FABRICACIÓN DE FABRICACIÓN DE PULPAS PULPAS

CELULÓSICASCELULÓSICAS

2010-II

22

INDUSTRIA CELULÓSICAINDUSTRIA CELULÓSICA

PRODUCTOS

CELULOSAFibra celulósica(pasta, pulpa)

CELULOSAMICROCRISTALINA

CELULOSA BIOMASA

Fibras vegetalesFibras vegetales Tamaño Tamaño microfibrillasmicrofibrillas

Fuente Fuente lignocelulósicalignocelulósica

Celulosa Celulosa modificadamodificada

MicroorganismosMicroorganismos

Fuente Fuente lignocelulósicalignocelulósica

MaderaMadera

GramíneasGramíneasBacteriasBacterias Todo el árbolTodo el árbol

33

MATERIAS PRIMAS PARA PULPAS MATERIAS PRIMAS PARA PULPAS CELULÓSICASCELULÓSICAS

TIPO DE FIBRATIPO DE FIBRA PARTE DE PARTE DE PLANTAPLANTA

DE FRUTOSDE FRUTOS semillasemilla

DE HOJASDE HOJAS

DE TALLOSDE TALLOS

Haces fibrososHaces fibrosos

Fibras liberianas Fibras liberianas

MaderaMadera

Qué características debe tener la parte de la planta para ser utilizada como materia prima para la industria de pulpa celulósica?

Qué especies se utilizan en cada caso: ejemplos?

MADERA MADERA para PULPApara PULPA

Por qué predominan Por qué predominan abetos, pinos, abetos, pinos, álamos y eucaliptos?álamos y eucaliptos?

55

Madera Madera

Fibras de maderaFibras de madera

- Dimensiones de laFibra, según especie?

-Qué dimensión es más importante (s) ?

- Se puede seleccionar la madera por sus dimensiones?

2pFR = —— l

66

Fibras: Contacto Fibras: Contacto transversaltransversal

((TAPPI-CPPATAPPI-CPPA))

PROCESOS DE PROCESOS DE PULPEO CON PULPEO CON MADERAMADERA

EtapasEtapas

88

Abastecimiento Abastecimiento de maderade madera

•Influyen las distancias en el abastecimiento?

DescortezadoDescortezado

•Por qué se elimina la corteza?

•Es posible dejar la corteza como parte de la materia prima?

99

Patio de Patio de AstillasAstillas

-Qué dimensiones óptimas y forma tienen los “chips” o astillas”?

-por qué tiene que haber un tamaño óptimo?

-La permeabilidad de las astillas es igual en las 3 direcciones?

PROCESO DE PROCESO DE FABRICACIÓN DE FABRICACIÓN DE PULPA CELULÓSICAPULPA CELULÓSICA

1111

Separación de Separación de Fibras en Fibras en Lámina MediaLámina Media

Lámina media

lumen

Pared celular

MADERA

Qué sucede con la lignina?

Los carbohidratos se eliminan?

1212

La calidad de la pulpa mecánica es mayor o menor que la de pulpa química; por qué?

1313

PROCESO QUÍMICO KRAFT

REACTIVOS: REACTIVOS: NaOH NaOH Hinchamiento de Hinchamiento de materia primamateria primaHidrólisis de ligninaHidrólisis de lignina

DIG

ES

TO

R+ +

NaNa22SS

(sulfuro de sodio)(sulfuro de sodio)- Cómo reacciona el NaOH?- Qué función tiene el Na22S?

Temperatura (160-180Temperatura (160-180C) y tiempo (2-4 h)…….factor HC) y tiempo (2-4 h)…….factor H presión (6-10 kg/cm²)presión (6-10 kg/cm²) pH mayor a 10pH mayor a 10 Relación licor/madera: 4 /1 Relación licor/madera: 4 /1 Cantidad reactivo: 180-220 kg/ ton de maderaCantidad reactivo: 180-220 kg/ ton de madera

- Por qué se le denomina kraft?

V ARIABLES DEL PROCESO

MADERA

1414

PROCESO QUÍMICO KRAFT

REACTIVOS: REACTIVOS:

DIG

ES

TO

R Cómo se determina el rendimiento?

Qué pasaría si la temperatura es <100 ºC ó >200 ºC ?Qué pasaría si la temperatura es <100 ºC ó >200 ºC ? De qué parámetro depende la presión?De qué parámetro depende la presión? En el proceso kraft, qué pasaría si el pH cae a menos de 8?En el proceso kraft, qué pasaría si el pH cae a menos de 8? Qué pasaría si la Relación licor/madera es diferente al Qué pasaría si la Relación licor/madera es diferente al

óptimo?óptimo?

Cómo estima la cantidad de licor negro?

V ARIABLES DEL PROCESO

MADERA

PULPA

LICORNEGRO

Cómo evalúa la cantidad de reactivo?

Podría trabajar sólo con NaOH?óSólo con Na2S? Por qué?

1515

DIGESTOR PARA MADERADIGESTOR PARA MADERA

Por qué es vertical el digestor?Qué es un digestor batch?

1616

PULPAS QUÍMICAS: Recuperación de PULPAS QUÍMICAS: Recuperación de Reactivos y EnergíaReactivos y Energía

Horno de combustión

PLANTA DE

PULPA

Pulpa kraft

Vapor alta presión

TURBINA Electricidad

Licor negro

Licor verde: Caustificación

Na

2 SO

4

VAPOR baja presión

- Qué pasaría si no recupera reactivos?-Por qué se le denomina pulpa al sulfato?-Por qué no se usa el vapor de alta presión en la planta de pulpa?

1717

USOS DE PULPAS CELULÓSICASUSOS DE PULPAS CELULÓSICASEN LOS SIGUIENTES TIPOS DE PAPEL

•Papel bond•Papel periódico•Cartón•Papel higiénico•Papeles de seguridad

Identifique que tipos de papeles se utilizan • Pulpas químicas• Pulpas mecánicas• Reciclado

Por qué?

FABRICACIÓN DE FABRICACIÓN DE PAPELPAPEL

1919

Mesa plana Mesa plana FourdrenierFourdrenier: desde año : desde año 18001800

•FRANCIA: L. N. Robert, método formación continua (modelo Fourdrenier)

Fabricación Fabricación artesanal de artesanal de Papel, 105 DCPapel, 105 DC

Es rentable fabricar papel artesanal, por qué?

2020

Componentes en el Componentes en el papelpapel

agua

fibra

carga

Fibra encolada

- Cómo se mantienen unidas las fibras?-Qué distancia hay entre las fibras?-Qué pasa cuando el papel se humedece?

2121

COMPONENTES DEL PAPELCOMPONENTES DEL PAPEL

FIBRAS

ADITIVOS FUNCIONALES

CARGAS RESINAS OTROS

Objetivo Base principal

OpacidadSuavidad

Resistencia al agua

Funciones especiales

Tipos

•Pulpas•F. secundarias CaCO3

Caolín

•Alcalino: dímero alquil ceteno (AKD)

•Ácido: colofonia

•Colorantes•Suavizantes

% (bms)•80 a 97 % 100 ?

5 a 20 %50 % ?

•1 a 3 %0 % ?

< 1 %

A qué pH se fabrica el papel, por qué?Hay papeles elaborados sólo con fibra reciclada, por qué?

2222

FÁBRICA DE PAPEL (1FÁBRICA DE PAPEL (1rara parte): parte): Preparación de pastaPreparación de pasta

REFINADO

DESINTEGRADO :

TINA DE MEZCLA

FIBRAS : -Fibra virgen -Reciclado

ADITIVOS

Tina de Pasta

Reciclado

Fibra virgen

DEPURACIÓN : Alta consistencia

DEPURACIÓN: limpieza impurezas

A la zona húmeda

2323

DESINTEGRADO: Pulper

Turrado/U.Guadalajara

•Individualiza las fibras

•Consistencia 3 – 8 %

Definición de consistenciaRelación con humedad

2424

REFINADO (BATIDO)

Turrado/U.Guadalajara

Refinador de discos

rotor

Principal objetivo: mejorar resistencia de fibras

(-)(-)

Turrado/U.Guadalajara

Como influye cada efecto sobre las propiedades del papel ?

2525

HIDROCICLONES

Alimentación

Aceptado: pasta limpia

rechazos

Turrado/U.Guadalajara

Alimentación

Aceptado

rechazos

CENTRICLEANER

SISTEMAS DE LIMPIEZA

Separa impurezas pesadas

Separa impurezas voluminosas

Para qué se eliminan las impurezas?

2626

Mesa de formación (Fourdrenier)

PRENSADO

ALISADO (Calandrado)

EMBOBINADO : Bobina madre

CORTE :

Bobinas Comerciales

MÁQUINA PAPELERA : Caja de Entrada

SECADO I

Size-Press

SECADO II

Agua blanca

zona seca

FÁBRICA DE PAPEL (2ª Parte): Formación de la

hoja de papel

zona húmeda

2727

Máquina papelera Fourdrenier Máquina papelera Fourdrenier (Voith)(Voith)

2828

2929

Esquema sección transversal del Esquema sección transversal del papelpapel

Dirección de fabricación oDirección máquina (DM)

3030

Principio de Principio de velocidad de velocidad de máquina papeleramáquina papelera

p1 V1

2 p2 V22

+ + z1 = + + z2 + hw + hf 2g 2g

Caja de entrada

v = k (2gho) 1/2

v = k [(2g*( h0 + h1)] 1/2

Caja abierta Caja cerrada

Ecuación general de la energía (Bernoulli)

3131

De la mesa al prensadoDe la mesa al prensado

Para qué se prensa el papel?

3232

SECADO

Qué temperaturas se aplican en secado? Siempre se utilizan varios cilindros para secar el papel?

3333

ZONA FINAL: SIZE-PRESS, ZONA FINAL: SIZE-PRESS, ALISADO y EMBOBINADOALISADO y EMBOBINADO

Turrado/U.Guadalajara

Para qué se realiza el alisado ?

Size-press

Alisado

Embobinado

3434

Fábrica Fábrica de papelde papel

3535

ESTIMACIONES DE MATERIA PRIMA ESTIMACIONES DE MATERIA PRIMA PARA PAPELPARA PAPEL

Variables: datos silviculturalesVariables: datos silviculturales Datos de producción (t/año)Datos de producción (t/año) PRODUCCIÓN (P)PRODUCCIÓN (P)

P = Ancho x Velocidad x Tiempo x Gramaje

P = (3-6 m) x (200-2000 m/min) x 24 h x Gramaje (m) (m/min) (min/día) (g/m2)