Mientras que el calcio lo provee la piedra caliza CaCO3 o carbonato de calcio
Existen otras opciones de digestión a menor temperatura (30ºC) y presión atmosférica sin embargo el tiempo de cocción es mas largo (de 7 -10hs)
Otra opción es el digestor con circulación forzada del licor, entrando y saliendo del digestor el licor es obligado a pasar a través de un intercambiador de calor el cual hace que el licor se caliente y mantenga una temperatura constante.
Otra de las opciones de digestión es introduciendo vapor de agua al digestor, manteniendo una temperatura de 110ºC aprox. Durante un tiempo de 2 a 4hs, el problema con este método es que el vapor de agua se condensa dentro del digestor sobre las paredes y por lo tanto se debe utilizar una mayor concentración de licor.
Pulpas al sulfito con base de Amoníaco
Antes de la segunda guerra mundial se utilizaba el proceso al sulfito con base de calcio, pero luego se implementó el proceso al sulfito con base de amoníaco. Este método se implementó debido a sus ventajas sobre el método al sulfito con base de calcio, las cuales son:
• Mayor velocidad de producción
• El equipo requiere de poco espacio para su instalación
• Menor tiempo de cocción
• Mayor rendimiento
• Mayor uniformidad en la pulpa
• Mejor calidad
• Se utiliza una menor concentración del licor
• Y con este método se puede utilizar un mayor espectro de especies de maderas.
Sin embargo hay una sola desventaja; la pulpa resultante posee un color muy oscuro difícil de blanquear, por lo tanto su posterior blanqueo será un tanto más costoso de lo normal.
Pulpas al sulfito con base de Magnesio.
Para este método se utiliza un licor de cocción que posee oxido de magnesio, a su vez este oxido de magnesio se obtiene de La Magnesia (Mg OH2 ) por calentamiento. Ocurriendo la siguiente reacción:
Mg(OH)2 → MgO + H2O
Este método no es muy utilizado debido a su alto costo.
Pulpas al Sulfito con base de Sodio
Ventajas:
• Es posible ajustar el PH durante la cocción
• La cocción se puede realizar en dos o más etapas
Desventaja:
• Económicamente no conviene utilizar sodio.
Este Método posee un sistema de recuperación del licor gastado el cual se explicara brevemente, consta de tres pasos fundamentales:
• Recolección del licor gastado
• Evaporación del licor
• Combustión en un horno de Recuperación
En la recolección tenemos dentro del licor gastado Sulfito de sodio que a partir de este compuesto luego se obtiene bióxido de azufre el cual se combina con carbonato de sodio para formar bisulfito de sodio. Y de esta manera volver a utilizarse o venderse como producto.
Usos de las pulpas Al Sulfito
Si la pulpa obtenida no se blanquea se obtienen papeles destinados a periódicos o catálogos.
En cambio si la pulpa es blanqueada, se pueden obtener papeles tan finos y de tal calidad que se pueden utilizar para libros o cuadernos.
Pulpas Sem.-químicas y Quím.-mecánicas.
Este método consta de dos etapas, la etapa de Tratamiento Químico y la etapa de tratamiento Mecánico.
Primera etapa: Tratamiento Químico.
Tiene como objetivo debilitar el compuesto llamado Lignina-Carbohidratos.
Las pulpas Semiquímicas utilizan licores al sulfito neutro, licores a la sosa y Kraft, y licores al sulfito ácido y bisulfito.
En cuanto a la maquinaria utilizan:
• Digestores de tubos horizontales
• Digestores de tubos inclinados
• Digestores estacionarios verticales
• Digestores de flujo ascendente
• Digestores de flujo descendente.
Las Pulpas Quimimecánicas utilizan:
• Digestores esféricos que trabajan a presión hidrostática
• Digestores de tubos inclinados que trabajan por compresión
• Digestores cilíndricos verticales que trabajan a presión hidrostática
• Y Prensas de Tornillos que trabajan por compresión
Esta última comprime la pulpa, expulsa el aire, impregna las astillas en sosa cáustica y comprime nuevamente para escurrir la pulpa.
Segunda etapa: Etapa Mecánica.
Las astillas ya ablandadas y húmedas se bombean hacia las prensas de tornillos que extraen el licor sobrante y luego se dirigen directamente hacia los desfibradores.
Es posible desfibrar y refinar en una sola etapa, pero si se desea un alto “freeness”
Es mejor hacerlo en etapas separadas.
Por lo general luego del molino (desfibrador) la pasta se dirige a los refinadores que pueden ser cónicos o de discos dependiendo de la fábrica.
De este método se obtienen pulpas con altos rendimientos.
La madera utilizada debe ser dura y luego de terminado el proceso se deben llevar a cabo pruebas para el control de calidad.
Depuración y Limpieza de las Pulpas
Depuración: se realiza en base al tamaño y forma de las partículas de impurezas indeseadas.
El objetivo es separar los haces de fibras gruesas, nudos presentes en la pulpa, arena, cenizas, y también se desea eliminar el aire atrapado en la pulpa.
Para la depuración se precisa una baja consistencia de la pulpa.
Depuración gruesa: se puede realizar en cilindros rotatorios o en platinas inclinadas.
Depuración fina: se puede realizar con la ayuda de depuradores planos, rotatorios o depuradores a presión (estos últimos son apropiados para pastas de alta consistencia).
Depurador Rotatorio. Cámara cilíndrica provista de placas perforadas por donde cae la pasta y un impulsor rotatorio descarga el rechazo por un lateral del cilindro.
Depurador Plano. Consiste en una serie de placas metálicas perforadas, estas placas provocan vibraciones y la pasta cae por las perforaciones mientras que el rechazo es desplazado por regaderas. Es necesario tener un gran área para su instalación.
Limpieza: separación de hebras y piezas metálicas.
Para ello se utilizan Areneros o limpiadores Centrífugos.
El arenero es un canal inclinado que contiene ranuras en su base, cuando una suspensión de pulpa en agua se hace pasar por este canal, se sedimentan las piezas metálicas sobre las ranuras. Obteniendo así una pulpa limpia y libre de impurezas.
Limpiador Centrífugo.
Se emplean altas presiones para hacer que el material pesado (impurezas) se dirija hacia el fondo y la pasta limpia fluya hacia arriba por la presión.
BLANQUEO
El blanqueo de la pulpa generalmente se lleva a cabo para obtener una pulpa de mejor calidad y que sirva para una amplia gama de papeles.
Dependiendo del color de cada pulpa será el tipo de blanqueador que se utilice, la temperatura de blanqueo y el tiempo necesario. Sin embargo siempre hay que tener en cuenta que no se debe debilitar la pulpa ya que esto hace que disminuya su resistencia y por lo tanto su costo será bajo al igual que su calidad.
El Blanqueo consiste en eliminar la lignina por completo, debido a que esta es la responsable del color oscuro en las pulpas y también los grupos cromofóricos que se encuentran en ella.
Este color oscuro también se debe a componentes Carbo hidratados, leuco antocianinas, cobre y/o Hierro que posiblemente se encuentre presente en la pulpa.
Blanqueo en Pulpas Al Sulfito.
Son pulpas que no necesitan un proceso muy engorroso para blanquearlas. Se utiliza un solo agente llamado Hipoclorito y posee una única desventaja, la cual dice que la pulpa a blanquear debe mantener durante todo el proceso una muy baja consistencia.
Porque consistencias altas de pulpas precisan una mayor concentración de reactivos y las reacciones no solo son más rápidas sino que esto provoca un calor tan elevado que puede ser nocivo para el proceso.
Esto es esencial ya que el agente de blanqueo y la suspensión de la pulpa se deben mezclar completamente de modo que la pulpa y los reactivos estén en íntimo contacto.
Cuando se blanquean estas pulpas lo más conveniente es hacerlo con un PH de 7 (neutro) gracias a que esto proporciona una mayor velocidad de blanqueo.
* A veces se comienza con un PH de 11 porque a medida que pasan las horas el PH puede disminuir a 7 y entonces se trabaja manteniendo ese valor.
* También se pueden hacer adiciones intermitentes de sosa cáustica para mantener el PH en 7 durante todo el proceso, a esto se lo denomina “bufferizacion”.
Blanqueo de pulpas Kraft.
El blanqueo de estas pulpas consiste en tres pasos
1- Cloración
2- Extracción Alcalina
3- Proceso con Hipoclorito
La cloración tiene como objetivo debilitar a los compuestos que dan color oscuro a la pulpa, la extracción alcalina consiste en extraer esos compuestos previamente debilitados y el blanqueo con Hipoclorito elimina los grupos cromofóricos que hayan podido quedar en la pulpa.
Cada paso debe tener una cierta consistencia de pulpa, un determinado porcentaje de reactivos agregados, un valor de PH constante y una determinada temperatura.
Consistencia de la pulpa = libras de fibra
Libras de suspensión
Porcentaje de reactivos = Cantidad de reactivos
Cantidad de pulpa
A continuación describiremos cada paso y sus características para el blanqueo de Pulpas Kraft
1- Cloración
Adición de Reactivos 50 – 90 %
Consistencia de pulpa 3 -4 %
PH 2
Temperatura 20 – 30ºC
2- Extracción Alcalina
Adición de reactivos 2,5 %
Consistencia de pulpa 10 – 18 %
PH 11
Temperatura 60 – 80ºC
Tiempo 2 hs
3- Tratamiento con Hipoclorito
Adición de reactivos 5 % Cl2
Consistencia de pulpa 5- 18 %
PH 9
Temperatura 38 – 50ºC
Tiempo 2 – 8 hs
Otro tipo de blanqueo se puede llevar a cabo con Peróxido o Bióxido de cloro y sosa cáustica, estos últimos reactivos se emplean cuando se necesita blanquear pulpas hechas a base de maderas duras.
Estos procesos no estropean a la celulosa (lo cual es fundamental) ni a la resistencia de la pulpa.
Si estos procesos se llevan a cabo debidamente, con un control permanente y respetando los pasos y sus características, se obtienen pulpas de alta calidad y alto costo que resultan apropiadas para una gran variedad de papeles.
Distintas materias primas para la obtención de la pulpa: trapo, bagazo y paja.
Fabricación del papel a partir del trapo:
Se entiende como trapo a materiales como los hilos de algodón o lino, fibras textiles, algodón en rama, etc.
Las fábricas de papel reciben recortes de trapo con botones, grandes cantidades de hule y otros materiales extraños, entonces la fibra se producía partir de trapo viejo que estaba tan sucio y no se utilizaba en papeles de alta calidad. Con el trapo nuevo se producían papeles muy resistentes.
Se recolecta el trapo que proviene de las fábricas textiles y talleres de ropa y se clasifican en las siguientes calidades:
*recortes blancos de camisa
*recortes blanqueados de ropa interior
*recortes de franela e algodón
*recortes e forros de calzado
*estampados ligeros
*recortes de tela e fantasía.
El trapo nuevo se divide en:
*trapo blanco
*trapo sin blanquear,
*trapo de color.
El trapo de color es más difícil de procesar y no se puede utilizar en todas las calidades de papel. A partir del trapo blanco o sin blanquear se puede producir una mejor calidad de papel.
Las propiedades deseables que los papeles de trapo deben poseer son: máxima resistencia, máxima durabilidad, máxima permanencia, formación de color, textura y tacto fino, excelentes características de escritura y borrado. Debido a estas excelentes propiedades los papeles de trapo se utilizan para:
*pólizas de seguro de vida y documentos legales (en los cuales la permanencia es de primordial importancia).
*papeles para usos técnicos.
*papeles ligeros especiales, como papel para cigarrillo, papel carbón, Biblia.
*artículos de papelería de alta calidad (donde se requiere buen aspecto, suavidad y textura fina).
Hay papeles de trapo que se utilizan con 100% trapo, hasta los llamados “con contenido de trapo” que se preparan a partir de diversos % de fibras de trapo y madera, desde 25, 50 y 75% de trapo.
Al recibir el trapo en la fábrica se manda al departamento de escogido. El trapo se debe trillar en trilladores que lo abren y separan las impurezas. Luego se eliminan partes de hule o metálicas, trapos de diversas fibras sintéticas y otros materiales. A veces es necesario que las mujeres corten el trapo para reducirlo a un tamaño apropiado para su manejo e inspección.
Después del escogido el trapo se coloca en transportadoras y se lleva a los cortadores en las cuales se reducen a tamaños más pequeños. Luego se lleva a los separadores de polvo y a unos rodillos magnéticos para eliminar clavos, grapas metálicas, etc.
Ahora el trapo está listo para cocerse, la cocción se hace en grandes tambores cilíndricos, llamados “hervidores de blanqueo” (aunque no se efectúe blanqueo). El hervidor puede ser de 2,44m de diámetro y de 7,60m de longitud con una capacidad de 5 ton de trapo (que se colocan en forma horizontal). El trapo se alimenta a través de las bocas de acceso y a veces es necesario que un hombre esté en el interior del hervidor para distribuir el trapo. Cuando el hervidor está cargado se agrega licor de cocción (es una solución alcalina débil preparada ya sea de cal, de una mezcla de cal y carbonato de sodio.
Se tapan las bocas de acceso y se admite vapor a través de unos muñones con una presión de 2,5 Kg/cm2.
El hervidor gira lentamente el trapo puede cocerse de 3 a 10hs (dependiendo la calidad). Se descarga el vapor y el licor de cocción (no se recupera ya que tiene pocos productos químicos). Luego se quitan las tapas y el trapo cae dentro de pequeñas vagonetas de acarreo.
El trapo cocido pasa a los lavadores, se va agregando trapo a medida que se va agregando agua. El agua que se utiliza debe estar limpia y libre de hierro y materias colorantes. Después de 2hs, cuando el trapo está bastante limpio, el operador de la pila lavadora comienza a bajar un rodillo para abrir el trapo y convertirlo en fibras (éste es un proceso muy importante ya que la calidad del papel depende de la longitud de la fibra de la pasta). El paso siguiente es extraer el agua de lavado y la pasta queda lista para el blanqueo.
Después del blanqueo la suspensión se vacía en tanques inferiores llamados drenadotes. Éstos tienen fonos porosos de cerámica y el agua se cuela gradualmente dejando la llamada pasta en la parte superior del cerámico, la pasta luego de unos días se extrae y se envía a las pilas de batido.
Existen varias pruebas de control químico:
*número de cobre
*cenizas
*viscosidad.
El número de cobre es una prueba para determinar cuanto se ha degradado la celulosa, un número de cobre alto es indicación de sobre blanqueo entonces ésta pasta no se debe utilizar para documentos permanentes ya que la degradación continuará aún cuando la pasta esté convertida en hojas de papel. El análisis de cenizas determina la eficiencia del lavado. Las determinaciones de viscosidad son las pruebas que indican si la pasta ha sido dañada durante los procesos de cocción y blanqueo e indica a que grado ha sido dañada.
Obtención de la pulpa a partir del bagazo:
Loa tallos grandes de la caña de azúcar se machacan y trituran; el jugo de los tallos triturados se extrae durante el triturado, se rocía agua caliente sobre el material para disolver cualquier azúcar restante. El material solido y pulposo que queda después de la extracción del jugo se llama bagazo (es el residuo de una materia a la que se le ha extraído el jugo). A partir del bagazo se pueden producir todos los tipos de pulpa, por consiguiente el proceso a usar tanto como el tipo y la cantidad de reactivo de cocción dependen del producto final deseado.
Se ha desarrollado a partir del bagazo desmenuzado una pulpa tipo mecánica apropiada para el papel para periódico, sin usar productos químicos, excepto para el blanqueo.
Para la producción de pulpa de alto rendimiento el proceso consiste en acción de vaporeo y ablandamiento, más que una acción química, En algunos casos se agrega al digestor una pequeña cantidad de carbonato de sodio para controlar el pH; por lo tanto la pulpa producida se relaciona más con la pasta mecánica que con una pulpa química.
En la pulpa semi-química de alto rendimiento los procesos de cocción usados son a la sosa cáustica sola y al sulfito neutro de sodio. Éstos productos químicos a partir del bagazo producen una pulpa de alta calidad para corrugado y la selección depende del costo de los productos químicos.
Para la producción de pulpa química a partir de bagazo son aplicables los métodos kraft, a la sosa, al sulfito neutro de sodio, y todos ellos dan pulpas excelentes. Si se los combina con una pequeña cantidad de azufre elemental da los mejores resultados globales.
Muchos investigadores han demostrado que el proceso ácido o al bisulfito es inapropiado para la obtención de pulpas a partir del bagazo. Porque se tiene a producir una pulpa quebradiza de bajas propiedades de resistencia.
Equipos y métodos utilizados para la obtención de pulpa a partir del bagazo:
*digestión intermitente a presión, utilizando digestores rotatorios.
*proceso continuo con sosa-cloro, que utiliza torres a la presión atmosférica.
*digestión continua, rápida a presión que utiliza digestores de tubo horizontal.
*proceso mecano-químico que utiliza un digestor a presión atmosférica, con reactivos de los procesos kraft o a la sosa.
Durante los últimos años como para otras fibras agrícolas, la tendencia ha sido hacia el uso de métodos de digestión, continua, rápida a presión se descubrió que los tiempos largos de cocción que se utilizaban en las fibras agrícolas perjudicaban la calidad de la pulpa; llevando de un período de cocción de 1 a 4hs a 10 o 12 minutos para el bagazo.
En el pasado se pensó que la pulpa de bagazo por ser de fibra corta, servia solamente como pulpa para mezclar. Pero se descubrió en los últimos años que ésta pulpa se puede utilizar en muchos tipos de papel, incluyendo los siguientes: para bolsas, envoltura, impresión, escritura, corrugado, toallas, base para papeles recubiertos. Algunos tipos de papel de alta calidad se pueden hacer con la pulpa de bagazo hasta en un 100% de material fibroso de la pasta.
Obtención de pulpas a partir de la paja:
Hasta fines de la década de 1950 todo el corrugado se hacía a partir de la pulpa de paja, ésta se obtenía por el proceso a la cal usando digestores esféricos.
Diagrama de flujo en la fabricación de pulpa de paja para corrugado:
La paja picada o pasado por un molino a martillo se carga al digestor rotatorio por la boca de acceso. Durante el período de carga se introduce la cal previamente apagada o suspendida en agua. El porcentaje de cal varía de acuerdo con el estado de la paja, con el grado de cocción deseado y otros reactivos que se utilicen para complementar la cal.
Los reactivos complementarios incluyen la sosa cáustica, carbonato de sodio, azufre, sulfuro de sodio en cualquier combinación deseada.
Se cierra el digestor rotatorio y se admite vapor durante 20 o 30 minutos, después se abre el digestor y se le agrega una segunda capa de paja, se cierra y la hervida se lleva a su término. Se vacía el digestor hacia un tanque de descarga.
A fines de la década de 1940 adoptaron un proceso modificado al sulfito neutro de preferencia sobre el de la cal. Con él se obtuvieron rendimientos mas altos y mejores calidades de pulpa, se usó el mismo equipo ya que la diferencia estaba en el reactivo del licor de cocción.
Después de que la paja cocida se vacía o descarga a presión de los digestores, se sigue procesando a través de: prensado (para extraer la mayor cantidad de licor posible), desfibración, lavadores, refinación y depuración para dejarla en condiciones satisfactorias para la máquina de papel.
Equipo utilizado en la preparación de la pasta.
*Pilas de batido: el batido consiste en mezclar en suspensión acuosa los diferentes materiales y en impartirles, mediante una acción mecánica, las propiedades que determinan las características del producto final; para ello se inventaron las pilas de batido.
El papel a partir de la pasta batida es denso, resistente y de textura rígida, los principales efectos del batido son: fractura y separación parcial de la pared primaria de la fibra, disminución en la longitud de la fibra, aumento en la flexibilidad.
Consiste en una cuba de Fe fundido o cerámico reforzado, es de forma alargada con extremos redondeados para facilitar la circulación de la pasta y está provisto de un muro central que divide a la cuba en 2 canales. Dispuesto a través de la cuba se encuentra el rodillo de la pila, formado por unos cabezales de acero fundido.
Localizada abajo del rodillo se encuentra la platina que consiste en varias barras de acero con relleno de madera entre ellas. La platina que se muestra está en posición fija y el rodillo se ajusta de manera que se acerque o que se aleje de la platina. El tipo de “juegos” e cuchillas de batido como se llama a la combinación de barras de rodillo y de platina, es un factor de primordial importancia para determinar el tipo de batido que puede hacerse. Lo que se hace es variar la dureza del metal de acuerdo con las necesidades de cada caso por ejemplo: se desea un alto grado de batido húmedo, el rodillo de la pila debe estar equipado con barras de bronce fosfórico y la platina puede estar hecha con lava basáltica.
Las fibras están expuestas a una acción de corte (si las barras del rodillo están afiladas) y a una acción de machacamiento o peinado si las barras están romas (que no tiene filo).
La presión de batido se controla levantando o bajando el rodillo de la pila hasta una posición predeterminada.
Detrás del rodillo está el declive posterior sobre el cual el rodillo descarga la pasta después de que ésta pasa por debajo de él: éste declive sirve para crear un cabezal de pasta el cual, con la acción de bombeo, hace que la pasta circule alrededor de la cuba. Todo lo que el papelero desea efectuar es reducir el material seco en forma de suspensión.
*Pulpeadores: el pulpeo consiste en resuspender en agua la pulpa seca, simplemente abre el material antes de sujetarlo a tratamientos posteriores. La pulpa puede estar en forma de hojas secas, de paquetes, como “merme” húmeda o seca (papel inservible el extremo seco de la máquina de papel).
El avance más significativo en la operación del pulpeo vino con la invención de los que podían llamarse “tanques pulpeadores”, éstos podían recibir cargas enteras de pulpa de 2,25 ton junto con la cantidad requerida de agua y pueden reducir toda la carga de la pulpa a forma de suspensión en unos cuantos minutos.
El pulpeador consiste en un tanque o cuba de Fe fundido o cerámica reforzada soportado por patas. En el centro de la cuba se encuentra un pesado rotor de acero provisto de unas aspas pulpeadoras. El rotor está impulsado por medio de un reductor de engranajes. La cámara de extracción está cubierta por una placa con perforaciones de tamaño apropiado para el tipo de desfibración deseada.
El pulpeador está arreglado para operación intermitente y tiene por consiguiente una válvula de vaciado y una de limpieza. También puede estar habilitado para trabajo continuo, en cuyo caso la válvula de vaciado está sustituida por un tramo de tubo que va hacia la caja reguladora. Con ésta modificación la fibra y el agua pueden ser alimentadas de manera continua al pulpeador y tan pronto como la fibra seca ha sido reducida en forma de suspensión, ésta pasa a través de las perforaciones y sale por el tubo hacia la caja reguladora.
*Refinadores: en la refinación las fibras se peinan y con frecuencia se reduce la longitud por corte con objeto de adaptarlas mejor para la formación sobre la máquina de papel o cartón.
Los refinadores se agrupan dentro de dos categorías: cónicos o de discos. Loa refinadores cónicos a su ves se clasifican en jordans y en refinadores de alta velocidad.
1) refinares jordans: consiste en un rotor cónico, llamado cono, equipado con barras metálicas a todo su largo, el cual gira en el interior de una carcaza cónica, provista también de barras alrededor de tuda su superficie interior. La suspensión fibrosa entra por el extremo pequeño, pasa entre el rotor (cono) y la carcaza, y sale por el extremo grande. De ésta manera las fibras fluyen paralelas a las barras del cono y de la carcaza.
El jordans se utiliza para cortar fibras pero también puede usarse, por así decirlo, para efectuar un batido considerable, si las barras del rotor y de la carcaza son anchas, alta la consistencia de la pasta y elevada la velocidad rotacional. Se ejerce una presión de 30 a 50 lib/pulg2.
2) refinadores de alta velocidad: tienden a cortar menos y a hidratar más que un jordans. Tienen un rango de velocidad de 800 a 1600 rpm, en tanto que el jordans giraba a velocidades del orden de 300 a 600 rpm. Uno de estos refinadores toma el lugar de 2 a 5 pilas.
Están provistos de barras más anchas, tanto en le cono como en la carcaza. Los juegos de cuchillas, como se los llama a las cuchillas refinadoras, vienen fundidas en una sola pieza en lugar de ser desarmables, lo cual facilita el cambio de las cuchillas gastadas ya que pueden instalarse fácilmente en el cuerpo y en el cono por ser elementos de una solo pieza.
3) refinadores de discos: la refinación se verifica pasando la pasta entre placas ranuradas localizadas en dos discos verticales. Éstos refinadores se están usando ampliamente en fábricas que hacen papeles para bolsas y envolturas, cartoncillo kraft y calidades similares.
Son superiores a las pilas y a los jordans, tanto en calidad de pulpa producida como en consumo de potencia, para refinar pulpas de maderas.
Las unidades pueden ser:
*rotación sencilla (con un disco estacionario y un disco rotatorio).
*de doble rotación (con dos discos rotatorios, uno contra otro).
*de doble disco (dos discos estacionarios y uno rotatorio de doble cara ubicado entre ellos).
Los discos son fundidos ya sean de una sola pieza o en segmentos, como accesorios de éstos se dispone de placas intercambiables con una amplia variedad de ranuras, diseño de dientes y dimensiones. Su característica particular es la capacidad de desfibrar los haces de fibras.
*regulador de consistencia: consistencia es el porcentaje en peso de fibra en cualquier combinación de fibra y agua. Puede expresarse en porcentaje de fibra seca a la estufa o seca al aire. Por ejemplo: fibra seca al aire, es la condición en la que una muestra de 100Kg de fibra de una pulpa dada contiene 90Kg de fibra seca a la estufa y 10Kg de agua.
Son de tipos abiertos y en línea. El tipo de reguladores abiertos consiste de una caja de flujo abierta con accesorios para entrada de pasta, salida de pasta y derrame. Cuando se necesita más agua, una válvula agrega el agua de dilución que se requiera para ajustar la consistencia de la suspensión, cuando se alcanza la consistencia deseada, la válvula se cierra. Los reguladores en línea las paletas giran dentro de una cámara cerrada.
*proporcionadores: las pastas que van a constituir una mezcla de varias fibras se pueden proporcionar con diferentes métodos. El que más a prevalecido es el que consiste en usar una caja reguladora de pasta provista con orificios apropiados de entrada , salida y de derrame, así también como con mamparas regulables que permiten el ajuste manual de la cantidad de cada una de las pastas individuales que van a constituir la mezcla fibrosa.
*tanques y agitadores: hasta hace unos 25 años se daba poca atención al diseño de tanques para pastas y de los agitadores en ellos instalados, solo se utilizaban para almacenamiento de la pasta que entraba al proceso, se debía gastar la menor cantidad posible de dinero. La fabricación de papel progresó y fue evidente que una agitación pobre contribuía a la carencia de control, por una mezcla y homogenización inadecuadas de los materiales fibrosos y los aditivos. Hay tanques de pasta e agitación horizontal, de agitación vertical y ciclizadores.
1) tanque de pasta de agitación horizontal: se ilustra un tanque horizontal de pasta, con un agitador horizontal, del tipo hélice, el fondo del tanque tiene un declive para un fácil drenaje y una completa limpieza.
2) tanque de pasta agitación vertical: el fabricante de papel necesita mezclar los distintos componentes de la suspensión fibrosa con aditivos químicos y colores; para lo cual a menudo se utilizan tanques de mezcla; un tipo de tanque es el de agitación vertical que consiste en un cilindro vertical provisto con un agitador vertical. El movimiento de la suspensión es del fondo hacia la parte superior del tanque. También aquí el fondo del tanque tiene un declive hacia la salida.
3) tanque de pasta ciclizador: consiste en un tanque vertical cilíndrico, con un muro central. A cada lado del muro central, en el fondo del tanque se encuentra una válvula de vaciado que conduce a la entrada de una bomba de pasta. En uno e los dos lados el tanque existe un agitador vertical para el mezclado.
Se envía pulpa en suspensión en un lado el tanque, se abre la válvula de vaciado y la pasta se envía por medio de una bomba, hacia la máquina refinadora, de la que se regresa al otro lado del tanque. Cuando el primer lado del tanque está vacío se reposicionan las válvulas de vaciado de manera que la pasta circule del segundo lado el tanque, por la bomba y el refinador y regrese al primer lado.
Entonces se pueden agregar los aditivos, se arranca el agitador y se efectúa el mezclado hasta completarlo.
*Aspas de los agitadores: la inclinación de las aspas en los agitadores de hélice casi siempre es ajustable para poderse alterar de acuerdo con los requerimientos de consistencia y de recorrido de la pasta.
*bombas: aunque las bombas e pasta y de agua no tienen una parte específica en la preparación de la pasta por lo que respecta al trabajo mecánico sobre las fibras, desempeñan un papel importante en el proceso. Las bombas son necesarias para distribuir el agua de proceso en toda la fábrica y para transportar, por cualquier parte, la pasta en forma de suspensión.
Estas bombas pueden trabajar a velocidades de 900 a 3600 rpm según el tipo de servicio que se requiera.
parte 2
Existen otras opciones de digestión a menor temperatura (30ºC) y presión atmosférica sin embargo el tiempo de cocción es mas largo (de 7 -10hs)
Otra opción es el digestor con circulación forzada del licor, entrando y saliendo del digestor el licor es obligado a pasar a través de un intercambiador de calor el cual hace que el licor se caliente y mantenga una temperatura constante.
Otra de las opciones de digestión es introduciendo vapor de agua al digestor, manteniendo una temperatura de 110ºC aprox. Durante un tiempo de 2 a 4hs, el problema con este método es que el vapor de agua se condensa dentro del digestor sobre las paredes y por lo tanto se debe utilizar una mayor concentración de licor.
Pulpas al sulfito con base de Amoníaco
Antes de la segunda guerra mundial se utilizaba el proceso al sulfito con base de calcio, pero luego se implementó el proceso al sulfito con base de amoníaco. Este método se implementó debido a sus ventajas sobre el método al sulfito con base de calcio, las cuales son:
• Mayor velocidad de producción
• El equipo requiere de poco espacio para su instalación
• Menor tiempo de cocción
• Mayor rendimiento
• Mayor uniformidad en la pulpa
• Mejor calidad
• Se utiliza una menor concentración del licor
• Y con este método se puede utilizar un mayor espectro de especies de maderas.
Sin embargo hay una sola desventaja; la pulpa resultante posee un color muy oscuro difícil de blanquear, por lo tanto su posterior blanqueo será un tanto más costoso de lo normal.
Pulpas al sulfito con base de Magnesio.
Para este método se utiliza un licor de cocción que posee oxido de magnesio, a su vez este oxido de magnesio se obtiene de La Magnesia (Mg OH2 ) por calentamiento. Ocurriendo la siguiente reacción:
Mg(OH)2 → MgO + H2O
Este método no es muy utilizado debido a su alto costo.
Pulpas al Sulfito con base de Sodio
Ventajas:
• Es posible ajustar el PH durante la cocción
• La cocción se puede realizar en dos o más etapas
Desventaja:
• Económicamente no conviene utilizar sodio.
Este Método posee un sistema de recuperación del licor gastado el cual se explicara brevemente, consta de tres pasos fundamentales:
• Recolección del licor gastado
• Evaporación del licor
• Combustión en un horno de Recuperación
En la recolección tenemos dentro del licor gastado Sulfito de sodio que a partir de este compuesto luego se obtiene bióxido de azufre el cual se combina con carbonato de sodio para formar bisulfito de sodio. Y de esta manera volver a utilizarse o venderse como producto.
Usos de las pulpas Al Sulfito
Si la pulpa obtenida no se blanquea se obtienen papeles destinados a periódicos o catálogos.
En cambio si la pulpa es blanqueada, se pueden obtener papeles tan finos y de tal calidad que se pueden utilizar para libros o cuadernos.
Pulpas Sem.-químicas y Quím.-mecánicas.
Este método consta de dos etapas, la etapa de Tratamiento Químico y la etapa de tratamiento Mecánico.
Primera etapa: Tratamiento Químico.
Tiene como objetivo debilitar el compuesto llamado Lignina-Carbohidratos.
Las pulpas Semiquímicas utilizan licores al sulfito neutro, licores a la sosa y Kraft, y licores al sulfito ácido y bisulfito.
En cuanto a la maquinaria utilizan:
• Digestores de tubos horizontales
• Digestores de tubos inclinados
• Digestores estacionarios verticales
• Digestores de flujo ascendente
• Digestores de flujo descendente.
Las Pulpas Quimimecánicas utilizan:
• Digestores esféricos que trabajan a presión hidrostática
• Digestores de tubos inclinados que trabajan por compresión
• Digestores cilíndricos verticales que trabajan a presión hidrostática
• Y Prensas de Tornillos que trabajan por compresión
Esta última comprime la pulpa, expulsa el aire, impregna las astillas en sosa cáustica y comprime nuevamente para escurrir la pulpa.
Segunda etapa: Etapa Mecánica.
Las astillas ya ablandadas y húmedas se bombean hacia las prensas de tornillos que extraen el licor sobrante y luego se dirigen directamente hacia los desfibradores.
Es posible desfibrar y refinar en una sola etapa, pero si se desea un alto “freeness”
Es mejor hacerlo en etapas separadas.
Por lo general luego del molino (desfibrador) la pasta se dirige a los refinadores que pueden ser cónicos o de discos dependiendo de la fábrica.
De este método se obtienen pulpas con altos rendimientos.
La madera utilizada debe ser dura y luego de terminado el proceso se deben llevar a cabo pruebas para el control de calidad.
Depuración y Limpieza de las Pulpas
Depuración: se realiza en base al tamaño y forma de las partículas de impurezas indeseadas.
El objetivo es separar los haces de fibras gruesas, nudos presentes en la pulpa, arena, cenizas, y también se desea eliminar el aire atrapado en la pulpa.
Para la depuración se precisa una baja consistencia de la pulpa.
Depuración gruesa: se puede realizar en cilindros rotatorios o en platinas inclinadas.
Depuración fina: se puede realizar con la ayuda de depuradores planos, rotatorios o depuradores a presión (estos últimos son apropiados para pastas de alta consistencia).
Depurador Rotatorio. Cámara cilíndrica provista de placas perforadas por donde cae la pasta y un impulsor rotatorio descarga el rechazo por un lateral del cilindro.
Depurador Plano. Consiste en una serie de placas metálicas perforadas, estas placas provocan vibraciones y la pasta cae por las perforaciones mientras que el rechazo es desplazado por regaderas. Es necesario tener un gran área para su instalación.
Limpieza: separación de hebras y piezas metálicas.
Para ello se utilizan Areneros o limpiadores Centrífugos.
El arenero es un canal inclinado que contiene ranuras en su base, cuando una suspensión de pulpa en agua se hace pasar por este canal, se sedimentan las piezas metálicas sobre las ranuras. Obteniendo así una pulpa limpia y libre de impurezas.
Limpiador Centrífugo.
Se emplean altas presiones para hacer que el material pesado (impurezas) se dirija hacia el fondo y la pasta limpia fluya hacia arriba por la presión.
BLANQUEO
El blanqueo de la pulpa generalmente se lleva a cabo para obtener una pulpa de mejor calidad y que sirva para una amplia gama de papeles.
Dependiendo del color de cada pulpa será el tipo de blanqueador que se utilice, la temperatura de blanqueo y el tiempo necesario. Sin embargo siempre hay que tener en cuenta que no se debe debilitar la pulpa ya que esto hace que disminuya su resistencia y por lo tanto su costo será bajo al igual que su calidad.
El Blanqueo consiste en eliminar la lignina por completo, debido a que esta es la responsable del color oscuro en las pulpas y también los grupos cromofóricos que se encuentran en ella.
Este color oscuro también se debe a componentes Carbo hidratados, leuco antocianinas, cobre y/o Hierro que posiblemente se encuentre presente en la pulpa.
Blanqueo en Pulpas Al Sulfito.
Son pulpas que no necesitan un proceso muy engorroso para blanquearlas. Se utiliza un solo agente llamado Hipoclorito y posee una única desventaja, la cual dice que la pulpa a blanquear debe mantener durante todo el proceso una muy baja consistencia.
Porque consistencias altas de pulpas precisan una mayor concentración de reactivos y las reacciones no solo son más rápidas sino que esto provoca un calor tan elevado que puede ser nocivo para el proceso.
Esto es esencial ya que el agente de blanqueo y la suspensión de la pulpa se deben mezclar completamente de modo que la pulpa y los reactivos estén en íntimo contacto.
Cuando se blanquean estas pulpas lo más conveniente es hacerlo con un PH de 7 (neutro) gracias a que esto proporciona una mayor velocidad de blanqueo.
* A veces se comienza con un PH de 11 porque a medida que pasan las horas el PH puede disminuir a 7 y entonces se trabaja manteniendo ese valor.
* También se pueden hacer adiciones intermitentes de sosa cáustica para mantener el PH en 7 durante todo el proceso, a esto se lo denomina “bufferizacion”.
Blanqueo de pulpas Kraft.
El blanqueo de estas pulpas consiste en tres pasos
1- Cloración
2- Extracción Alcalina
3- Proceso con Hipoclorito
La cloración tiene como objetivo debilitar a los compuestos que dan color oscuro a la pulpa, la extracción alcalina consiste en extraer esos compuestos previamente debilitados y el blanqueo con Hipoclorito elimina los grupos cromofóricos que hayan podido quedar en la pulpa.
Cada paso debe tener una cierta consistencia de pulpa, un determinado porcentaje de reactivos agregados, un valor de PH constante y una determinada temperatura.
Consistencia de la pulpa = libras de fibra
Libras de suspensión
Porcentaje de reactivos = Cantidad de reactivos
Cantidad de pulpa
A continuación describiremos cada paso y sus características para el blanqueo de Pulpas Kraft
1- Cloración
Adición de Reactivos 50 – 90 %
Consistencia de pulpa 3 -4 %
PH 2
Temperatura 20 – 30ºC
2- Extracción Alcalina
Adición de reactivos 2,5 %
Consistencia de pulpa 10 – 18 %
PH 11
Temperatura 60 – 80ºC
Tiempo 2 hs
3- Tratamiento con Hipoclorito
Adición de reactivos 5 % Cl2
Consistencia de pulpa 5- 18 %
PH 9
Temperatura 38 – 50ºC
Tiempo 2 – 8 hs
Otro tipo de blanqueo se puede llevar a cabo con Peróxido o Bióxido de cloro y sosa cáustica, estos últimos reactivos se emplean cuando se necesita blanquear pulpas hechas a base de maderas duras.
Estos procesos no estropean a la celulosa (lo cual es fundamental) ni a la resistencia de la pulpa.
Si estos procesos se llevan a cabo debidamente, con un control permanente y respetando los pasos y sus características, se obtienen pulpas de alta calidad y alto costo que resultan apropiadas para una gran variedad de papeles.
Distintas materias primas para la obtención de la pulpa: trapo, bagazo y paja.
Fabricación del papel a partir del trapo:
Se entiende como trapo a materiales como los hilos de algodón o lino, fibras textiles, algodón en rama, etc.
Las fábricas de papel reciben recortes de trapo con botones, grandes cantidades de hule y otros materiales extraños, entonces la fibra se producía partir de trapo viejo que estaba tan sucio y no se utilizaba en papeles de alta calidad. Con el trapo nuevo se producían papeles muy resistentes.
Se recolecta el trapo que proviene de las fábricas textiles y talleres de ropa y se clasifican en las siguientes calidades:
*recortes blancos de camisa
*recortes blanqueados de ropa interior
*recortes de franela e algodón
*recortes e forros de calzado
*estampados ligeros
*recortes de tela e fantasía.
El trapo nuevo se divide en:
*trapo blanco
*trapo sin blanquear,
*trapo de color.
El trapo de color es más difícil de procesar y no se puede utilizar en todas las calidades de papel. A partir del trapo blanco o sin blanquear se puede producir una mejor calidad de papel.
Las propiedades deseables que los papeles de trapo deben poseer son: máxima resistencia, máxima durabilidad, máxima permanencia, formación de color, textura y tacto fino, excelentes características de escritura y borrado. Debido a estas excelentes propiedades los papeles de trapo se utilizan para:
*pólizas de seguro de vida y documentos legales (en los cuales la permanencia es de primordial importancia).
*papeles para usos técnicos.
*papeles ligeros especiales, como papel para cigarrillo, papel carbón, Biblia.
*artículos de papelería de alta calidad (donde se requiere buen aspecto, suavidad y textura fina).
Hay papeles de trapo que se utilizan con 100% trapo, hasta los llamados “con contenido de trapo” que se preparan a partir de diversos % de fibras de trapo y madera, desde 25, 50 y 75% de trapo.
Al recibir el trapo en la fábrica se manda al departamento de escogido. El trapo se debe trillar en trilladores que lo abren y separan las impurezas. Luego se eliminan partes de hule o metálicas, trapos de diversas fibras sintéticas y otros materiales. A veces es necesario que las mujeres corten el trapo para reducirlo a un tamaño apropiado para su manejo e inspección.
Después del escogido el trapo se coloca en transportadoras y se lleva a los cortadores en las cuales se reducen a tamaños más pequeños. Luego se lleva a los separadores de polvo y a unos rodillos magnéticos para eliminar clavos, grapas metálicas, etc.
Ahora el trapo está listo para cocerse, la cocción se hace en grandes tambores cilíndricos, llamados “hervidores de blanqueo” (aunque no se efectúe blanqueo). El hervidor puede ser de 2,44m de diámetro y de 7,60m de longitud con una capacidad de 5 ton de trapo (que se colocan en forma horizontal). El trapo se alimenta a través de las bocas de acceso y a veces es necesario que un hombre esté en el interior del hervidor para distribuir el trapo. Cuando el hervidor está cargado se agrega licor de cocción (es una solución alcalina débil preparada ya sea de cal, de una mezcla de cal y carbonato de sodio.
Se tapan las bocas de acceso y se admite vapor a través de unos muñones con una presión de 2,5 Kg/cm2.
El hervidor gira lentamente el trapo puede cocerse de 3 a 10hs (dependiendo la calidad). Se descarga el vapor y el licor de cocción (no se recupera ya que tiene pocos productos químicos). Luego se quitan las tapas y el trapo cae dentro de pequeñas vagonetas de acarreo.
El trapo cocido pasa a los lavadores, se va agregando trapo a medida que se va agregando agua. El agua que se utiliza debe estar limpia y libre de hierro y materias colorantes. Después de 2hs, cuando el trapo está bastante limpio, el operador de la pila lavadora comienza a bajar un rodillo para abrir el trapo y convertirlo en fibras (éste es un proceso muy importante ya que la calidad del papel depende de la longitud de la fibra de la pasta). El paso siguiente es extraer el agua de lavado y la pasta queda lista para el blanqueo.
Después del blanqueo la suspensión se vacía en tanques inferiores llamados drenadotes. Éstos tienen fonos porosos de cerámica y el agua se cuela gradualmente dejando la llamada pasta en la parte superior del cerámico, la pasta luego de unos días se extrae y se envía a las pilas de batido.
Existen varias pruebas de control químico:
*número de cobre
*cenizas
*viscosidad.
El número de cobre es una prueba para determinar cuanto se ha degradado la celulosa, un número de cobre alto es indicación de sobre blanqueo entonces ésta pasta no se debe utilizar para documentos permanentes ya que la degradación continuará aún cuando la pasta esté convertida en hojas de papel. El análisis de cenizas determina la eficiencia del lavado. Las determinaciones de viscosidad son las pruebas que indican si la pasta ha sido dañada durante los procesos de cocción y blanqueo e indica a que grado ha sido dañada.
Obtención de la pulpa a partir del bagazo:
Loa tallos grandes de la caña de azúcar se machacan y trituran; el jugo de los tallos triturados se extrae durante el triturado, se rocía agua caliente sobre el material para disolver cualquier azúcar restante. El material solido y pulposo que queda después de la extracción del jugo se llama bagazo (es el residuo de una materia a la que se le ha extraído el jugo). A partir del bagazo se pueden producir todos los tipos de pulpa, por consiguiente el proceso a usar tanto como el tipo y la cantidad de reactivo de cocción dependen del producto final deseado.
Se ha desarrollado a partir del bagazo desmenuzado una pulpa tipo mecánica apropiada para el papel para periódico, sin usar productos químicos, excepto para el blanqueo.
Para la producción de pulpa de alto rendimiento el proceso consiste en acción de vaporeo y ablandamiento, más que una acción química, En algunos casos se agrega al digestor una pequeña cantidad de carbonato de sodio para controlar el pH; por lo tanto la pulpa producida se relaciona más con la pasta mecánica que con una pulpa química.
En la pulpa semi-química de alto rendimiento los procesos de cocción usados son a la sosa cáustica sola y al sulfito neutro de sodio. Éstos productos químicos a partir del bagazo producen una pulpa de alta calidad para corrugado y la selección depende del costo de los productos químicos.
Para la producción de pulpa química a partir de bagazo son aplicables los métodos kraft, a la sosa, al sulfito neutro de sodio, y todos ellos dan pulpas excelentes. Si se los combina con una pequeña cantidad de azufre elemental da los mejores resultados globales.
Muchos investigadores han demostrado que el proceso ácido o al bisulfito es inapropiado para la obtención de pulpas a partir del bagazo. Porque se tiene a producir una pulpa quebradiza de bajas propiedades de resistencia.
Equipos y métodos utilizados para la obtención de pulpa a partir del bagazo:
*digestión intermitente a presión, utilizando digestores rotatorios.
*proceso continuo con sosa-cloro, que utiliza torres a la presión atmosférica.
*digestión continua, rápida a presión que utiliza digestores de tubo horizontal.
*proceso mecano-químico que utiliza un digestor a presión atmosférica, con reactivos de los procesos kraft o a la sosa.
Durante los últimos años como para otras fibras agrícolas, la tendencia ha sido hacia el uso de métodos de digestión, continua, rápida a presión se descubrió que los tiempos largos de cocción que se utilizaban en las fibras agrícolas perjudicaban la calidad de la pulpa; llevando de un período de cocción de 1 a 4hs a 10 o 12 minutos para el bagazo.
En el pasado se pensó que la pulpa de bagazo por ser de fibra corta, servia solamente como pulpa para mezclar. Pero se descubrió en los últimos años que ésta pulpa se puede utilizar en muchos tipos de papel, incluyendo los siguientes: para bolsas, envoltura, impresión, escritura, corrugado, toallas, base para papeles recubiertos. Algunos tipos de papel de alta calidad se pueden hacer con la pulpa de bagazo hasta en un 100% de material fibroso de la pasta.
Obtención de pulpas a partir de la paja:
Hasta fines de la década de 1950 todo el corrugado se hacía a partir de la pulpa de paja, ésta se obtenía por el proceso a la cal usando digestores esféricos.
Diagrama de flujo en la fabricación de pulpa de paja para corrugado:
La paja picada o pasado por un molino a martillo se carga al digestor rotatorio por la boca de acceso. Durante el período de carga se introduce la cal previamente apagada o suspendida en agua. El porcentaje de cal varía de acuerdo con el estado de la paja, con el grado de cocción deseado y otros reactivos que se utilicen para complementar la cal.
Los reactivos complementarios incluyen la sosa cáustica, carbonato de sodio, azufre, sulfuro de sodio en cualquier combinación deseada.
Se cierra el digestor rotatorio y se admite vapor durante 20 o 30 minutos, después se abre el digestor y se le agrega una segunda capa de paja, se cierra y la hervida se lleva a su término. Se vacía el digestor hacia un tanque de descarga.
A fines de la década de 1940 adoptaron un proceso modificado al sulfito neutro de preferencia sobre el de la cal. Con él se obtuvieron rendimientos mas altos y mejores calidades de pulpa, se usó el mismo equipo ya que la diferencia estaba en el reactivo del licor de cocción.
Después de que la paja cocida se vacía o descarga a presión de los digestores, se sigue procesando a través de: prensado (para extraer la mayor cantidad de licor posible), desfibración, lavadores, refinación y depuración para dejarla en condiciones satisfactorias para la máquina de papel.
Equipo utilizado en la preparación de la pasta.
*Pilas de batido: el batido consiste en mezclar en suspensión acuosa los diferentes materiales y en impartirles, mediante una acción mecánica, las propiedades que determinan las características del producto final; para ello se inventaron las pilas de batido.
El papel a partir de la pasta batida es denso, resistente y de textura rígida, los principales efectos del batido son: fractura y separación parcial de la pared primaria de la fibra, disminución en la longitud de la fibra, aumento en la flexibilidad.
Consiste en una cuba de Fe fundido o cerámico reforzado, es de forma alargada con extremos redondeados para facilitar la circulación de la pasta y está provisto de un muro central que divide a la cuba en 2 canales. Dispuesto a través de la cuba se encuentra el rodillo de la pila, formado por unos cabezales de acero fundido.
Localizada abajo del rodillo se encuentra la platina que consiste en varias barras de acero con relleno de madera entre ellas. La platina que se muestra está en posición fija y el rodillo se ajusta de manera que se acerque o que se aleje de la platina. El tipo de “juegos” e cuchillas de batido como se llama a la combinación de barras de rodillo y de platina, es un factor de primordial importancia para determinar el tipo de batido que puede hacerse. Lo que se hace es variar la dureza del metal de acuerdo con las necesidades de cada caso por ejemplo: se desea un alto grado de batido húmedo, el rodillo de la pila debe estar equipado con barras de bronce fosfórico y la platina puede estar hecha con lava basáltica.
Las fibras están expuestas a una acción de corte (si las barras del rodillo están afiladas) y a una acción de machacamiento o peinado si las barras están romas (que no tiene filo).
La presión de batido se controla levantando o bajando el rodillo de la pila hasta una posición predeterminada.
Detrás del rodillo está el declive posterior sobre el cual el rodillo descarga la pasta después de que ésta pasa por debajo de él: éste declive sirve para crear un cabezal de pasta el cual, con la acción de bombeo, hace que la pasta circule alrededor de la cuba. Todo lo que el papelero desea efectuar es reducir el material seco en forma de suspensión.
*Pulpeadores: el pulpeo consiste en resuspender en agua la pulpa seca, simplemente abre el material antes de sujetarlo a tratamientos posteriores. La pulpa puede estar en forma de hojas secas, de paquetes, como “merme” húmeda o seca (papel inservible el extremo seco de la máquina de papel).
El avance más significativo en la operación del pulpeo vino con la invención de los que podían llamarse “tanques pulpeadores”, éstos podían recibir cargas enteras de pulpa de 2,25 ton junto con la cantidad requerida de agua y pueden reducir toda la carga de la pulpa a forma de suspensión en unos cuantos minutos.
El pulpeador consiste en un tanque o cuba de Fe fundido o cerámica reforzada soportado por patas. En el centro de la cuba se encuentra un pesado rotor de acero provisto de unas aspas pulpeadoras. El rotor está impulsado por medio de un reductor de engranajes. La cámara de extracción está cubierta por una placa con perforaciones de tamaño apropiado para el tipo de desfibración deseada.
El pulpeador está arreglado para operación intermitente y tiene por consiguiente una válvula de vaciado y una de limpieza. También puede estar habilitado para trabajo continuo, en cuyo caso la válvula de vaciado está sustituida por un tramo de tubo que va hacia la caja reguladora. Con ésta modificación la fibra y el agua pueden ser alimentadas de manera continua al pulpeador y tan pronto como la fibra seca ha sido reducida en forma de suspensión, ésta pasa a través de las perforaciones y sale por el tubo hacia la caja reguladora.
*Refinadores: en la refinación las fibras se peinan y con frecuencia se reduce la longitud por corte con objeto de adaptarlas mejor para la formación sobre la máquina de papel o cartón.
Los refinadores se agrupan dentro de dos categorías: cónicos o de discos. Loa refinadores cónicos a su ves se clasifican en jordans y en refinadores de alta velocidad.
1) refinares jordans: consiste en un rotor cónico, llamado cono, equipado con barras metálicas a todo su largo, el cual gira en el interior de una carcaza cónica, provista también de barras alrededor de tuda su superficie interior. La suspensión fibrosa entra por el extremo pequeño, pasa entre el rotor (cono) y la carcaza, y sale por el extremo grande. De ésta manera las fibras fluyen paralelas a las barras del cono y de la carcaza.
El jordans se utiliza para cortar fibras pero también puede usarse, por así decirlo, para efectuar un batido considerable, si las barras del rotor y de la carcaza son anchas, alta la consistencia de la pasta y elevada la velocidad rotacional. Se ejerce una presión de 30 a 50 lib/pulg2.
2) refinadores de alta velocidad: tienden a cortar menos y a hidratar más que un jordans. Tienen un rango de velocidad de 800 a 1600 rpm, en tanto que el jordans giraba a velocidades del orden de 300 a 600 rpm. Uno de estos refinadores toma el lugar de 2 a 5 pilas.
Están provistos de barras más anchas, tanto en le cono como en la carcaza. Los juegos de cuchillas, como se los llama a las cuchillas refinadoras, vienen fundidas en una sola pieza en lugar de ser desarmables, lo cual facilita el cambio de las cuchillas gastadas ya que pueden instalarse fácilmente en el cuerpo y en el cono por ser elementos de una solo pieza.
3) refinadores de discos: la refinación se verifica pasando la pasta entre placas ranuradas localizadas en dos discos verticales. Éstos refinadores se están usando ampliamente en fábricas que hacen papeles para bolsas y envolturas, cartoncillo kraft y calidades similares.
Son superiores a las pilas y a los jordans, tanto en calidad de pulpa producida como en consumo de potencia, para refinar pulpas de maderas.
Las unidades pueden ser:
*rotación sencilla (con un disco estacionario y un disco rotatorio).
*de doble rotación (con dos discos rotatorios, uno contra otro).
*de doble disco (dos discos estacionarios y uno rotatorio de doble cara ubicado entre ellos).
Los discos son fundidos ya sean de una sola pieza o en segmentos, como accesorios de éstos se dispone de placas intercambiables con una amplia variedad de ranuras, diseño de dientes y dimensiones. Su característica particular es la capacidad de desfibrar los haces de fibras.
*regulador de consistencia: consistencia es el porcentaje en peso de fibra en cualquier combinación de fibra y agua. Puede expresarse en porcentaje de fibra seca a la estufa o seca al aire. Por ejemplo: fibra seca al aire, es la condición en la que una muestra de 100Kg de fibra de una pulpa dada contiene 90Kg de fibra seca a la estufa y 10Kg de agua.
Son de tipos abiertos y en línea. El tipo de reguladores abiertos consiste de una caja de flujo abierta con accesorios para entrada de pasta, salida de pasta y derrame. Cuando se necesita más agua, una válvula agrega el agua de dilución que se requiera para ajustar la consistencia de la suspensión, cuando se alcanza la consistencia deseada, la válvula se cierra. Los reguladores en línea las paletas giran dentro de una cámara cerrada.
*proporcionadores: las pastas que van a constituir una mezcla de varias fibras se pueden proporcionar con diferentes métodos. El que más a prevalecido es el que consiste en usar una caja reguladora de pasta provista con orificios apropiados de entrada , salida y de derrame, así también como con mamparas regulables que permiten el ajuste manual de la cantidad de cada una de las pastas individuales que van a constituir la mezcla fibrosa.
*tanques y agitadores: hasta hace unos 25 años se daba poca atención al diseño de tanques para pastas y de los agitadores en ellos instalados, solo se utilizaban para almacenamiento de la pasta que entraba al proceso, se debía gastar la menor cantidad posible de dinero. La fabricación de papel progresó y fue evidente que una agitación pobre contribuía a la carencia de control, por una mezcla y homogenización inadecuadas de los materiales fibrosos y los aditivos. Hay tanques de pasta e agitación horizontal, de agitación vertical y ciclizadores.
1) tanque de pasta de agitación horizontal: se ilustra un tanque horizontal de pasta, con un agitador horizontal, del tipo hélice, el fondo del tanque tiene un declive para un fácil drenaje y una completa limpieza.
2) tanque de pasta agitación vertical: el fabricante de papel necesita mezclar los distintos componentes de la suspensión fibrosa con aditivos químicos y colores; para lo cual a menudo se utilizan tanques de mezcla; un tipo de tanque es el de agitación vertical que consiste en un cilindro vertical provisto con un agitador vertical. El movimiento de la suspensión es del fondo hacia la parte superior del tanque. También aquí el fondo del tanque tiene un declive hacia la salida.
3) tanque de pasta ciclizador: consiste en un tanque vertical cilíndrico, con un muro central. A cada lado del muro central, en el fondo del tanque se encuentra una válvula de vaciado que conduce a la entrada de una bomba de pasta. En uno e los dos lados el tanque existe un agitador vertical para el mezclado.
Se envía pulpa en suspensión en un lado el tanque, se abre la válvula de vaciado y la pasta se envía por medio de una bomba, hacia la máquina refinadora, de la que se regresa al otro lado del tanque. Cuando el primer lado del tanque está vacío se reposicionan las válvulas de vaciado de manera que la pasta circule del segundo lado el tanque, por la bomba y el refinador y regrese al primer lado.
Entonces se pueden agregar los aditivos, se arranca el agitador y se efectúa el mezclado hasta completarlo.
*Aspas de los agitadores: la inclinación de las aspas en los agitadores de hélice casi siempre es ajustable para poderse alterar de acuerdo con los requerimientos de consistencia y de recorrido de la pasta.
*bombas: aunque las bombas e pasta y de agua no tienen una parte específica en la preparación de la pasta por lo que respecta al trabajo mecánico sobre las fibras, desempeñan un papel importante en el proceso. Las bombas son necesarias para distribuir el agua de proceso en toda la fábrica y para transportar, por cualquier parte, la pasta en forma de suspensión.
Estas bombas pueden trabajar a velocidades de 900 a 3600 rpm según el tipo de servicio que se requiera.
parte 2