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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40047| Título: | Aplicação do sistema online NIR no controle de qualidade dos cavacos em uma indústria de papel e celulose |
| Título(s) alternativo(s): | Application of the online NIR system in chip quality control in a pulp and paper industry |
| Autor(es): | Lopes, Rodolfo Monteiro |
| Orientador(es): | Vieira, Admilson Lopes |
| Palavras-chave: | Espectroscopia de infravermelho Lascas de madeira Processo de polpação de sulfato Branqueamento Celulose Infrared spectroscopy Wood chips Sulfate pulping process Bleaching Cellulose |
| Data do documento: | 10-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | LOPES, Rodolfo Monteiro. Aplicação do sistema online NIR no controle de qualidade dos cavacos em uma indústria de papel e celulose. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
| Resumo: | O presente trabalho apresenta a avaliação da implementação de um sistema Online NIR (Near Infrared) para o monitoramento em linha das propriedades dos cavacos de madeira utilizados como matéria-prima no processo de produção de celulose Kraft em uma indústria de grande porte. A justificativa do estudo fundamenta-se na elevada variabilidade das características da madeira proveniente de diferentes regiões, condições climáticas e materiais genéticos, fatores que impactam diretamente a estabilidade operacional do digestor e o consumo de reagentes nas etapas subsequentes. O objetivo principal foi analisar a contribuição do sistema Online NIR para a redução dessa variabilidade, promovendo maior precisão no controle de parâmetros críticos, como umidade, densidade bulk e número Kappa. A metodologia adotada consistiu na calibração e validação de modelos multivariados baseados em espectroscopia NIR, conforme normas ASTM para calibração e validação de modelos, associada à coleta periódica de amostras de cavacos e à comparação com análises laboratoriais de referência. Os resultados demonstraram melhoria significativa no controle de processo: a estabilidade do número Kappa aumentou em 33% na linha L2A e 23% na linha L2B, enquanto o rendimento do digestor apresentou ganhos de 0,9 e 0,2 pontos percentuais, respectivamente. Além disso, observou-se redução no consumo de reagentes de branqueamento devido à menor variabilidade da polpa após o cozimento, contribuindo para economia operacional e menor geração de efluentes. Conclui-se que a adoção do sistema Online NIR configura-se como ferramenta estratégica para otimização do processo Kraft, permitindo ajustes em tempo real, ganhos econômicos diretos e avanços na sustentabilidade industrial. Recomenda-se, ainda, a expansão futura das análises para outras propriedades quimiométricas relevantes, ampliando a aplicabilidade da tecnologia para diferentes linhas produtivas, incluindo celulose solúvel. |
| Abstract: | This study presents the implementation and evaluation of an online near infrared spectroscopy system for the real-time monitoring of wood chip properties in a large-scale Kraft pulp mill. The research was motivated by the high variability of wood supplied from different regions and forest origins, which generates significant fluctuations in the cooking and bleaching performance. The main objective was to determine whether continuous monitoring of moisture, bulk density, extractives, lignin and other chemical properties could improve digester stability, enhance operational efficiency and reduce chemical consumption in downstream processes. The methodology involved the use of a Fourier transform near infrared analyzer equipped with chemometric models based on partial least squares and validated according to consolidated multivariate calibration standards. The system was initially started with historical laboratory data and continuously updated with new samples to increase model robustness and coverage of wood variability. Operational results demonstrated significant improvements, including increased stability of the Kappa number in both production lines evaluated and measurable gains in digester yield, indicating reduction of fiber losses and lower specific wood consumption. These operational gains directly affected the bleaching plant, enabling more controlled oxygen delignification and contributing to reduced consumption of bleaching chemicals such as chlorine dioxide and hydrogen peroxide. The study confirms that near infrared spectroscopy provides a valuable predictive tool for process optimization, allowing faster operational responses compared to traditional laboratory analyses. The conclusions emphasize the potential for further application of the technique to additional chemometric properties and to the production of dissolving pulp, strengthening the relevance of online near infrared monitoring as an advanced control strategy for pulp manufacturing. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40047 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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