ciepqpf-deq-uc

RIADICYP
RED IBEROAMERICANA DE DOCENCIA Y
INVESTIGACIÓN EN CELULOSA Y PAPEL
CYTED
Area 3 - Promoción del Desarrollo Industrial
Taller para una Acción Estratégica Regional de Celulosa y Papel
en México, América Central y el Caribe
(Mérida, Venezuela – 29 Noviembre 2005)
Panel
Capacidades de producción e investigación en Celulosa y Papel en Iberoamérica
Capacidades de los países miembros de la RIADICYP
PORTUGAL
Paulo Ferreira – Universidad de Coimbra
([email protected])
1
Universidade de Coimbra
2
Universidade de Coimbra
Departamento de Engenharia Química
3
♦ A indústria Portuguesa de pasta e papel é a mais importante da
fileira florestal (madeira, cortiça, resina, mobiliário, construção,
pasta, papel) e é das mais fortes, desenvolvidas e sustentáveis no
panorama da indústria nacional
♦ A indústria Portuguesa de pasta e papel gera 1500 milhões de
euros por ano, equivale a 7% da produção industrial e a 1,5% do
PIB (Produto Interno Bruto)
♦ A indústria Portuguesa de pasta e papel tinha em 2003 um volume
de emprego directo de cerca de 3950
♦ Portugal exporta 61% da sua produção de pasta e 66% da sua
produção de papel
4
Associações Portuguesas do Sector da Pasta e Papel
AFCAL
Associação dos Fabricantes de Embalagens de Cartão para Alimentos Líquidos
ANIPC
Associação Nacional dos Industriais de Papel e Cartão
APIGTP
Associação Portuguesa das Indústrias Gráficas, de Comunicação Visual e
Transformadoras do Papel
CELPA
Associação da Indústria Papeleira
RECIPAC
Associação Nacional de Recuperação e Reciclagem de Papel e Cartão
TECNICELPA
Associação Portuguesa dos Técnicos das Industrias de Celulose e Papel
5
Área florestada nacional (2002)
Área florestada total
Floresta de Pinheiro
Floresta de Sobreiro
Floresta de Eucalipto
Floresta de Azinheira
Outros
× 10-3 ha
% do território
nacional
3349
38,0
1054
713
672
462
448
11,9
8,4
7,6
5,2
5,1
Privados – 87%
Estado – 3%
Baldios – 10%
6
Maiores produtores de pasta (× 10-6 ton, 2003)
Pasta Química
(Europa)
Pasta
(Europa)
Pasta
(Mundo)
País
País
1. Finlândia
1. Finlândia
11,9
1. EUA
52,3
2. Suécia
2. Suécia
11,7
2. Canada
26,2
3. Espanha
3. Rússia
?
3. China
17,6
4. Portugal
4. Noruega
2,4
4. Finlândia
11,9
5. França
2,5
5. Suécia
11,7
6. Alemanha
2,2
6. Japão
10,8
7. Espanha
2,0
7. Brasil
9,2
8. Portugal
1,9
8. Rússia
7,5
Fonte: PPI annual review e CEPI
Produção
País
Produção
11. Chile
2,8
15. Espanha
2,0
16. Portugal
1,9
7
Produção nacional de pasta para papel (2003)
Pastas virgens
Tipo de pasta
De eucalipto pelo sulfato
Branqueada
Crua
De eucalipto pelo sulfito
Branqueada
Crua
De pinho pelo sulfato
Branqueada
Crua
× 10-3 ton
%
1517
75
78,4
3,9
105
0
5,4
0
0
238
0
12,3
•Total de pasta para mercado e pasta integrada
ƒPortugal não produz pasta mecânica
ƒDecréscimo de cerca de 4% ao ano para pastas de mercado
8
Produção nacional de pasta para papel (2003)
Pastas de fibra recuperada
× 10-3 ton
%
Destintadas
33
32
Não destintadas
80
68
Tipo de pasta
•Total de pasta para integrar
9
Principais fábricas de Pasta (2004)
Empresas
Site
Industrial
Produto
Cap. Inst.
(ton/ano)
Prod. Annual
(2004)
(ton/ano)
Tipo
Processo
Etapas
Branqueamento
Uso
Quelantes
(%)
Uso
Silicato
(%)
Caima
Constância
Pasta de eucalipto
branqueada ao sulfito
110 000
108 431
Sulfito de
Magnésio
EOP-P
Não
Não
CELBI
Leirosa
(Fig. da Foz)
Pasta de eucalipto
branqueada ao
sulfato
300 000
301 500
Kraft
Q-PO-D-P/D
Sim (0,1)
Não
Celtejo, SA
Vila Velha
do Rodão
Pasta de pinho crua
ao sulfato
Pasta de eucalipto
crua ao sulfato
140 000
nd
Kraft
------
------
------
Nisa
Nisa
Pasta de papéis
recuperados (para
integrar)
nd
nd
n.d
nd
nd
nd
10
Principais fábricas de Pasta (2004)
Produto
Cap. Inst.
(ton/ano)
Prod. Annual
(2004)
(ton/ano)
Tipo
Processo
Etapas
Branqueamento
Uso
Quelantes
(%)
Uso
Silicato
(%)
Cacia
(Aveiro)
Pasta de eucalipto crua ao
sulfato
nd
nd
Kraft
------
------
------
Portucel
Setúbal**
Mitrena
(Setúbal)
Pasta de eucalipto
branqueada ao sulfato
500 000
499 289
Kraft
D-Eop-D-(W)-D
Sim
Não
Portucel
Viana *
Deocriste
(Viana do
Castelo)
Pasta de eucalipto e pinho
crua ao sulfato
Pasta de papéis
recuerados (para integrar)
nd
nd
Kraft
nd
nd
nd
Renova
Torres Novas
Pasta de papéis
recuperados (para
integrar)
nd
nd
-------
nd
nd
nd
Soporcel*
Lavos
(Fig. da Foz)
Pasta de eucalipto
branqueada ao sulfato
530 000
507652
Kraft
D-E-D-E-D
Não
Não
Empresas
Site
Industrial
Portucel
Cacia
* - Integração total
** - Integração parcial
11
Introdução
Maiores produtores de papel e cartão (× 10-6 ton, 2003)
Mundo
1
2
3
4
5
6
7
8
28
EUA
China
Japão
Canadá
Alemanha
Finlândia
Suécia
França
Brasil
Espanha
Portugal
Chile
Europa
80,2
?
?
20,0
19,3
13,1
11,1
9,6
7,9
5,4
1,5
1,1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15
Alemanha
Finlândia
Suécia
França
Itália
Reino Unido
Rússia
Espanha
Áustria
Holanda
Portugal
19,3
13,1
11,1
9,9
9,4
6,2
?
5,4
4,6
3,3
1,5
Total = 337,1 × 106 ton
União Europeia = 86,5 × 106 ton
América Latina = 18,4 × 106 ton
12
Produção nacional de papel e cartão (2003)
× 10-3 m3
%
Não revestido, de pasta química
1093
65
Revestido, de pasta química
0
0
81
5
Kraftliner
268
16
Flutting
0
0
Testliner
87
5
Kraft saco
54
3
Outros papéis kraft
3
≈0
Papel vegetal e afins
1
≈0
Outros
4
≈0
Cartolinas
43
3
29
2
9
1
Tipo
Papéis para usos gráficos
Papéis sanitários e de uso
domésticos
Cartão Canelado
Papéis e cartões para
embalagem e
empacotamento
Outros
< 150 g/m2
Cartões
Outros >
150 g/m2
13
Principais fábricas (2004)
Papéis gráficos não revestidos
Empresas
Produto
Máquinas
de Papel
Portucel - Setúbal
Grupo Portucel-Soporcel *
Papel de impressão e
escrita não revestido
3
Soporcel
Papel de impressão e
Grupo Portucel-Soporcel ** escrita não revestido
2
Cap. Inst. Prod. Anual
(ton/ano)
(ton/ano)
265 000
750 000
Matéria
Prima
% Integração
282 042
Pasta kraft de
eucalipto e de
fibra longa
31
731 132
Pasta kraft de
eucalipto e de
fibra longa
90
14
OUTROS TIPO DE PAPEL
Principais fábricas (2004)
Outros tipos de papel
Máquinas
De Papel
Matéria
Prima
Cartão para embalagem não revestido
Cartão para embalagem revestido
1
Pasta de papéis de jornal e
P&W não impresso
Pastas Químicas
Pastas Mecânicas
Companhia de Papel do Prado
Cartolinas da Lousã S.A.
Cartolinas
1
Pasta kraft de eucalipto
branqueada
Nisa – Indútria Transformadora de
Celulose e Papel, SA
Papéis de uso doméstico e sanitário
Transformados de Papel
1
Pastas de papéis
recuperados
Portucel - Cacia
Grupo Portucel-Soporcel
Papel
Kraft Saco
1
Pasta de eucalipto crua ao
sulfato
Empresas
Produto
Companhia de Papel do Prado
(Tomar)
Portucel Viana – Empresa Produtora
de Papéis Industriais SA
Grupo Portucel-Soporcel
Papel Kraftliner
1
Pasta de eucalipto e pinho
crua ao sulfato
Paste de papéis
recuperados (para integrar)
Renova –
Fábrica de Papel
do Almonda, SA
Papéis sanitários e de uso doméstico,
papéis de impressão e escrita não
revestidos (100% fibra recilclada),
papéis de cartão de embrulho para
embalagem e empacotamento,
transformados de papel
5
Pasta de papéis
recuperados
15
Gestão da Qualidade na Indústria de Pasta e Papel
Empresas
Produto
Capacidade
Produção
(ton/ano)
Sistema de Qualidade
Cacia
Grupo Portucel-Soporcel
Pasta
---
ISO 9000
Sim
1988
Caima – Industria de
Celulose SA
Grupo Altri
Pasta
110 000
ISO 9000
Sim
1994
Celulose Beira Industrial
(CELBI), SA
Grupo Stora-Enso
Pasta
300 000
ISO 9000
Sim
1995
Celtejo, SA
Grupo Cofina
Pasta
140 000
ISO 9000
ISO/IEC 17025
Sim
1996
1989
Portucel - Setúbal
Grupo Portucel-Soporcel
Pasta
Papel
500 000
265 000
ISO 9001
ISO 14001
Sim
1989
530 000
750 000
ISO 9001:2000
ISO 14001
NP4397
OHSAS 18001
Sim
1993
Soporcel
Grupo Portucel-Soporcel
Pasta
Papel
Qualificação do
Sistema de
1ªCertificação
Qualidade
16
Principais unidades de investigação/desenvolvimento
no sector da Pasta e Papel
• Instituto Politécnico de Tomar (IPT)
• RAIZ – Instituto de Investigação da Floresta e Papel (RAIZ)
• Universidade da Beira Interior - Departamento de Ciência e Tecnologia do Papel
(UBI)
• Unidade de Materiais Têxteis e Papeleiros
• Universidade de Aveiro - Departamento de Geociências (UA -DG)
• Unidade de Minerais Industriais e Argilas
- Departamento de Química (UA-DQ)
• Grupo dos Materiais Lenhinocelulósicos
• Universidade de Coimbra - Departamento de Engenharia Química (UC)
• Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos
Produtos da Floresta
• Universidade Técnica de Lisboa - Instituto Superior de Agronomia (ISA)
17
• Centro de Estudos Florestais
RAIZ – Instituto de Investigação da Floresta e Papel
Projectos de I&D Tecnológica
SAZONALIDADE DA QUALIDADE DA PASTA ⌘
ESTUDO DA INTERACÇÃO TINTA/PAPEL ⌘ ⌘
(*)
MODELIZAÇÃO DOS CIRCUITOS NA PRODUÇÃO DE PAPEL ⌘
CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DA SUPERFÍCIE DO PAPEL ATRAVÉS
DE FT-IR ⌘
EFEITO DA REFINAÇÃO NAS PROPRIEDADES DO PAPEL ⌘
(*) – Em parceria com as Universidades
11 projectos de I&D tecnológica
13 projectos de I&D florestal
18
Universidade da Beira Interior
Unidade de Materiais Têxteis e Papeleiros
Projectos em curso:
• “Valorização do lenho de acácia produzido em Portugal”,
(POCTI/AGR/42594/2001)
• “Melhoria de fibras secundárias com domínios de ligaçao de
celulose (em parceria com UTAD)
• Avaliação do potencial do Cupressus
• Estudos da interacção tinta-papel
19
Universidade da Beira Interior
Unidade de Materiais Têxteis e Papeleiros
Teses de Mestrado:
• “Efeito do armazenamento em pilha de aparas na cinética da
primeira fase do cozimento kraft de madeira de Eucalyptus
globulus”;
• “Deslenhificação com oxigénio da pasta kraft industrial de E.
Globulus. Efeito na qualidade da fibra”;
• “Influência das condições de refinação sobre as características das
fibras e do papel do Eucalyptus globulus – estudo em equipamento
piloto”;
• “Efeito da temperatura, pH e alcalinidade na colagem com ASA de
pastas de E. globulus”;
20
Universidade da Beira Interior
Unidade de Materiais Têxteis e Papeleiros
Teses de Doutoramento:
• “Influência das condições de cozimento kraft sobre a estrutura da
lenhina residual e a branqueabilidade das pastas cruas de Pinus
pinaster”;
• “Efeito das lacases num processo de branqueamento de pasta para
papel”;
• “Utilização do refinador Valley na avaliação da resposta de
diferentes pastas químicas na operação de refinação”
21
Universidade de Aveiro
Grupo de Materiais Lenhinocelulósicos
Research areas:
• Wood and non-woody materials chemistry.
• Pulping and bleaching chemistry and technology.
• Chemical and structural characterisation of wood and pulp components
(cellulose, hemicelluloses, lignin and extractives) and process streams.
• Oxidative catalysis; development of new delignification/bleaching processes
catalysed by polyoxometalates and enzymatic systems.
• Cellulose modification for new materials, including paper and composites.
• Cork and suberin chemistry.
• New applications of biomass components; upgrading of forest industry
residues.
22
Universidade de Aveiro
Grupo de Materiais Lenhinocelulósicos
Ongoing research projects:
• New concepts for upgrading pulp mill waste streams to value-added
chemicals (WaCheUp) (FP6 NMP2-CT-2005-013896)
• Innovation and sustainable development in the fibre based packaging value
chain (SUSTAINPACK) (FP6 2002 NMP/1 – IP 500311-2).
• Paper-ink interaction studies
• Wax-fibre based phase change materials
• Improving the yield of Eucalyptus globulus kraft pulp production: strategies,
mechanisms and impact on pulp quality (POCTI/EQU/46124/2002)
• Study of pulp and paper industry eflluent cleaning by lignolytic cultures of
Trametes versicolor (POCTI/EQU/48489/2002)
• Improving the yield and physical and mechanical properties of magnesiumbased acid sulphite eucalypt pulps
• Improving the brightness of magnesium-based acid sulphite eucalypt pulps
• Chemical modification of cellulose fibres for new paper and biocomposite
23
materials.
Universidade de Aveiro
Grupo de Materiais Lenhinocelulósicos
MSc Thesis:
• Application of Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry
(Py-GC-MS) in the rapid characterization of wood samples
• Brightness reversion of ECF bleached Eucalyptus globulus kraft
pulps
• Contribution of kraft pulp components to the kappa number
• Influence of xylan content and structure in the hornification of
Eucalyptus globulus kraft pulps
• Kinetics of the initial phase of the Eucalyptus globulus kraft pulping
• Improvement of the brightness of eucalypt pulp obtained by
magnesium-based acid sulphite process.
24
Universidade de Aveiro
Grupo de Materiais Lenhinocelulósicos
PhD Thesis:
• Strategies to improve polysaccharides retention during
Eucalyptus globulus kraft pulping;
• Dissolution and precipitation of xylans in fibres during
Eucalyptus globulus kraft
pulping: Mechanisms and
optimization of precipitation conditions
• Extraction, fractionation and new applications of cork
components
• Development and optimization of sol-gel processes for the
preparation printing paper nano-coatings
25
Departamento de Engenharia Química
Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e
dos Produtos da Floresta (CIEPQPF- DEQ – UC)
26
CIEPQPF-DEQ-UC
Research areas:
• Kinetic studies of kraft pulping: modelling of mass transfer, delignification,
uronic acids reactions, …
6 pulping reactors
27
CIEPQPF-DEQ-UC
Research areas:
• Bleaching studies:
9 Kinectics (D, O, P)
9 Stoichiometry
9 ECF light sequences
9 Reduction of AOX
9 Selectivity improvement
ClO2 reactor
9 Additives to O, P bleaching
9 Management
of
non-process
elements to increase effluents
recycling
O2 reactor
28
CIEPQPF-DEQ-UC
Research areas:
• Studies of the flow properties of pulp suspensions (friction-loss
curves, rheology,…)
• Flocculation studies in papermaking
• Characterization of the surface of papers and boards
• Modification and optimization of paper surfaces with engineered
pigments
• Studies of surface sizing agents for eucalyptus based fine papers
29
CIEPQPF-DEQ-UC
Research areas:
• Evaluation of the wet-web resistance of eucalyptus based papers
• Studies of paper higroexpansivity
• Studies of the porosity and specific surface area of pulps and papers
• Characterization of fibres, fines, fillers and pigments
• Modification of the surface of fillers and pigments
• Preparation of composites based on cellulosic fibres
• Multivariate and statistical analysis for industrial data processing
Dimensional stability tester
Galai fibre analyser
30
CIEPQPF-DEQ-UC
Ongoing research projects:
• Optimization of paper surface quality with engineered pigments
(POCTI Project)
• Novel device to study pulp suspensions behaviour in order to move
towards zero energy losses in papermaking
(CRAFT Project)
• Influence of the cooking and ECF bleaching conditions of Eucalyptus
grandis on the surface characteristics of kraft pulps for printing paper
grades
(GRICES/SECYT Project)
• Evaluation of the dimensional stability of a xerographic paper in a industrial
paper machine
(Portugal (DEQ-UC) / Brasil (USP) Project)
• Paper-ink interaction studies
European COST Actions:
• E32 - Characterization of paper surfaces for improved printing paper
grades
31
• E43 – Analytical tools with applications for wood and pulping chemistry
CIEPQPF-DEQ-UC
Trabalhos de Seminário (projectos internos anuais):
• Análise da degradação de polissacarídeos durante o cozimento kraft
• Estudo do efeito da brancura inicial de pastas kraft de eucalipto no
desempenho do peróxido de hidrogénio
• Revestimento de cargas minerais para papéis finos
• Manipulação das características de partículas de PCC produzidas em
laboratório
• Influência da composição de misturas de PCC nas propriedades de
papéis finos
32
CIEPQPF-DEQ-UC
Teses de Mestrado:
• Modelação dos NPE’s no branqueamento de uma fábrica de pasta. Previsão
de condições para precipitação de carbonatos e oxalatos
• Remoção de cloretos das cinzas da caldeira de recuperação do processo
kraft por cristalização/evaporação
• Branqueamento de pastas kraft de E. globulus com peróxido de hidrogénio
• Estudos de floculação em papermaking
• Refinabilidade de pastas branqueadas de E. globulus e influência na
estabilidade dimensional de papéis decorativos
33
CIEPQPF-DEQ-UC
Teses de Doutoramento:
• Estudo do escoamento de suspensões de fibras em tubagens com
aplicação na industria da pasta e papel
• Cinética das etapas do cozimento kraft
• Interacções físico-químicas na superfície do papel - impacto na
imprimabilidade dos papéis à base de pastas kraft de E. globulus
• Análise e tratamento estatístico de dados – industria de produção de pasta
e papel
34
Universidade Técnica de Lisboa
Instituto Superior de Agronomia (ISA)
Centro de Estudos Florestais
Linha de investigação: Ciência e Tecnologia dos Produtos Florestais
•
Qualidade da matéria prima para pasta para papel
Principal espécie investigada: Eucalyptus globulus
•
Novas matérias primas para pasta para papel
Principais espécies investigadas: Cardo (Cynara cardunculos)
Cana (Arundo donax)
Processos de produção de pasta para papel
Processo kraft
Processos alternativos: organosolv
•
35
Principais unidades de ensino no sector da Pasta e Papel
• Instituto Politécnico de Tomar (IPT)
• Licenciatura bi-etápica em Engª Química (ramo com 4 disciplinas)
• Universidade da Beira Interior - Departamento de Ciência e Tecnologia do Papel
(UBI)
• Licenciatura em Engª Química – Ramo de Celulose e Papel
(4 semestres, 10 disciplinas)
• Licenciatura em Engª do Papel (5 anos, em extinção)
• Universidade de Aveiro - Departamento de Geociências (UA -DG)
• Licenciatura em Engª Química
(2 disciplinas de opção: Química dos Materiais Agro-florestais;
Tecnoclogia dos Materiais Agro-florestais)
(4 semestres, 17 disciplinas)
36
Principais unidades de ensino no sector da Pasta e Papel
• Universidade de Coimbra - Departamento de Engenharia Química (UC)
• Licenciatura em Engª Química
(2 disciplinas de opção: Tecnologia da Celulose; Tecnologia do Papel)
• Universidade de Évora
• Licenciatura em Engª Química
(1 disciplinas de opção: Materiais Celulósicos)
• Universidade Técnica de Lisboa - Instituto Superior de Agronomia (ISA)
• Licenciatura em Engª Florestal e dos Recursos Naturais
Ramo de Tecnologia de Produtos Florestais
(4 semestres, 17 disciplinas)
• Mestrado em Engª dos Processos de Produçao de Pasta para Papel
(RAIZ + UA + UBI + UC)
37