Info Icon Ajuda Help Icon Ajuda
Biologia

Papel

William Mira
Publicado por William Mira
Última atualização: 17/1/2019

Introdução

O papel é um material de origem orgânica, constituído por fibras de origem vegetal entrelaçados e distribuídos na forma de folhas ou rolos. As fibras utilizadas na fabricação de papel são formadas de celulose, extraídas da madeira de árvores.

Atualmente, há dezenas de "tipos" diferentes de papéis, mas todos podem ser categorizados, quanto a sua utilidade, em seis categorias:

  • Papel imprensa: destinado à impressão de jornais, periódicos, revistas, listas etc.
  • Papel de imprimir e escrever: inclui-se aqui os cadernos, livros, folhas de escritório etc.
  • Papelão ondulado: utilizado para a confecção de embalagens para transporte de mercadorias.
  • Papel-cartão: destinado à confecção de embalagens de bens de consumo imediato, como embalagens de remédios, alimentos, cosméticos etc.
  • Sanitários: destinado para higiene íntima e pessoal, tendo como principal representante o papel higiênico.
  • Papeis especiais: engloba-se nessa categoria todos os demais papéis que não se enquadram nas categorias acima, como o papel-espelho, papéis vegetais, celofane etc.

O papel e a tecnologia

Com o desenvolvimento das tecnologias como computadores e celulares, especulou-se que o consumo de papel iria diminuir com o tempo, mas tal teoria não se confirmou. Na verdade, o oposto ocorreu: o consumo de papel tem aumentado ao longo dos anos, havendo duas principais explicações para o fenômeno:

  • Aumento da facilidade de acesso às informações, que chegam cada vez mais rápido de um ponto a outro do mundo. Aumentando o acesso à informação, aumenta-se a demanda por analisar e absorver essas informações.
  • Desenvolvimento de fax e impressoras, o que facilitou o uso do papel, fazendo com que seu consumo seja menos racional que antes (era preciso escrever à mão, o que exigia mais esforço e tempo).

De qualquer forma, o papel é praticamente um item de necessidade fundamental para a sociedade atual, sendo utilizado para escrever, desenhar, imprimir, embalar, limpar, entre outras funções.

Folha de papel.Folha de papel.

Origem do Papel

Desde a Antiguidade, o homem tem necessidade de representar e guardar informações. Para isso, o homem primitivo passou a desenhar na superfície de pedras e nas paredes de cavernas - as chamadas pinturas rupestres

Com o desenvolvimento da inteligência humana, os métodos de guardar informações se aprimoraram e o homem passou a confeccionar ferramentas mais adequadas para as representações gráficas, registrando suas informações em tabletes de barro, tecidos, pele de animais, pergaminhos, fibras diversas até, finalmente, o papel.

O primeiro papel foi produzido artesanalmente na China, em 105 d.C, por Tsai Luan, um funcionário da corte imperial da dinastia Han.

Luan utilizou polpação de redes de pesca e trapos e, posteriormente, fibras vegetais, fabricando uma material tão resistente que sobreviveu à decomposição e é, muitas vezes, é comparado com a qualidade do papel feito atualmente.

Diamond Sutra, o livro impresso mais antigo, datado em 868 d.C na dinastia Tang.

Matéria-prima do papel: a celulose

Junto com a hemicelulose e a lignina, a celulose é o principal constituinte da parede celular de vegetais, possuindo função estrutural e garantindo o formato celular, robustez, sustentação, rigidez e proteção frente à desidratação e lise celular.

Ao contrário da maioria dos polissacarídeos que são formados no Retículo Endoplasmático ou no Complexo Golgiense, a celulose é formada em um complexo enzimático fixado na membrana plasmática interna da célula do vegetal e, posteriormente, transportada para o outro lado da membrana plasmática, a fim de formar a parede celular do vegetal.

A celulose é um homopolissacarídeo (estrutura formada por mais de 10 monossacarídeos iguais) estrutural. É formada por mais de 10.000 unidades fundamentais de glicose, ligadas entre si e formando uma estrutura polimérica. 

Celulose formada por vários monômeros de glicose.Celulose formada por vários monômeros de glicose.

Essa ligação entre as moléculas de glicose é uma ligação covalente específica, chamada de ligação glicosídica. Esta é uma ligação de condensação entre dois sacarídeos. A ligação, resumidamente, se inicia através da interação do grupo hidroxila (OH) de um carboidrato com um hidrogênio (H) de outro. Para mais detalhes, leia o artigo sobre celulose.

Estrutura cíclica da glicose, formando a estrutura polimérica da celulose. A região entre duas estruturas marcadas pelo oxigênio (O) é onde ocorreu a ligação glicosídica.

Além das ligações glicosídicas, os monômeros de glicose interagem entre si, formando ligações de hidrogênio, característica fundamental da molécula e principal fator que fez da celulose a matéria-prima para a fabricação do papel.

Portanto, a principal característica química da celulose, que a fez ser utilizada para a produção de papel, é a elevada quantidade de ligações de hidrogênio, deixando a estrutura mais rígida, fibrosa e insolúvel em água.

Processo de fabricação do papel

O processo de produção de papel se automatizou ao longo do tempo, embora as etapas tenham sofrido pouca variação.

Independente do tipo de papel, o processo de síntese é muito semelhante, possuindo variação apenas nas etapas finais de confecção do produto final. O processo pode ser dividido em cinco etapas:

  • Extração e preparação da madeira;
  • Polpeamento;
  • Branqueamento;
  • Formação da folha;
  • Acabamento.

Extração e Preparação da Madeira

Como o papel é um produto formado por fibras de celulose, opta-se por extrair madeira com elevada concentração de celulose.

No Brasil, as principais espécies utilizadas para obtenção de celulose são os pinheiros e, principalmente, o eucalipto, planta nativa da Oceania e inserida no Brasil aproximadamente no século XIX.

Os troncos das árvores são cortados e a madeira é enviada para a indústria, onde é cortada (triturada) em pedaços menores, chamados de cavacos. Por isso, essa etapa também é chamada de estoque de cavaco.

Os cavacos são separados manualmente de acordo com o tamanho e, posteriormente, são encaminhados para o digestor, onde inicia-se a segunda etapa.

Polpeamento 

A madeira até aqui trabalhada não foi purificada, possuindo, além da celulose, hemicelulose e lignina, compostos que diminuem a qualidade e vida útil do papel, além de oxidarem com o tempo, escurecendo (o papel pardo é um tipo de papel em que há elevada concentração de lignina, que lhe confere a sua cor parda).

Portanto, a etapa de polpeamento é a etapa em que ocorre, por meios químicos, semiquímicos ou mecânicos, a separação da celulose desses outros compostos, formando, ao fim, a polpa de celulose.

Fibras presentes da polpa de celulose.

No Brasil, o processo mais utilizado no polpeamento é o processo químico, que consiste na adição de reagentes químicos que degradam a lignina e a hemicelulose, mas não a celulose. A etapa de polpeamento por processos químicos pode ser dividida em subetapas:

  • Digestão: também chamada de etapa de "coração do processo". O processo químico mais utilizado nessa etapa é chamado de kraft, que consiste na adição de uma solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) e Sulfeto de Sódio (Na2S) chamada de licor branco nos cavacos de madeira dentro de um digestor. o licor branco provoca a dissolução da lignina e a separação das fibras de celulose, preservando sua resistência. Ao final do processo, é formado o licor negro, onde está concentrada toda a lignina e os demais componentes extraídos da madeira.
  • Separação do licor negro: o licor negro é um dos principais poluentes formados durante a síntese do papel, e procedimentos para tratá-lo antes do seu descarte é fundamental para diminuir os impactos ambientais gerados durante a fabricação do papel. Algumas empresas optam por utilizar o licor negro, que possui elevada concentração de compostos orgânicos (lignina, hemicelulose etc), como insumo energético. O licor negro é, então, separado da massa de celulose ao ser colocado em um tanque de descarga com pressão equalizada.
  • Tratamento e queima do licor negro nas caldeiras: o licor negro é enviado para as caldeiras, para que o excesso de água seja evaporado. Após a evaporação, o licor é bombeado para os queimadores presentes nas caldeiras de recuperação.
  • Caustificação: os constituintes inorgânicos retirados do licor negro são misturados em uma solução com licor branco, para a recuperação desses constituintes. O NaOH e o Na2S são recuperados para serem utilizados em um novo processo kraft.

Ao final dessa etapa, o licor negro é queimado nas caldeiras, os constituintes inorgânicos são recuperados no licor branco e o produto final é a polpa de celulose marrom.

Branqueamento 

Etapa de clareamento e conversão da polpa de celulose marrom em polpa de celulose branca. É dividida em quatro subprocessos:

  • Lavagem: para retirar os resíduos de licor negro presente na polpa.
  • Pré-branqueamento: também chamada de deslignificação. Nessa etapa, a polpa de celulose é solubilizada em oxigênio em meio alcalino, o que facilitará os processos subsequentes de branqueamento.
  • Branqueamento: etapa fundamental para a fabricação de papel branco como o sulfite e a cartolina branca. É a etapa que causa maior impacto ambiental, pois utiliza compostos de cloro que clareiam a polpa de celulose. Devido ao grande impacto ambiental causado pela utilização do cloro, muitas empresas estão substituindo esses compostos em processos chamados ECFs (Processos Livres de Cloro - "Elemental Chlorine Free") ou TCFs (Processos Totalmente Livres de Cloro - "Totally Chlorine Free"), que utilizam outros reagentes químicos para clarear a polpa de celulose, como peróxido de hidrogênio (H2O2), oxigênio molecular e ozônio (O3).
  • Secagem: após os tratamentos com agentes clareadores, a polpa de celulose, agora branca, é então secada, formando bobinas de celulose que podem ser cortadas em grandes folhas e, então, encaminhadas para a última etapa de confecção do papel.

Formação da folha 

Etapa final da produção de papel. Consiste em processos de acabamento e confecção dos produtos finais. Geralmente, é nessa etapa que são adicionados processos para a produção de um tipo específico de papel. Para a produção de um papel sulfite branco comum, a etapa é subdividida em:

  • Máquina de papel: a massa de celulose produzida é diluída em água com outros componentes, de acordo com o tipo de papel desejado (agentes brilhantes para conferir brilho, amido para elasticidade etc.) e colocada em máquinas compostas por esteiras e peneiras, onde a folha de papel será formada.

Polpa de celulose sendo colocada na máquina de papel.Polpa de celulose sendo colocada na máquina de papel.

  • Rebobinamento e estocagem: em alguns casos, não é preciso formar a folha de papel como produto final, mas sim diminuir a extensão das bobinas de celulose. O rebobinamento é a conversão do produto final em bobinas menores para outras aplicações industriais. Como dito, esse processo é descartado dependendo do produto final que se deseja obter.
  • Confecção dos produtos finais: dependendo do tipo de papel que se deseja obter, novas etapas são adicionadas para garantir a fabricação do produto, como etapa de revestimento, de brilho, entre outras.

Acabamento

Etapa de finalização do produto. É na etapa de acabamento que ocorre o corte do papel em tamanhos padronizados e a sua estocagem em embalagens.

Reciclagem

Visando diminuir a extração de madeira e, consequentemente, os impactos ambientais e desmatamento visando à fabricação de papel, a reciclagem é uma alternativa para reaproveitar as fibras de celulose já utilizadas previamente. Com exceção dos papéis sanitários, todos as categorias de papéis podem ser recicladas.

O processo de reciclagem inicia-se com a seleção do material, separando o papel que será reciclado e, posteriormente, colocando esses materiais em contentores que irão gerar fibras novas para a produção de papel.

Após essa etapa, é formada uma pasta de celulose reciclada que, muitas vezes, é adicionada a uma pasta de celulose recém-extraída, para garantir maior qualidade ao papel reciclado.

Essa mistura é submetida a um processo de refinamento e depuração, para retirar os contaminantes e, no final, a pasta é levada para secagem e finalização, processos semelhantes aos de produção de papel a partir de celulose virgem.

Com a reciclagem de papel, portanto, menos árvores são cortadas para obtenção de pasta de celulose, além da redução do uso de água e energia quando comparado com o consumo nas etapas de fabricação do papel. 

Esse processo também reduz a quantidade de papéis depositados em aterros e lixões e, ainda, tem um impacto social positivo, pois gera empregos e conscientização através das cooperativas de reciclagem.

Cooperativa de catadores de lixo reciclável localizada no município de Coronel Fabriciano-MG.Cooperativa de catadores de lixo reciclável localizada no município de Coronel Fabriciano-MG.


Exercícios

Exercício 1
(IDECAN/2016 - editada)

O papel é produzido industrialmente a partir das fibras de celulose retiradas dos troncos das árvores (95% de toda produção mundial), de folhas (sisal), frutos (algodão) e rejeitos industriais (bagaço de cana, palha de arroz etc.). Para fins especiais, podem ser utilizadas fibras de origem animal (lã), mineral (asbesto) ou sintética (poliéster, poliamida). As demais matérias‐primas (ou insumos) são a água e outros produtos químicos, dependendo do processo de obtenção da celulose em questão.

Sobre os processos utilizados na obtenção do papel, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas:

(     ) A produção de folhas de papel envolve a adição de carga mineral à pasta de celulose, que pode ser ou silicato de alumínio, ou carbonato de cálcio, ou dióxido de titânio. 

(     ) Os agentes branqueadores utilizados enquadram‐se em dois tipos: redutores ou oxidantes. Os reagentes redutores podem ser bissulfito de sódio, ditionitos de zinco e sódio e boro‐hidreto de sódio. 

(     ) O licor branco usado no processo Kraft contém Na2CO3 e Na2S numa proporção típica de 5:2 com um pH de 13,5 a 14. 

(     ) O hipoclorito de sódio é o mais seletivo e eficaz no branqueamento, retirando as impurezas e corantes sem danificar a fibra. 

A sequência está correta em:

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

Inscreva-se abaixo e receba novidades sobre o Enem, Sisu, Prouni e Fies:

Carregando...