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Produccion pulpa de papel - descripción del proceso acompañado de un diagrama de flujo



INTRODUCCIÓN.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ACOMPAÑADO DE UN DIAGRAMA DE FLUJO, DESDE LA MATERIA PRIMA HASTA PRODUCTO ELABORADO, DONDE SE EXPLICA EL REACTOR Y LAS PRINCIPALES OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS UNITARIOS.

Como primer procedimiento en la cadena de la producción de pulpa de papel, se tiene la llegada de la madera a la fabrica de pasta, bien sea en forma de troncos en bruto o como astillas de una planta de cortado de tablones.
El descortezado consiste en separar la corteza de la madera, al tiempo que se eliminan las ramas del tronco, como la corteza de los troncos contiene poca fibra, presenta un alto contenido de sustancias extractivas, es oscura y con frecuencia acarrea grandes cantidades de tierra, por lo que se quieren suprimir esas características.



Se lleva a cabo el descortezado con la finalidad de facilitar el trabajo de las maquinas aserradoras y que tengan un mayor rendimiento, así como también para controlar el desarrollo de insectos que anidan en la corteza, para acelerar el proceso de secado de la madera verde, y también para hacer posible su aprovechamiento hacia la obtención de partículas de madera.

El descortezado se puede realizar hidraulicamente, mediante chorros de agua a alta presión, y mayoritariamente se utiliza en zonas costeras, o mecanicamente, rozando los troncos unos con otros o con herramientas metalicas de corte.
Los troncos descortezados puedenserrarse en segmentos pequeños para la obtención de pasta mecanica a la piedra, o astillarse para los métodos de refinado mecanico o químico de obtención de pasta.

El aserrado es un trabajo de preparación que se realiza con la hoja de sierra por arranque de viruta (residuo) y cuyo objetivo es cortar el material, parcial o totalmente, y resulta productivo ya que se efectúa con notable rapidez, evitando a veces el trabajo laborioso de otras herramientas y ademas con poca pérdida de material.

Las astilladoras producen partículas de una amplia gama de tamaños, pero la preparación de la pasta requiere que éstas sean de dimensiones muy específicas para asegurar un flujo constante a través de los refinadores y un nivel de reacción uniforme en los digestores. En consecuencia, las astillas se hacen pasar por una serie de cribas (separadores de materiales) cuya misión consiste en clasificarlas por longitud y grosor.


Las astillas demasiado grandes se vuelven a pasar por la astilladora, y las menores se utilizan como residuos combustibles o se vuelven a introducir en el flujo de astillas.

Se almacenan astillas a corto plazo (de horas a días) se realizan en depósitos o cajones. Las astillas destinadas a pasta al sulfito se almacenan al aire libre durante varios meses para permitir la evaporación de los productos extractivos que pueden crear problemas en las operaciones subsiguientes. Lasastillas utilizadas en fabricas de celulosa al sulfato (papel kraft), donde la trementina y el aceite resinoso se recuperan como productos comerciales, se envían directamente a la producción de pasta.

El tamizado o cribado es una técnica que se usa para separar los componentes de una mezcla de sólidos de distinto tamaño de sólidos no disueltos en líquido, a través de un colador que consiste en una tela o malla muy tupida, provocando que las partículas mas pequeñas que el tamaño de las aberturas pasen a través de ellas y que las partículas mas grandes sean acarreadas como residuos.

Existen dos tipos de cribado, en seco o en húmedo, al cribado en húmedo se le añade agua, por ejemplo, un equipo destinado a la separación sólido-líquido hace fluir por gravedad un líquido con sólidos en suspensión a lo largo de una superficie inclinada provista de rendijas transversales, el líquido a tamizar penetra en la caja de alimentación a través de la brida de entrada ubicada en la parte posterior del equipo u opcionalmente en un lateral, parte superior o inferior, una vez llena de líquido esta caja, desborda por el rebosadero en forma de lamina de líquido y fluye por gravedad a lo largo de la superficie inclinada cortada.

El líquido en conjunto con los sólidos pasa a través de dicha superficie y cae a la caja de salida en la parte inferior del equipo. Los sólidos, parcialmente escurridos, caen desde elborde inferior de la superficie filtrante hasta un contenedor o cesto, construido con lamina de acero inoxidable y fondo perforado, y que debera ser vaciado periódicamente.

Posteriormente, sigue el proceso de elaboración de la pasta, en el cual los enlaces dentro de la estructura de la madera se rompen de forma mecanica, o de forma química, que se pueden producir en medio alcalino (por ejemplo, sulfato o kraft, la mayor parte de la pasta se obtiene por el procedimiento al sulfato) o en medio acido (por ejemplo, sulfito). La diferencia entre los procesos físicos y químicos radica en el grado de rendimiento y calidad del producto, así como también en la proporción que puede recuperarse el material para la reutilización.

Las pastas mecanicas se producen triturando la madera contra una piedra o entre placas metalicas, para que se separen las fibras. La acción de las maquinas rompe estas fibras de celulosa, por lo que la pasta resultante es mas débil que la separada químicamente.
La lignina que une la celulosa (la materia prima del papel) a la hemicelulosa (constituye las paredes celulares de las plantas) no se disuelve, simplemente se ablanda, permitiendo que las fibras se asienten fuera de la estructura de la madera.

En la refinadora de pasta mecanica se introducen astillas de madera o serrín a través del centro de un disco de la refinadora, donde se desmenuzan en trozos maspequeños al presionarlos a través de rejas y ranuras cada vez mas estrechas.


Ahora bien, la pasta química se produce disolviendo químicamente la lignina (dispuesta entre las fibras de la madera) para separar dichas fibras sin dañarse de forma sustancial.

El procedimiento implica la cocción de las astillas y los reactivos en solución acuosa en un reactor (digestor) que puede funcionar por lotes o de forma contínua. En la cocción discontínua, el reactor se carga de astillas a través de una abertura superior, se añaden los digestores químicos, y el contenido se cuece a temperatura y presión elevadas. Una vez se termina la cocción, se libera la presión “soplando” fuera del digestor la pasta delignificada hacia un tanque de contención. Entonces se repite la secuencia.


En la digestión contínua, las astillas precocidas con vapor se introducen en el digestor a un ritmo constante. Las astillas y los reactivos se mezclan en la zona de impregnación, en la parte superior del digestor, y entonces se van desplazando desde la zona superior de cocción a la inferior y a la zona de lavado, antes de soplarlas al tanque.

El procedimiento al sulfato produce una pasta mas fuerte y oscura, y requiere la recuperación química para poder competir económicamente.
La temperatura del digestor o reactor se sube lentamente hasta unos 170°C y se mantiene a ese nivel durante 3 o 4 horas. La pasta (llamada “parda”,por su color) se tamiza para separar los trozos de madera que hayan quedado sin digerir, se lava para separar la mezcla de cocción utilizada (ahora licor negro) y se envía o a la nave de blanqueado o a la de la maquina de producción de pasta. La madera sin digerir se devuelve al digestor o a la caldera para quemarla y producir energía.

El licor negro recogido del digestor y el “papel pardo” de los lavaderos contiene sustancias organicas disueltas cuya composición química exacta depende de las características de la especie de la madera y de las condiciones de la cocción. El licor se concentra por evaporación hasta que su contenido en agua es inferior al 40 %, y se pulveriza en la caldera de recuperación. La parte organica se consume como combustible, generando calor que se recupera en la parte superior del horno en forma de vapor a elevada temperatura. La parte inorganica no quemada se recoge en el fondo de la caldera como una mezcla fundida.
El fundido fluye fuera del horno y se disuelve en una solución caustica débil, obteniéndose un “licor verde” que contiene principalmente sulfuro de sodio (Na2S) disuelto y carbonato sódico (Na2CO3). Este licor se bombea a una planta de recaustificación, donde se clarifica y entonces reacciona con cal apagada formando hidróxido de sodio NaOH y carbonato calcico (CaCO3 ). El Carbonato calcico (CaCO3) se envía a un horno de cal, donde se calienta pararegenerar cal viva (CaO).


Normalmente, la pasta al sulfito se carga en digestores o reactores discontínuos revestidos de ladrillos. Para evitar reacciones no deseadas, los digestores se calientan lentamente hasta una temperatura maxima de 130 a 140 °C, y las astillas se cuecen durante mucho tiempo (6 a 8 horas). Al aumentar la presión del digestor, el dióxido de azufre gaseoso (SO2) se purga y se vuelve a mezclar con el acido de la cocción. Cuando quedan aproximadamente de 1 a 1 horas de cocción, se interrumpe la calefacción y se disminuye la presión extrayendo gas y vapor de agua. La pasta se descarga en un tanque, se lava y criba.

La mezcla usada en la digestión, llamada licor rojo, se puede utilizar para recuperar calor y productos químicos en todos los procedimientos menos en el que tiene como base bisulfito sódico. Para la pasta al sulfito amónico, el licor rojo diluido se deja primero para eliminar el SO2 residual, y se concentra y se quema. El gas que sale contiene SO2 se enfría y se pasa a través de una torre de absorción en la que se combina con amoniaco para regenerar el licor de cocción.

Finalmente, el licor se filtra, se refuerza con SO2 y se almacena. El amoníaco no se puede recuperar porque se transforma en nitrógeno y agua en la caldera de recuperación.
Antes del blanqueo, se añaden agentes quelantes para neutralizar cualquier ion metalico, aquí presentes paraevitar la formación de sales coloreadas o la descomposición del peróxido de hidrógeno H2O2.

El blanqueo es un proceso que disuelve la pasta química o modifica la pasta mecanica dirigido en varias etapas, definidas cada una por su agente blanqueante, el pH (acidez), la temperatura y la duración mediante el cual se refina y aclara la pasta en bruto, de forma que se mantenga la integridad de las fibras.
Después de cada una de las etapas la pasta se debe lavar con agentes causticos para eliminar los agentes blanqueadores y disolver la lignina antes de pasar a la siguiente.
Posteriormente la suspensión de pasta se tamiza una vez mas y se ajusta su consistencia antes de que esté preparada para la maquina, se extiende en una tela metalica móvil o malla de plastico o rejilla en el extremo húmedo de la maquina de pasta, donde se vigila la velocidad de la cinta en movimiento y el contenido en agua.

La hoja de pasta pasa a través de una serie de rodillos rotatorios o bien llamados prensas que escurren el agua y el aire hasta que la consistencia es del 40 al 45 %. Se hace entonces flotar la hoja a través de una serie de pisos de secadores de aire caliente hasta que la consistencia sea del 90 al 95 %. Ademas la pasta se bombea a través de series de tamices y limpiadores para eliminar cualquier contaminante, como basura o plasticos Finalmente, la lamina continua se corta en pliegos y se apila enbalas. Las balas de pasta se comprimen, se embalan y se empaquetan en resmas para su almacenamiento y transporte.





Grafica #1 correspondiente a la producción de pulpa de papel desde materia prima hasta producto elaborado.








Fuente: https://www.revistavirtualpro.com/revista/index.php?ed=2006-11-01&pag=7















CONCLUSIONES.

Se puede concluir entonces que la acción de estas empresas fabricadoras contribuye al desarrollo pues sirve como instrumento de comunicación y permite la transmisión de conocimientos e información para diversas actividades, lo cual representa una ventaja respecto a los demas materiales que son elaborados por el hombre.




































BIBLIOGRAFÍA.

https://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/EnciclopediaOIT/tomo3/72.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Pulpa_de_celulosa

https://es.wikipedia.org/wiki/Operaciones_unitarias

https://www.greenpeace.org/argentina/Global/argentina/report/2006/4/el-futuro-de-la-producci-n-de.pdf

https://nelsoncobba.blogspot.com/2008/03/proceso-de-elaboracin-de-papel.html

ftp://ftp.unam.edu.ar/mamcyp/tesis/g_benitez.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Papel

https://www.econegociosforestales.com/enf/print.php?id=505&type=art

https://www.scientificpsychic.com/fitness/carbohidratos2.html





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