3.500 a.C. Papiro egipcio180 a.C. Pergamino105 Invención del papel en China760 Samarkanda papel de lino y cáñamo795 1ª fábrica de papel en Bagdad utilizando obreros chinos1.074 1ª fábrica de papel en Europa (Xativa) (Trapos de lino)S XII Italia (mala calidad)S XII ItaliaS XIV Francia1.440 Invención de la Imprenta (Gutemberg)Final XVII America1.799 Invención de la máquina continua de papel (Roberts)1.804 Máquina de papel Fourdrinier1.827 1ª Máquina Fourdrinier en USA1.844 Pasta mecánica de madera1.866 Pasta al SulfitoFinal del XIX Pastas Sulfato
FORMACIÓN DEL PAPELLA MAQUINA DE PAPEL
Profesor : Esteban RevillaLaboratorios de Celulosa y Papel
INIA-CIFOR
Preparación de la Pasta
Formación de la hoja
Prensado
SecadoHoja de Papel
1.074 1ª fábrica de papel en Europa (Xativa) (Trapos de lino)
1.440 Invención de la Imprenta (Gutemberg)
1.799 Invención de la máquina continua de papel (Roberts)
1.804 Máquina de papel Fourdrinier
Fieltros húmedos
PapelSecado
PrensadoFormación de la hoja
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Secadores1er grupo
Prensa encoladora
Secadores2º grupo Lisa Bobinadora
Parte húmeda
Parte seca
Circuito deCabeza de máquina
Operaciones del circuito de cabeza de máquina:
Buena mezcla de los caudales parciales (aguas coladas, pasta, aditivos).
Caudal constante a la caja de entrada.Concentración constante de la pasta que llega a la Caja .Introducción de aditivos.Garantizar buena depuración Evitar el aire ocluido en la pasta (Desaireación)Mínimas pulsaciones de las bombas
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Circuito de cabeza de Máquina:
Prepara la suspensión de pasta a la consistencia y condiciones adecuadas para llevarla a la tela.
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Tina de pasta Aguas coladas
Depuración
DeaireaciónCaja de entrada
Bomba
Válvula de gramaje
Pasta procedente de
los Pulpers
Tela
La Caja de Entrada es el elemento mas importante de la máquina de papel, en ella se trasforma el flujo cilíndrico que viene por los tubos, en una corriente plana en régimen laminar, uniforme en todo el ancho de la máquina.
Su diseño incorpora elementos para asegurar la uniforme distribución del flujo, evitar la floculación y la presencia de burbujas de aire.
El labio de salida es ajustable, permitiendo variar el caudal y el ángulo de incidencia
Todas sus superficies interiores están en pulido espejo para evitar cualquier adherencia
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Tipos de Cajas de Entrada•Abiertas
•La velocidad de salida la determina la altura del nivel de líquido.
•De colchón de aire
•La velocidad de salida se regula con la presión del colchón de aire
•Hidráulica
•Están totalmente llenas de líquido, son mas pequeñas y mas económicas. Necesitan un dispositivo exterior para atenuar las pulsaciones
-
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja hidráulica
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Elementos de la Caja
•Distribuidor
•Cuerpo central
•Labios de salidaCuerpo central:Su función es homogeneizar longitudinal y transversalmente el flujo de pasta manteniendo las fibras en suspensión y evitando la formación de floculos.Para ello hay diferentes soluciones como el generador de turbulencia (banco de tubos de turbulencia) o los rodillos rectificadores perforados.
Labios de salida:Los labios aceleran el flujo a la velocidad de la tela y controlan las condiciones de abertura y ángulo del impacto con la tela.
DistribuidorSu misión es transformar un flujo de forma circular en otro de forma rectangular que cubra todo el ancho de la máquina.Tipos:- Flujo divergente, o en T´s- Entrada lateralEste último es prácticamente el único empleado en la actualidad.
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada
Distribuidor en T’s
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Distribuidor de entrada lateral
Caja de entrada
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Rodillo rectificador:
Homogeniza el flujo
Evita la formación de agregados de fibas
Los labios permiten regular la velocidad del flujo y también el ángulo de incidencia sobre la tela.
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Circuito deCabeza de máquina
Formación de la hoja
Procesos hidrodinámicos:
• Drenado
• Esfuerzos orientados
• Turbulencias
Buena formación:
Flujo constante
Evitar floculación; Dilución Temperatura
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
La tela es una cinta sin fin de malla metálica (actualmente de materiales sintéticos), sobre la que se forma la hoja.
En las máquinas con mesa plana (Fourdrinier), está dispuesta horizontalmente entre dos rodillos, contando con una serie de elementos para conseguir una buena formación de la hoja, mantenerla tensa y procurar la mejor eliminación de agua, (desgote)
Mármol Foils Rodillos Cajas de vacío
Caja de entrada
La mesa plana
•Cajas aspirantes•Cilindro aspirante•Rodillo Pisón•Rodillos tensores y de conducción de la tela
•Rodillos cabecero y de retorno•Mármol•Foils•Rodillos desgotadores
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Tela” – El término proviene de las telas que se usaban en los tamices en la fabricación del papel a mano.
El paso de bronce a material sintético se da a finales de los años 50 con multifilamento de poliamida .
A finales de los 60 se introduce el monofilamento de poliamida para papeles finos de impresión y escritura y en la decada de los 70 el monofilamento se extiende también a las telas para papeles de embalaje
Bronce
Cobre fino
POLIESTER : aporta mayor estabilidad dimensionalPOLIAMIDA : aporta mejor resistencia mecánica
Material en los hilos de urdimbrePoliéster – Usado en la mayoría de las Telas de formación Debe tener alta resistencia al alargamiento
Material para los hilos de TramaTradicionalmente Poliéster y Poliamida.Debe poseer buena resistencia al encogimiento:Los hilos del envés deben ser resistentes a la abrasión
Poliester / Poliamida
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Monocapa
Doble Capa
Triple Trama
Triple Capa
Cara papel Cara máquina
Las caras papel y máquina son completamente distintas.
La cara papel presenta una estructura mas cerrada, con filamentos mas finos
La cara máquina presenta filamentos mas gruesos y mayor resistencia ala abrasión.
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
• Requisitos de la Tela
• Estabilidad;• Alargamiento mínimo;• Resistencia a la abrasión;• Resistencia a la contaminación.• Resistencia a los ataques
químicos.• Bajo Volumen Vacío – para
menor arrastre de agua• Buen desgote• Buena retención• Ausencia de Marcas y Lisura• Buena Duración
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Circuito deCabeza de máquina
El mármol se coloca justamente detrás del rodillo cabecero para evitar un excesivo desgote en los primeros momentos
Sin mármol
Con mármol
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Circuito deCabeza de máquina
Efectos de succión
Rodillo desgotador
Foil Vaccun Foil
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Circuito deCabeza de máquina
Las telas de las máquinas antiguas eran soportadas por los rodillos desgotadores, que cumplían la única misión de mantener plana la tela.
La implantación de los Foils supuso una gran mejora en el desgote
Al incrementarse la velocidad de la tela se comprobó que en los rodillos también aparecía un considerable efecto de succión.
Ventajas de los Foils :
•Mayor retención•Mejor distribución de finos•Mejor doble cara•Mayor opacidad
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Circuito deCabeza de máquina
Rodillo
Foil
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Circuito deCabeza de máquina
Cajas de vacio.
Situadas debajo e la tela, producen una succión localizada, para ayudar a la eliminación del agua de la hoja.
Suelen instalarse dos grupos de cajas.
La intensidad del vacío se va incrementando a medida que se van alejando de la cabeza de máquina.
Vacio
Tela
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Dandy Roll
El Dandy Roll. (Rodillo desgotador)
Es un cilindro de malla metálica, hueco situado sobre la tela para compactar la hoja todavía húmeda recién formada (consistencia 2´5 – 3 %)
Mejora el terminado de la cara superior, produciendo una reorientación de las fibras mejor reparto de finos.
Este cilindro puede llevar un grabado para imprimir una “Marca de Agua” en la hoja
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Pisón
Rodillo aspirante
El rodillo Pisón ayuda a eliminar agua y consolidar la hoja, antes de abandonar la tela
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Circuito deCabeza de máquina
Rodillo aspirante(Couch Roll)
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Factores que intervienen en la formación de la hoja.
1.-Caracteristicas de la Pasta2.-Refino3.-Relación de velocidades tela/chorro4.-Regaderas5.-Mármol 6.-Diseño y ángulo de los foils 7.-Dandy roll
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Fuente: Voith Paper
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
FIELTROS
•Soportar y conducir la hoja
•Absorber agua
•Amortiguar el contacto de la hoja con prensas
•Superficie de contacto lisa
•Correa de transmisión
Rodillo Pick Up
Fieltro
Tela
Hoja
Los fieltros llevan a la hoja por su recorrido a través de las prensas
Los fieltros deben reunir tres condiciones:
Desgote
Resistencia
Lisura
D
R L
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Problemas con los fieltros
Desgaste Degradación Contaminación
Fieltros
Para continuar la eliminación de agua, la hoja es conducida por los fieltros a través de las prensas.
Tipos de prensas:
Lisas
Ranuradas
Fabric
Aspirantes
Orificios ciegos
Prensa zapata
Extended NIP
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Prensas
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
FIELTRO
2. Presión4. Sequedad Entrada
11. Espesor
10. Gramaje
9. Contenido Agua
5. Sequedad Salida
6. Gramaje y Tipo
PAPEL
8. Permeabilidad
3. Velocidad
1. Tipo Prensa
7. Ancho Zona Contacto
Carga LinealPrensado
NIP
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Prensa de zapata
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Extended NIP
Fieltro
Zapata
Hoja
CorreaFieltro
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Prensa aspirante
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Secadores Prensa encoladora Secadores Lisa Bobinadora
PARTE SECA
Caja de entrada Tela PrensasFieltros
Circuito deCabeza de máquina
Consistencia45 %
Consistencia95 %
Campana
Secadores
Mantas Cilindros secadoresHoja
Paños secadores: (Mantas)
Transmisión de calor
Evaporación
Estabilidad
Resistencia
Lisura
Fases del secado:
Calentamiento Evaporación Secado
Cilindros secadores:
Buen control temperatura
Secadores
Salida condensados
Entrada vapor
Transmisión de calor
Condensación
Secadores
Bolsillos de ventilación de los paños secadores
….
Secadores
Cilindros secadores
….
Secadores
….
Secadores Prensa encoladora Secadores
Mantas Cilindros secadoresHojaMantas Cilindros secadoresHojaMantas Cilindros secadoresHojaMantas Cilindros secadoresHojaMantas Cilindros secadoresHojaMantas Cilindros secadoresHoja
Prensa Encoladora
(Size-Press)
PRENSA ENCOLADORA
(SIZE PRESS)
Secadores
vertical
horizontalinclinada
Encolado superficial
Almidón Otros encolantes
Colorantes
Estucos
SIZE PRESS
Gate roll (rodillo auxiliar)
Size press convencionalAplicación en balsa
Film Press
LISA:
Mejorar la lisura superficial
•Cilindros de acero pulido
•Calandras suaves
….
Lisa
Bobinadora
….
Bobinadora
PROCESOS POSTERIORES
Algunos procesos posteriores
• Cortado • Calandrado• Acuchillado • Estucado• Empaquetado• Almacenado
Cortadora
Calandra (Gloss calender)
Rodillo Duro
Rodillo Blando
Estucadora
De rodillos
De cuchilla
Empaquetado
Importante para proteger de la humedad
OTROS DISEÑOSY
NUEVOS DESARROLLOS
-
HÍBRIDASDOBLE TELA
CAJAS MULTIPLESFLUJOS MULTIPLES
FORMAS REDONDASYANKEE
-
Formador Hibrido
Salida de aguas coladas
Entrada de pasta espesa
Forma redonda
La Forma Redonda
Entrada de pasta espesa
Fieltro tomador
Prensa tomadora
Telas múltiples, papel multicapa
Cartón multicapa
II CURSO INTERNACIONAL EN TECNOLOGÍA DE PRODUCTOS FORESTALESMÓDULO DE CELULOSA Y PAPEL. MADRID 2008
Esta máquina de papel estuvo instalada en el INIA
desde 1954 hasta 1992
Estaba ubicada donde ahora está la cafetería
Varias generaciones de técnicos papeleros
aprendieron en ella los secretos de la fabricación
del papel
FIN
II CURSO INTERNACIONAL EN TECNOLOGÍA DE PRODUCTOS FORESTALESMÓDULO DE CELULOSA Y PAPEL. MADRID 2008
II CURSO INTERNACIONAL EN TECNOLOGÍA DE PRODUCTOS FORESTALESMÓDULO DE CELULOSA Y PAPEL. MADRID 2008
Esta máquina de papel estuvo instalada en el INIA desde 1954 hasta 1992
Estaba ubicada donde ahora está la cafeteríaVarias generaciones de técnicos papeleros
aprendieron en ella los secretos de la fabricación del papel