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
