Na máquina de tissue, cada seção pede um lubrificante diferente. Na formação e na prensa, o óleo precisa separar a água depressa (demulsibilidade, NBR 14172). Nos mancais do cilindro secador Yankee (o grande cilindro aquecido a vapor que seca a folha), precisa aguentar calor, com a viscosidade escolhida pela temperatura real do mancal. Nos redutores, vale o óleo de engrenagem da DIN 51517 parte 3; nos hidráulicos, o antidesgaste da DIN 51524 parte 2. A água no óleo se acompanha por análise, antes de virar parada.
A máquina de tissue fabrica papel fino, como o higiênico, o papel toalha e o guardanapo. Ela recebe numa ponta uma massa de fibras que é quase toda água e entrega papel seco na outra ponta da mesma máquina. Pense numa cozinha em que a pia e o forno ficam lado a lado: os mancais do começo (o apoio do eixo de cada rolo ou cilindro; na máquina de papel, quase sempre um rolamento, que o óleo lubrifica e resfria) vivem molhados, os do fim vivem quentes, e nenhum óleo sozinho atende os dois.
Qual lubrificante usar em cada seção da máquina de papel tissue?
Use um óleo para cada condição dominante: água, calor, carga ou pressão. A especificação correta é por ponto de lubrificação, e a tabela abaixo resume a decisão. O grau de cada ponto é dado pelo ISO VG, a viscosidade do óleo medida a 40 °C, em cSt (centistokes, a unidade de viscosidade): quanto maior o número, mais grosso o óleo.
| Seção ou ponto da máquina | O que ataca o óleo | Use | Por quê e como conferir |
|---|---|---|---|
| Prensa e demais mancais da parte úmida lubrificados por óleo circulante (bombeado do tanque até o mancal e devolvido a ele) | Água de lavagem, respingo e névoa | linha Supra AW, no grau pedido pela temperatura do mancal | O boletim técnico da linha a indica para sistemas de lubrificação por circulação e para mancais, com proteção contra ferrugem. Antes de especificar, peça à Equipe Técnica Kelpen Oil o resultado de demulsibilidade (NBR 14172) do óleo novo; no óleo em uso, a separação de água se confere pela demulsibilidade e pelo teor de água medido pelo método Karl Fischer (NBR 11348). |
| Secagem: mancais do cilindro Yankee | Calor contínuo, que oxida o óleo | Supra AW nos graus de viscosidade mais alta, em circuito próprio | O boletim da linha cobre sistemas circulatórios em temperatura elevada, com aditivo antioxidante, em graus até o ISO VG 320, e a Equipe Técnica Kelpen Oil confirma o grau pela temperatura real do mancal. Viscosidade e acidez (TAN) mostram a oxidação. |
| Acionamentos e redutores | Carga, torque e umidade | linha Turan EP (mineral). Para caixas de engrenagens de carga alta, a linha Turan S (100% sintética) | O redutor industrial fechado costuma pedir óleo com aditivo de extrema pressão (EP), que protege o dente da engrenagem sob carga alta: é a classe CLP. A DIN 51517 parte 3 exige capacidade de carga EP comprovada por ensaio FZG, em que engrenagens de teste giram com carga aumentada em estágios até o dente mostrar dano. Toda a linha Turan EP atende a essa norma, e o boletim diz que ela protege mesmo em ambiente de elevada umidade. O boletim do Turan S cita as caixas de engrenagens de alta carga da indústria de papel. |
| Sistemas hidráulicos | Pressão e umidade do ambiente | Supra AW | Óleo hidráulico com aditivo antidesgaste, que protege a bomba sob pressão: é a classe HLP, de aditivação antidesgaste conforme DIN 51524 parte 2. No óleo em uso, o ensaio Karl Fischer mede a água e a contagem de partículas (ISO 4406) mede a sujeira. |
| Pontos lubrificados por perda, em que o óleo não volta ao tanque | Condição leve, longe do calor e da água | linha Bearing | O boletim indica a linha para lubrificação geral sem reaproveitamento do óleo e para circulação só em condição leve. Ela fica fora da secagem, porque o boletim não a indica onde a oxidação é forte. |
O grau ISO VG de cada ponto sai do manual do equipamento e da temperatura medida no mancal. Na formação, muitos mancais trabalham com graxa; onde houver óleo circulante, vale a primeira linha da tabela. As linhas citadas fazem parte dos óleos para máquinas e equipamentos industriais da Kelpen Oil.
Por que a máquina de tissue é um caso extremo de lubrificação?
Porque concentra, em uma única máquina, as condições que mais degradam o óleo:
Água, na formação e na prensa: névoa, respingo e lavagem chegam ao óleo pelos selos (as vedações do eixo), pelos respiros (as aberturas por onde o tanque troca ar com o ambiente) e pelos mancais.
Calor, na secagem: o cilindro Yankee é aquecido a vapor por dentro, a capota (a cobertura que envolve o cilindro) sopra ar quente por fora, e os mancais dessa região estão entre os pontos de lubrificação mais quentes da fábrica.
Operação contínua, que elimina as janelas de manutenção e transforma qualquer troca de óleo em decisão de produção. Tissue roda contínuo, e nesse regime o lubrificante afeta diretamente a disponibilidade da máquina.
No circuito de óleo circulante (o sistema que bombeia o óleo do tanque até os mancais e o recebe de volta) da parte úmida, a falha típica começa pela água e avança em etapas:
A água entra pelo selo do mancal, pelo respiro do tanque ou pela lavagem da máquina e se dissolve no óleo, ainda invisível.
Acima do ponto de saturação, a água deixa de se dissolver e forma gotas ou emulsão (mistura estável de água e óleo), o que deixa o óleo leitoso.
Com água no meio, a película de óleo que separa as peças fica mais fina e mais fraca, o que leva a contato metálico, aquecimento e desgaste do mancal.
A água também enferruja as pistas do rolamento (as superfícies onde as esferas ou os rolos giram) e acelera a oxidação do óleo (a reação com o oxigênio do ar, que forma ácidos e borra, um resíduo pastoso), o que leva a filtro saturando e acidez subindo.
O desgaste termina em parada não programada, no equipamento mais caro de parar da fábrica.
No circuito do Yankee, a falha começa pelo calor:
O óleo quente oxida mais depressa, o que leva a acidez subindo e a borra e verniz (um depósito duro que gruda nas superfícies).
Borra e verniz entopem filtro e canais de lubrificação, o que leva a menos óleo chegando ao mancal.
Com menos óleo, o mancal perde lubrificação e resfriamento, o que leva a aquecimento, desgaste e parada.
Como isso aparece na sua fábrica: óleo turvo ou leitoso no visor do tanque, água saindo no dreno do fundo do tanque, filtro saturando antes do prazo, mancal aquecendo na região do cilindro secador, acidez subindo no laudo. A escolha errada do óleo costuma aparecer semanas depois, como parada não programada na máquina que menos podia parar.
Figura 1. A máquina de tissue em corte simplificado: a água entra na formação e na prensa, o calor vem do cilindro Yankee e da capota, e cada circuito de óleo circulante leva óleo limpo aos mancais e o devolve ao tanque. O mancal da formação, no desenho, trabalha com graxa.
A figura 1 segue a ordem real das seções. A caixa de entrada lança a massa de fibras no formador, entre a tela (a peneira de tecido por onde a água escoa) e o feltro (a manta que carrega a folha). O feltro leva a folha até o aperto entre o rolo de prensa e o próprio cilindro Yankee, onde mais água sai e a folha passa para o cilindro. O Yankee, aquecido a vapor por dentro e coberto pela capota que sopra ar quente, seca a folha; a lâmina de crepagem descola e enruga o papel seco, e a enroladeira forma a bobina. Embaixo, o óleo circulante: a bomba tira o óleo do tanque, o filtro o limpa (e, no circuito do Yankee, o resfriador tira calor), o óleo passa pelos mancais e volta ao tanque por gravidade, onde a água livre desce para o fundo e sai pelo dreno. Na formação, o mancal do desenho trabalha com graxa, como muitos nessa seção; o circuito da parte úmida atende a prensa. Para os mancais do Yankee, a recomendação usual é um circuito separado, justamente porque a condição é outra.
O que é demulsibilidade do óleo e por que ela decide na parte úmida?
Demulsibilidade é a capacidade do óleo de se separar da água depois de misturado a ela. Dois óleos de mesma viscosidade podem se comportar de forma oposta diante da água: um separa em minutos, o outro forma emulsão estável. No tanque, o óleo que separa bem deixa a água descer para o fundo, de onde ela sai pelo dreno; o óleo que emulsiona leva a água de volta para o mancal.
O ensaio de demulsibilidade (NBR 14172, equivalente à ASTM D1401) agita óleo e água numa proveta graduada e mede quanto tempo os dois levam para se separar. A temperatura do ensaio é 54 °C, ou 82 °C para óleos com viscosidade acima de 90 cSt a 40 °C, caso comum nos graus mais viscosos da secagem. No laboratório da Kelpen Oil, ele roda no equipamento PD 475, junto do ensaio de características de emulsão, da mesma norma.
Qual óleo usar no mancal do cilindro secador Yankee?
Um óleo circulante com viscosidade escolhida pela temperatura real do mancal, com boa resistência à oxidação, alimentado em quantidade e sem água. Os mancais da secagem podem chegar a 125 °C; com vazão de óleo suficiente, o circuito permite mantê-los abaixo de 90 °C, e por isso o óleo trabalha também como fluido de resfriamento.
A viscosidade se escolhe pela temperatura real do ponto. A viscosidade real do óleo cai quando a temperatura sobe. Um mancal do mesmo tamanho pede viscosidades diferentes na seção úmida e na secagem; especificar pelo frio e operar no quente é rodar com uma película de óleo mais fina do que o projeto pediu.
O calor cobra na vida do óleo. Quente, o óleo oxida mais depressa: forma ácidos, borra e verniz e pode entupir os canais de lubrificação. A análise pega o começo disso pela acidez subindo e pela viscosidade subindo.
O boletim da linha Supra AW cobre sistemas circulatórios em condições severas de pressão e temperatura elevada, com aditivo antioxidante, em graus até o ISO VG 320, e a Equipe Técnica Kelpen Oil confirma o grau pela temperatura e pela vazão de cada mancal. A linha Bearing fica fora da secagem: o boletim a reserva para aplicações sem grande exigência de resistência à oxidação.
Como monitorar a água no óleo antes que vire parada?
Por análise periódica de laboratório, porque a água dissolvida não se vê. Quando o óleo fica leitoso, a contaminação já passou do ponto de saturação: a água deixou de estar dissolvida e já circula em gotas ou emulsão.
O monitoramento objetivo se faz pelo ensaio de teor de água pelo método Karl Fischer (NBR 11348): um reagente específico para água mede quanto dela há no óleo, em ppm (partes por milhão; 1.000 ppm equivalem a 0,1%), mesmo enquanto ela ainda está dissolvida e invisível. No laboratório da Kelpen Oil, o ensaio roda no coulômetro 831 KF da Metrohm, aparelho que calcula a água pela eletricidade gasta na reação, e é um dos 25 ensaios do parque analítico de Arujá (SP).
Para um circuito de circulação de máquina de papel, a análise periódica responde o que nenhuma inspeção visual responde: quanta água há no óleo agora, se a viscosidade ainda está na faixa da especificação e quanto o óleo já oxidou, pela acidez (TAN, o número de acidez total) comparada com a do óleo novo. A tendência desses resultados mostra quando o óleo se aproxima do fim da vida útil. Trocar óleo por calendário, nesse contexto, é jogar fora óleo bom ou, pior, manter óleo morto. A análise permite trocar por condição. Para que os resultados se comparem ao longo do tempo, colete a amostra sempre no mesmo ponto do circuito e com a máquina rodando.
O que o laboratório da Kelpen Oil mede no óleo da máquina de papel?
O laboratório próprio em Arujá (SP) mede, no mesmo laudo, quanta água já entrou no óleo (Karl Fischer) e se o óleo ainda consegue expulsá-la (demulsibilidade). Lidos juntos, os dois resultados dizem se basta retirar a água do tanque ou se o próprio óleo já perdeu a capacidade de separar água e precisa ser trocado.
A Kelpen Oil, fabricante brasileira de lubrificantes e óleos básicos, presta esse serviço de análise para qualquer empresa, inclusive de óleo que não produziu. É serviço pago, e em máquina de operação contínua costuma ser a diferença entre programar uma intervenção e sofrer uma.
| O que medimos | O que revela | Norma (equipamento) |
|---|---|---|
| Teor de água por Karl Fischer coulométrico | Água dissolvida e emulsionada, em ppm, antes de o óleo ficar leitoso | NBR 11348 (831 KF Coulometer, Metrohm) |
| Demulsibilidade e características de emulsão | Se o óleo ainda separa a água ou já forma emulsão estável | NBR 14172 (PD 475) |
| Viscosidade cinemática a 40 °C e a 100 °C | Se o óleo continua no grau: subindo indica oxidação; caindo indica contaminação, como mistura com óleo mais fino | ASTM D7042 (SVM 4001) |
| Número de acidez (TAN) | Quanto o óleo já oxidou, comparado ao óleo novo | NBR 14448 (Titrino Plus, Metrohm) |
| Espectro de infravermelho | Produtos de oxidação e contaminantes, em comparação com o óleo novo | ASTM E2412 (Spectrum Two) |
| Características espumantes | Tendência a espumar no retorno ao tanque, o que prejudica a bomba | NBR 14235 (PD 470) |
| Contagem de partículas | Sujeira e partículas de desgaste que passaram pelo filtro | ISO 4406 (contador PAMAS) |
E a disponibilidade, que ninguém especifica?
Há um requisito da indústria tissue que não aparece em nenhuma ficha técnica: o fornecedor não pode faltar. Máquina contínua consome óleo o tempo todo, e nem todo fornecedor mantém produto pronto para reposição. A Kelpen Oil produz para reposição de estoque, com envase sob demanda do balde ao granel e atendimento em todo o Brasil, desde 1999. Para quem responde pela disponibilidade da máquina, isso pesa tanto quanto a especificação do óleo.
Perguntas frequentes
Como a água entra no circuito de óleo? Pelos selos dos mancais, pelos respiros do tanque, pelo vapor que condensa e pela lavagem do equipamento. Em máquina de papel a contaminação é contínua, e por isso a capacidade do óleo de separar água entra como critério de especificação.
Com que frequência analisar o óleo do circuito? O ponto de partida comum no mercado é a coleta trimestral, ajustada depois pelos resultados da análise: se a tendência de água, acidez ou partículas sobe, o intervalo encurta. O intervalo final depende do histórico de cada máquina, e um circuito crítico, como o dos mancais do Yankee, pede acompanhamento mais próximo que um ponto de condição leve.
Óleo de máquina de papel pode ser o mesmo da seção seca e da úmida? Em geral, não com o mesmo grau. Na parte úmida o óleo precisa separar a água; nos mancais do Yankee, resistir ao calor e à oxidação com viscosidade maior. Por isso muitas máquinas têm um circuito para a parte úmida e outro para os mancais do Yankee, mesmo quando a linha de óleo é a mesma em graus diferentes.
Dá para tirar a água do óleo e continuar usando? A água livre, sim: ela desce para o fundo do tanque e sai pelo dreno. A centrífuga retira a água livre; o desidratador a vácuo retira também parte da dissolvida. Emulsão estável não se separa sozinha; o ensaio de demulsibilidade diz se o óleo ainda separa água ou se precisa ser trocado, e um novo Karl Fischer depois do tratamento confirma o resultado.
Glossário
Mancal: o apoio do eixo de cada rolo ou cilindro. Na máquina de papel, quase sempre é um rolamento, que o óleo lubrifica e resfria.
Óleo circulante: óleo bombeado do tanque até os mancais, que volta ao tanque para ser filtrado, resfriado e usado de novo.
Cilindro Yankee: o grande cilindro aquecido a vapor que seca a folha de tissue; a capota, a cobertura sobre ele, sopra ar quente.
Demulsibilidade: capacidade do óleo de se separar da água, medida pela NBR 14172.
Emulsão: mistura estável de água e óleo, que deixa o óleo leitoso e enfraquece a película lubrificante.
Karl Fischer: ensaio que mede o teor de água no óleo em ppm (NBR 11348).
TAN: número de acidez total; sobe à medida que o óleo oxida (NBR 14448).
ISO VG: grau de viscosidade do óleo medido a 40 °C, em cSt.
Fale com a Equipe Técnica
A Equipe Técnica Kelpen Oil avalia seção por seção: temperatura real de cada ponto, presença de água, tipo de mancal, redutor e sistema hidráulico, e confirma o produto adequado para cada ponto da máquina. Se quiser começar pelo diagnóstico, envie amostras do circuito atual para a análise do óleo em uso no laboratório de Arujá (SP), como serviço pago, e receba o retrato de água, viscosidade e de quanto o óleo já oxidou, comparado ao óleo novo. Salve este artigo ou envie para quem cuida da manutenção da máquina de papel na sua empresa.