INDUSTRIA DE LA PULPA Y EL PAPELDANIEL ESTEBAN GÓEZ PUENTES Presentado al profesor: MAURICIO ZEA RIVERA UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROCESOS QUÍMICOS ARMENIA – QUINDÍO 2015 1 ..7 4............................2.....................................................................2.... Papel China..............................1...................................................9 4..... Objetivos específicos...1................................3....................... Papel tisú..................4................... Papel libre de ácido........1.............................................................2.........9 4.......1........................................11........................... Producción de pulpa por el método kraft...14.... MARCO TEÓRICO.....................................3...................................................12........... OBJETIVOS......................2........9 4............................... Papel de piedra....10 4........ JUSTIFICACIÓN.............................................2.................11 4............. Tipos de papel............9 4..................................................7 Papel producido en los siglos XX y siglo XXI..3.....................................................9 4..8.........................................9....................................................................................................2.......................................................... Papel (cartón) multicapa...........................6.........5 3...............4 1................... INTRODUCCIÓN...................................1...........................................................................................1................4..................... Papel similsulfurizado........................................4...........................10 4................................. Papel fluting.................................8 4......1............................................2.................8 4......................................... Papel permanente........................... Objetivo General............................ 4.....5.....................................................................1....................................................10.............................................................3..............................................................................15.......1..............2................................. Pasta de recortes..............................................................................5..........1........................................................................13...8 4...............................2..............11 4................................1.........2...4 1.............. Papel liner.......................2...................... Papel kraft.2................................................................................2.............. Papel de estraza.................... Pasta morena.............................1..10 4.......7 4..................9 4...................10 4............................................. Pasta química o celulósica..............................................................3.....................................2..........................................2............ Pasta de paja..................................... Papel sulfurizado.......1...........2...............................................TABLA DE CONTENIDO 1......... Historia................. Papel cristal..................................................1.........................................................2...4 2..... La máquina del papel........................................................................................1....................... Papel símil-pergamino.........2...............................................................................................1.......................12 2 ................ Pasta de trapos.......8 4........................11 4............................................2............... Fabricación de la pulpa.......................................8 4.......12 4.......................................... Producción de pulpa sulfítica...............................................1........10 4.....................................9 4...............................10 4.......................................................11 4...........................................................................................6 4...... ............................................................................................................................5.............15 3 .......14 6. BIBLIOGRAFÍA................................................. CONCLUSIONES.......................................... Describir el proceso y las materias que implica la producción de pulpa por el método de sulfato o kraft. Objetivos específicos Narrar someramente los sucesos históricos que dieron lugar a la sistematización de los procesos industriales. Describir el funcionamiento y partes de la máquina del papel usada actualmente en la industria papelera. Explicar el proceso y las materias que implica la producción de pulpa por el método de sulfito.2. necesarios para producir pulpa y papeles de diferentes variedades y calidades. Explicar los procesos de refinado y encolado del papel.1. así como los aditivos mayormente usados en la producción final del papel. OBJETIVOS 1. Objetivo General Presentar una explicación clara y concisa de los procesos que se llevan a cabo en la elaboración de la pulpa y el papel 1.1. 4 . tanto físicos como químicos. no sería posible si no existiese un método eficaz para la producción del papel a partir de las diferentes materias primas disponibles para cada proceso. e incluso milenios. la capacidad de escribir ha remarcado un hito en el desarrollo de una civilización. INTRODUCCIÓN Desde el origen de las culturas. pasando por los primeros usados hasta los usados en la actualidad. sino también por la de hacer perdurar las tradiciones orales por más de dos generaciones. los procesos para obtenerlo fueron tomando cada vez más importancia. así mismo. que usando el mismo principio lograron diferentes eficiencias y calidades en el producto terminado. Desde luego esta posibilidad de establecer una tradición escrita para cada cultura. hasta el punto de ser automatizados por medio de diferentes equipos y maquinarias. los cuales se encuentran totalmente automatizados. no sólo por la posibilidad de expresar. en un insumo primordial en el desarrollo de las culturas y civilizaciones. Se describen en el presente documento los métodos de preparación y producción del papel. El papel se convirtió entonces.2. 5 . o por lo menos una herramienta vital para transmitirlos. 6 . El papel. Por esta razón es importante la descripción de los procesos para la obtención de pulpa y papel dentro de la asignatura de procesos químicos y su inclusión dentro de la formación básica de un profesional en la química. podría decirse que el papel es una fuente de conocimientos. JUSTIFICACIÓN En el marco de la asignatura de procesos químicos se ha generado la posibilidad de socializar y compartir los conocimientos en la producción de diferentes productos y así generar un conocimiento básico de cada proceso en los inscritos al curso.3. como insumo básico es un producto de suma importancia en la comunicación escrita de la raza humana. que consistía en pieles de cabra o de carnero curtidas. II a. permiten la escritura. quienes a su vez lo llevaron a las que hoy son España y Sicilia en el siglo X. Sin embargo.4. lo que permitió que hubiera suficiente trapo o camisas viejas disponibles para fabricar papel a precios económicos y gracias a lo cual la invención de la imprenta permitió que unido a la producción de papel a precios razonables surgiera el libro. sigue conservando una gran importancia en nuestra vida y en el entorno diario. La elaboración de papel se extendió a Francia. MARCO TEÓRICO 4. además la creciente invención de colorantes permitió una generosa oferta de colores y texturas. e incluso del algodón.1. Papel producido en los siglos XX y siglo XXI Con la primera elaboración de la madera (primer proceso). por lo que a partir del siglo VIII se acostumbraba a borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos (dando lugar a los palimpsestos) perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de obras. un vegetal muy abundante en las riberas del río Nilo (Cyperus papyrus). Aunque el papel ahora puede ser sustituido para ciertos usos por materiales sintéticos. en el año 610 se introdujo en Japón. preparadas para recibir latinta. durante la Edad Media.1. Se considera tradicionalmente que el primer proceso de fabricación del papel fue desarrollado por el eunuco Cai Lun. almacenamiento. C. No obstante este proceso resultaba costoso. procesamiento. porque la celulosa se utiliza mezclada con el resto de los componentes de la madera. y el cáñamo. transporte y lectura de textos con medios electrónicos más ventajosos. se obtiene un producto impuro. en el siglo XIV. el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China. Se 7 . Historia En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro. no como una curiosidad sino como un producto de precio asequible. en el s. La aparición y rápido auge de la informática y los nuevos sistemas de telecomunicación. como el papel. a un segundo plano. los chinos ya fabricaban papel a partir de los residuos de la seda.1 El conocimiento se transmitió a los árabes. consejero del emperador He de la dinastía Han Oriental. Desde entonces el papel se ha convertido en uno de los productos emblemáticos de nuestra cultura. En Europa. elaborándose no solo de trapos viejos o algodón sino también de gran variedad de fibras vegetales. 4. y alrededor del 750 en Asia Central. que lo producía utilizando lino desde el siglo XII. Fue el uso general de la camisa. relegando los soportes tradicionales. haciéndolo un artículo personal y por ende difícilmente sustituible. Durante unos 500 años. se utilizó el pergamino.1. la paja de arroz. 2. Pasta química o celulósica Para la elaboración de papeles de buena calidad. Luego se lava la masa con agua caliente para lavar los restos de bisulfito. se blanquea y se desfibra.5. además tienen escasa consistencia y amarillean al poco tiempo de fabricación. Pasta de recortes El recorte de papel se mezcla con las pastas para abaratar los costos. papel de embalaje. De la calle o impresos: sólo utilizado para fabricar cartón gris. Con ella se realizan papeles de primera clase.1. composición. lignina.utiliza para la elaboración de papeles de baja calidad (por ejemplo: papel prensa para periódicos). Se consigue una pasta de fibras largas y resistentes. 4. papeles de buena calidad. Los primeros pasos son similares a los de la pasta mecánica pero luego se cocina la madera con una disolución de bisulfito (hoy llamado sulfito ácido o hidrógenosulfito).1.1. Pasta de paja Se obtiene de cereales y de arroz.1. De guillotina: aquí se clasifica según la blancura. 8 .3. cáñamo. Pasta morena Se obtiene simplemente desfibrando la madera después de haberla lavado y hervido (para eliminar materias incrustantes y facilitar el desfibrado). 4. Se emplea para la elaboración de cartones.1. 4. Recortes domésticos: estos provienen de las oficinas. Se emplean trapos de algodón. etc) solo se realiza antes del proceso una limpieza.4.1. Según de dónde proceda el recorte se dividen en las siguientes categorías: De cortes de bobina: en la fábrica al cortar las bobinas. etc. y finalmente obtenemos una buena pasta de celulosa. Posee un color amarillento y se emplea para la elaboración de papeles de carnicería y para el interior del cartón ondulado.1. 4. Pasta de trapos Al estar compuesto por celulosa pura (libre de cortezas. lino.1.1. para elaborar papeles de baja calidad.1. a gran temperatura (a vapor en la «lejiadora»). tiene más aprovechamiento pero menos calidad.1. sacos de papel. yute y seda. 4. etc. 2. 9 . se emplea en empaquetados de lujo. que se adhieren por compresión y sin la utilización de adhesivo alguno. actas.7. Papel (cartón) multicapa Producto obtenido por combinación en estado húmedo de varias capas o bandas de papel. Papel liner Papel de gramaje ligero o medio que se usa en las cubiertas.3.5. cruda o blanqueada.2. Un proceso de fabricación de papel ácido es incompatible con la producción de papeles duraderos. registros.2. a menudo constituido por dos capas. normalmente de coníferas. 4. El término viene de la palabra alemana para resistencia. Es un similsulfurizado de calidad superior fuertemente calandrado. muy liso y resistente a las grasas.1. Papel rígido. Durante su fabricación se toman precauciones especiales para eliminar cualquier ácido activo que pueda estar en la composición. confitería y alimentación.2. Papel de estraza Papel fabricado principalmente a partir de papel recuperado (papelote) sin clasificar. La acidez más común proviene del uso de aluminio para precipitar las resinas de colofonia usadas en el encolado. Papel kraft Papel de elevada resistencia fabricado básicamente a partir de pasta química kraft (al sulfato). con el fin de incrementar la permanencia del papel acabado.2. sensible a las variaciones higrométricas. A causa de su impermeabilidad y su bella presentación. 4. como en perfumería. Puede ser crudo o blanqueado.2. cualquier papel que no contenga ningún ácido libre.2. Tipos de papel 4. 4.6.2. de los cartones ondulados. de los reactivos y productos residuales del blanqueo de la pasta (cloro y derivados) y de la absorción de gases acídicos (óxidos de nitrógeno y azufre) de atmósferas contaminadas circundantes. Vivamente competido por el celofán o sus imitaciones. formadas separadamente.4. Se denomina kraftliner cuando en su fabricación se utiliza principalmente pasta al sulfato (kraft) virgen.2. 4. caras externas. fabricado con pastas químicas muy refinadas y subsecuentemente calandradas. Papel cristal Papel traslúcido. Papel pergamino vegetal Papel sulfurizado verdadero. farmacia. La transparencia es la propiedad esencial. documentos oficiales. etc. para contabilidad. bastante sonante. con poca mano. 4.4. La calidad en cuya fabricación se utilizan fibras recicladas se denomina testliner. En ocasiones y en algunos países se refiere al papel fabricado esencialmente con pastas crudas kraft de maderas de coníferas. 4. Papel libre de ácido En principio. de composiciones iguales o distintas. Los crudos se usan ampliamente para envolturas y embalajes y los blanqueados. Tradicionalmente la comunidad cultural ha considerado crucial usar fibras de alta pureza (lino o algodón) para asegurar la permanencia del papel. servilletas.10. compuesto predominantemente por fibras naturales. Normalmente fabricado de pasta semiquímica de frondosas (proceso al sulfito neutro. el símil pierde toda su resistencia mientras que el sulfurizado conserva su solidez al menos en parte.2. Se usa para fines higiénicos y domésticos. se considera que se ha de poner menos énfasis en el tipo de fibra y más sobre las condiciones de fabricación. la celulosa se transforma parcialmente en hidrocelulosa.4. toallas y productos absorbentes similares que se desintegran en agua. incluso en ebullición. Este papel es generalmente libre de ácido. 4. materia gelatinosa que obstruye los poros del papel y lo vuelve impermeable. que también produce una gelatinización extensiva de las fibras.12. con una reserva alcalina y una resistencia inicial razonablemente elevada. Se diferencia del sulfurizado verdadero en que al sumergirlo en agua. La impermeabilización se obtiene pasando la hoja de papel durante unos segundos por un baño de ácido sulfúrico concentrado (75 %. Un proceso de fabricación ácido es incompatible con la producción de papeles permanentes. Papel tisú papel de bajo gramaje.13. Se caracteriza por su buena flexibilidad. adquirida simplemente mediante un tratamiento mecánico intensivo de la pasta durante la operación de refinado. 10 . 10 °C) y subsiguiente eliminación del ácido mediante lavado. suavidad superficial. Papel similsulfurizado Papel exento de pasta mecánica que presenta una elevada resistencia a la penetración por grasas. asimismo. pasta de alto rendimiento de paja de cereales o papel recuperado. Al contacto con el ácido.11. Es tan delgado que difícilmente se usa en una simple capa. de pasta química virgen o reciclada. variable según la calidad. durante un tiempo suficiente.2. Papel símil-pergamino Papel sulfurizado verdadero. baja densidad y alta capacidad para absorber líquidos. Su porosidad (permeabilidad a los gases) es extremadamente baja. a menudo ligeramente crespado en seco. se usa en la fabricación de cartones ondulados. Papel permanente Un papel que puede resistir grandes cambios físicos y químicos durante un largo período (varios cientos de años). una alta resistencia en húmedo y buena impermeabilidad y resistencia a la desintegración por el agua.2.2. Dependiendo de los requerimientos se suelen combinar dos o más capas.8. 4. a veces mezclada con pasta de alto rendimiento (químico-mecánicas). Hoy en día. NSSC). 4. tales como pañuelos.9. Papel fluting Papel fabricado expresamente para su ondulación para darle propiedades de rigidez y amortiguación. suave.2. 4. Papel sulfurizado Papel cuya propiedad esencial es su impermeabilidad a los cuerpos grasos y. 4.2. 2. Las materias primas usadas. el proceso kraft o de sulfato es el principalmente usado. los cuales eran molidos y pulverizados.2. El descortezamiento puede realizarse por medio de dos metodologías. 4. El agua se filtraba a través de la estera y el barro al secarse daba origen a un pliego de papel pero de pobre calidad para la escritura.). como el mármol. Por ello y dadas sus características de maleabilidad.3. En la literatura aparece tanto en mayúsculas como en minúsculas. y usa medios semimecánicos. no hace falta utilizar para nada el agua y no se emite ningún gas tóxico. barriletes. 4.3. que son molidos en un polvo muy fino. tanto al agua como a las roturas. una que usa la fricción entre los troncos para liberarlos de la corteza usando un tambor cilíndrico rotativo. y otras que diluyen la lignina químicamente. El carbonato de calcio proviene mayoritariamente de desperdicios de la industria de construcción. pueden ser maderas blandas (coníferas) o maderas duras (otro tipo de árboles de mayor densidad como el roble). Papel China Los primeros papeles chinos fueron creados a partir de capullos y residuos de seda embebidos en agua. fueron utilizados principalmente para envolver. este proceso puede realizarse por medio de distintas metodologías.4.1. Su nombre deriva del alemán y sueco Kraft. que significa "fuerza". y que agregando agua quedaban reducidos a un barro que se extendía sobre una estera de ramas muy finas. por la particularidad de la 11 . y otra que usa un chorro de agua a 10MPa para extraer la corteza y se denomina descortezamiento hidráulico. se le añadió algunas veces color. durante el proceso de producción el consumo de energía representa aproximadamente el 50 % de lo que se consume fabricando pasta de papel normal. posee menor calidad que la producida químicamente. 4.15. De la simbiosis de esos materiales resulta un producto que resiste fuertemente. Producción de pulpa por el método kraft El proceso kraft o “de sulfato” es un método alcalino que se usa ampliamente en la producción de pulpa. papaventos. La pulpa obtenida mecánicamente. Para darle mayor atractivo al delicado papel. unas mecánicas.14. etc. hacer lamparillas o faroles y cometas (papalotes. Es un proceso de fabricación ecológico y de los más modernos. Papel de piedra Es una combinación de carbonato de calcio (80 %) con una pequeña cantidad de resinas no tóxicas (20 %) para crear un sustrato sostenible fuerte. Fabricación de la pulpa La producción de pulpa implica liberar las fibras de celulosa de la matriz de lignina que las mantiene ligadas. debido a que no puede usarse la corteza porque no es fibrosa y difícil de blanquear. El polietileno proviene en parte de residuos postindustriales reciclados y actúa como un ligante para el carbonato de calcio. El proceso inicia con el descortezamiento de los troncos. la caliza y el yeso. 4. Cabeza de la máquina Cabeza de la máquina Se encarga de expulsar la pasta de papel en una fina capa sobre la tela de la máquina de papel. La porción inorgánica del licor es usada para regenerar el hidróxido de sodio y el sulfito de sodio necesario para el pulpeo. se blanquea y se desfibra. una sustancia jabonosa se obtiene como subproducto de la evaporación. llamado licor negro. derivada de la primera máquina inventada por Fourdrinier en tiempos de Napoleón. 4. ácidos grasos y otros químicos. Los primeros pasos son similares a los de la pasta mecánica pero luego se cocina la madera con una disolución de bisulfito (hoy llamado sulfito ácido o hidrógenosulfito).2. tiene una abertura en su largo por donde sale la película de pasta. una fuente de resinas. Fue desarrollado por el alemán Carl Dahl en 18871 y actualmente se usa para el 80 % del papel producido a nivel mundial.lengua germana de capitalizar todos los sustantivos. La máquina del papel Es el elemento más importante. la más extendida es la máquina de mesa plana. usando grandes recipientes a presión llamados digestores. que puede utilizar para las necesidades de vapor de la planta o para la producción de energía eléctrica.4. Las plantas modernas son más que autosuficientes en la producción de energía. ese jabón es acidificado para producir aceite de pino. Aunque hay varios tipos.3. El líquido que se separa. El proceso implica la utilización de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na 2S) para extraer la lignina de las fibras de la madera. En su extremo inferior. en cuyo interior circula la pasta. a gran temperatura (a vapor en la «lejiadora»). es concentrado por evaporación y quemado en una caldera de recuperación para generar vapor de alta presión. En el caso de las maderas de coníferas. Es una caja alargada. Producción de pulpa sulfítica Para la elaboración de papeles de buena calidad. Luego se lava la masa con agua caliente para lavar los restos de bisulfito. y finalmente obtenemos una buena pasta de celulosa. Es el lugar donde la pasta en suspensión se convierte en papel. El ancho de esta abertura se 12 . La banda de papel prensada se hace pasar por una serie de rodillos huecos por los que circula vapor a altas temperaturas. el papel tendrá una serie de características no adecuadas. Tela de la máquina del papel Prensas y rodillos Una vez el papel ya ha adquirido consistencia. Al salir de los labios. si todas las fibras van en el mismo sentido. las celulosa se hincha. La presión se da por medio de pares de rodillos recubiertos de goma. si no se elimina en parte. se hincharán más en sentido longitudinal que en el transversal). Controlando la salida de pasta de los labios se obtienen distintas propiedades de la hoja formada. entre los rodillos y la hoja de papel corre una cinta de fieltro que absorbe el agua escurrida por la presión del rodillo. cae directamente en la tela de máquina. Para ello se acompaña con una manta de fieltro que evita que la hoja se aparte del cilindro ayudando al secado y guiando la hoja por ellos. 13 . Para esta etapa se usa presión y calor. como menor estabilidad dimensional (al humedecerse el papel. ésta en su inicio. Al caer las fibras tienden a colocarse en una posición paralela al movimiento de la tela. que al aumentar su distancia entre sí dejan caer más o menos cantidad. se ha de eliminar toda la humedad posible. se le da un movimiento horizontal para mitigar un sentido de la fibra pronunciado.controla con unos labios. mayor desgarro (fibras menos unidas). Se realizó la descripción del funcionamiento y partes de la máquina del papel usada actualmente en la industria papelera. tanto físicos como químicos. necesarios para producir pulpa y papeles de diferentes variedades y calidades. 14 .5. Se realizó el proceso y las materias que implica la producción de pulpa por el método de sulfato o kraft. Se explicó el proceso y las materias que implica la producción de pulpa por el método de sulfito. sobre todo en el proceso de pulpa sulfítica. CONCLUSIONES La industria del papel tiene un gran problema de consumo de agua. Se explicaron los procesos de refinado y encolado del papel. así como los aditivos mayormente usados en la producción final del papel. Se realizó una explicación clara y concisa de los procesos que se llevan a cabo en la elaboración de la pulpa y el papel Se contó someramente los sucesos históricos que dieron lugar a la sistematización de los procesos industriales. y generación de contaminantes que necesita ser tratado con urgencia. com/docs/98875910/Information-flow-analysis-of-thePaper-products-transportation-chain-from-Scandinavia-and-Finland-to-Germany 15 .docstoc.com Breve historia del papel.torraspapel. www.com/ABCD/B/pdf/papel. Disponible en: http://iconio. Austin. Fabricación del Papel.pdf Análisis del flujo de información en la cadena de transporte de los productos de papel. Manual de los procesos químicos en la industria.6. BIBLIOGRAFÍA George T. Diponble en: http://www.