Conhecimentos Básicos de Filtragem na Indústria de Papel

É provável que haja acúmulo de sólidos se houver água ou outro fluido no seu processo. Esse acúmulo pode causar problemas na produção. Ter um conhecimento básico sobre medição de tamanho de partículas, sólidos suspensos totais, tipos de fluidos e conceitos de peneiramento/filtração é útil tanto para definir o sistema de filtração adequado quanto para solucionar falhas em sistemas mais complexos.

Medição do Tamanho das Partículas

Determinar o tamanho das partículas no processo de filtração em uma fábrica de papel é um desafio real. Por exemplo, o felt hair (fibras soltas do feltro usado no processo de fabricação do papel) tem comprimento muito maior do que o diâmetro, dificultando sua remoção. Já materiais aglomerados, mais rígidos e com formato uniforme, são geralmente mais fáceis de filtrar. Compreender as unidades de medida e as definições de tamanho de partícula ajuda a definir a melhor forma de filtrar cada tipo de material.

Unidades de Medida (Mesh, Micron e Polegadas)

Na área de filtração, existem três unidades de medida principais para determinar o tamanho de partícula (e a eficiência das telas):

Micron (µm): a mais utilizada.
Polegadas: usada em alguns casos específicos.
Mesh: número de aberturas por polegada linear de tela. Apesar de comum, é menos preciso do que microns ou polegadas.

O tamanho de partícula pode ser classificado em três categorias:

Sólidos suspensos: partículas maiores que 1 micron.
Sólidos dissolvidos: partículas menores que 1 micron.
Coloidais: subsetor dos sólidos dissolvidos, entre 0,01 e 1 micron.

Sólidos Suspensos Totais

O TSS representa a quantidade de sólidos removíveis em um líquido, retidos por um filtro. É medido em partes por milhão (PPM), miligramas por litro (mg/L) ou libras por 1.000 galões.

Algumas fábricas usam a unidade de turbidez nefelométrica (NTU) para medir a “nuvem” do líquido, mas essa medida não tem correlação direta com TSS. Na prática, o que importa é o PPM removível — ou seja, aquilo que fica retido na tela do filtro.

Tipos de Água

Nas fábricas de papel, encontram-se diferentes tipos de água:

Água bruta ou de rio: não tratada, normalmente filtrada em telas grossas na entrada da fábrica.
Água tratada (municipal ou da própria fábrica): pré-filtrada em filtros de areia, com menos de 50 PPM de sólidos suspensos.
Água de poço: retirada do subsolo, com composição mineral e de sólidos muito variável.
Água branca: proveniente da drenagem da folha durante a formação do papel (ex.: do couch ou wire pit), sempre contém fibras

Telas de Filtração

A classificação das mídias filtrantes não é simples. Comprar uma tela de 100 microns, por exemplo, não significa necessariamente que ela reterá partículas de 100 microns ou maiores — a menos que seja classificada como absoluta. A maioria das telas no mercado tem classificação nominal, que indica a eficiência em porcentagem baseada na retenção de partículas de determinado tamanho antes e depois da tela. Por isso, é fundamental testar a tela na aplicação real.

Existem duas classificações principais de filtros:

Filtro de profundidade: o fluido percorre um trajeto mais longo antes de sair. Funciona por interceptação e absorção das partículas, tem maior capacidade de retenção, mas também maior resistência inicial ao fluxo.
Filtro de superfície: retém partículas maiores que as aberturas da malha, acumulando sujeira no lado de entrada da tela. Sua capacidade depende do número de aberturas disponíveis. Apesar de exigir limpezas ou retrolavagens mais frequentes, é mais fácil de limpar do que os de profundidade. Para prolongar o tempo entre limpezas ou retrolavagem, é essencial observar a diferença entre área aberta e área total da tela. Quanto maior a área aberta, maior o intervalo antes de o filtro precisar ser limpo.