Download - PTQ 02-03 Pulpa y Papel 2010-II
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)