisam necessariamente estar no local.

Um desses dispositivos online é o emtec FPO Fiber Potential Analyzer Online. O aparelho mede o potencial zeta das fibras de forma automática e direta na máquina de papel. Realiza amostragem, medição e limpeza, tem baixíssimo esforço de manutenção e pode ser instalado em diversos pontos da máquina de papel (são possíveis dois pontos de conexão), coletando amostras alternadamente antes e depois dos pontos de dosagem de aditivos, por exemplo. O FPO pode realizar no máximo seis medições por hora, embora quatro medições por hora sejam padrão, dependendo dos ajustes do processo. O princípio de medição do dispositivo online é idêntico ao princípio de medição do instrumento de laboratório. Ambos determinam o potencial zeta de fibras em suspensões na área úmida de máquinas de papel, papel e cartão, utilizando a equação de Helmholtz e Smoluchowski.



Os dados de medição incluem a carga superficial das fibras (potencial zeta da fibra), potencial de fluxo, condutividade, valor de pH e temperatura, e são constantemente transferidos para o sistema de controle do processo, onde as alterações na carga da fibra (por exemplo, por química) ficam visíveis imediatamente. Isto torna o dispositivo uma ferramenta muito útil para o controle de qualidade e suporta facilmente a otimização do processo e a melhoria da qualidade.

Para otimizar o uso de produtos químicos no processo, enquanto a qualidade permanece no mesmo nível, o FPO Fiber Potential Analyzer Online ajuda a determinar a quantidade ideal de aditivos químicos, como coletor de lixo aniônico resp. agentes fixadores, agentes de colagem, agentes de resistência a úmido e a seco, branqueadores ópticos, amaciantes e corantes. Além disso, o conhecimento do potencial zeta auxilia em diferentes aplicações:é decisivo para a máxima retenção possível de finos, cargas, corantes e resinas, para o dimensionamento interno ideal, para a neutralização dos efeitos negativos do lixo aniônico, incluindo o transporte da fábrica de celulose, para o fechamento do sistema de refluxo, para a reciclagem da produção revestida, para a desidratação do lodo, bem como para a eficiência máxima de outras etapas individuais do processo.

Um bom exemplo, que ilustra muito bem o benefício da utilização do dispositivo, é uma fábrica de papel, que produz diferentes produtos de papel de forma alternada e ambos os tipos de produtos de papel finais têm de cumprir padrões muito diferentes. Mudar a produção de um produto para outro, por exemplo, de papel higiénico para papel de cozinha, requer pelo menos alterações na mistura de produtos químicos adicionados ao processo. A mudança de produtos químicos ou o ajuste da quantidade de determinados produtos químicos, que são adicionados à polpa, leva a alterações no ambiente de carga e influencia principalmente a carga superficial das fibras, o potencial zeta. A falta de informação sobre a carga superficial das fibras muitas vezes leva a problemas com a operacionalidade do processo ou com a qualidade do produto final.

O emtec FPO mede o potencial zeta online e fornece dados em tempo real, que ajudam a atingir a qualidade exigida do respectivo tipo de produto de papel, porque a carga superficial das fibras indica de forma muito confiável se a qualidade solicitada tem probabilidade de ser alcançada. Isso não significa que os testes em laboratório não sejam mais necessários. Porém, com as informações fornecidas pelo dispositivo e a experiência do pessoal da fábrica, a otimização do processo funciona muito mais rapidamente, o que pode ajudar a economizar recursos, tempo e energia.

O FPO, assim como outras ferramentas online, que fornecem dados em tempo real, ajuda a indústria a digitalizar e automatizar ainda mais o processo de fabricação de papel. O dispositivo faz exatamente o que um dispositivo de teste, pronto para a Indústria 4.0, precisa fazer. Mede de forma totalmente automática, com baixíssimo esforço de manutenção, confiável e preciso, processa dados relevantes. Ele transfere esses dados automaticamente para o sistema de controle da fábrica ou para uma nuvem de dados. A disponibilidade instantânea dos dados de teste em qualquer lugar do mundo permite discussões em rede com pessoas de diferentes partes do mundo e soluções rápidas para possíveis problemas, mesmo por meio de alterações automatizadas no processo, caso determinadas especificações saiam da faixa ideal.



Entretanto, é necessário repensar o papel e a posição das indústrias na sociedade, incluindo considerações ambientais, sociais e societais, para torná-las mais preparadas para o futuro. Para conseguir isso, o conceito de Indústria 4.0 precisa ser complementado e estendido à Indústria 5.0, que se concentra no serviço das indústrias à humanidade dentro dos limites planetários, levando a uma produção mais sustentável, resiliente e competitiva a longo prazo. O conceito de Indústria 5.0 apoia o desempenho económico das indústrias, respeitando as necessidades e interesses dos colaboradores e garantindo a sustentabilidade ambiental.

A utilização do FPO emtec maximiza os benefícios tanto para a empresa como para o trabalhador:fortalece a resiliência, significa que força a flexibilidade e os arma melhor contra perturbações. Torna o local de trabalho mais seguro, permite monitoramento e gerenciamento de riscos em tempo real, bem como trabalho remoto por transferência automática de dados. O ambiente de trabalho fica mais inclusivo com medições automáticas constantes, o trabalhador fica mais capacitado ao economizar tempo de trabalho, mas tendo todos os dados necessários para reduzir o desperdício e o impacto ambiental, economizando recursos e consumo de energia. Para indústrias com utilização intensiva de energia, como a indústria do papel, é de suma importância considerar a ligação entre o consumo de energia e o crescimento económico.