INFORME. Tecnología de la celulosa.

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P: Peróxido de hidrógeno (H2O2). Se usa tanto en el blanqueo de pastas químicas como mecánicas y recuperadas. Las condiciones más favorables para que el peróxido reaccione con la lignina y no con la celulosa es un medio básico de NaOH. Tiene las mismas ventajas medioambientales que el oxígeno, pero presenta el inconveniente de ser caro e inestable. Hay que añadir cationes metálicos y agentes quelantes para estabilizarlo. El problema de estos últimos radica en que son difíciles de eliminar de las aguas residuales. Z: Ozono. Es un oxidante muy enérgico que se genera a partir de aire seco o de oxígeno por la aplicación de altos voltajes en dos electrodos separados por el gas. Reacciona con la lignina a temperatura ambiente y presión atmosférica y es menos agresivo que el oxígeno.

Algunas secuencias son:

DEDED (D: blanqueo con ClO2; E: extracción con NaOH). D(EOP)D(EP)D (EOP: extracción con NaOH reforzada con H2O2 y O2; EP: extracción con NaOH reforzada con H2O2). PZ(EP)P (P: blanqueo con H2O2; Z: blanqueo con O3).

El proceso de blanqueo significa necesariamente una pérdida de rendimiento, por cuanto se elimina una parte importante de la lignina que aún permanece en la pasta café y, además, una parte de las fibras de celulosa se degradan como consecuencia de los agentes químicos de blanqueo. Normalmente en todo el proceso de blanqueo se pierde entre un 5 y 9% de la pasta café, para alcanzar una blancura de 87-90% ISO (la pasta sin blanquear tiene una blancura que oscila de un 25-65% ISO).

Los principales parámetros de operación para las diferentes etapas descritas se resumen en la siguiente tabla:

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5.- Secado y Embalado. La pasta procedente de la planta de blanqueo se prepara para su secado. La consistencia (porcentaje de fibras contenida en la pasta) inicial, a la entrada de la máquina secadora, es de aproximadamente 1 a 2%. Desde la caja de entrada, la pasta es distribuida uniformemente sobre el fourdrinier (cinta de tela metálica que se mueve horizontalmente). Una vez en la tela, accionada por varios rodillos, se procede a extraer el exceso de agua. Durante este proceso comienzan a producirse las primeras uniones por puentes de hidrógeno entre las fibras para formar una hoja. Esta pasa luego por prensas de succión y de rodillos, donde continúa la extracción de agua. La hoja, que a esta altura posee una consistencia de aproximadamente un 46%, entra a los presecadores, grandes cilindros en cuyo interior circula vapor a altas temperaturas. En este punto se añaden varios aditivos a la pasta con objeto de obtener láminas estables. Así, se adicionan: resinas que dan consistencia al papel y aumentan su resistencia a la humedad, sales de aluminio, Al2(SO4)3, que fijan la resina a la fibra de celulosa, talco, TiO2, almidón, caolín (arcilla), tintes y pigmentos (para papeles coloreados) latex, fungicidas para evitar la aparición de mohos, desespumantes y adhesivos.

Posteriormente, la pasta pasa a los secadores principales, en cuyo interior existen diversos rodillos calientes que conducen la hoja a través de calentadores por convección y radiadores infrarrojos. A la salida de esta área, la hoja posee una consistencia de 87-92% seco. Finalmente la hoja pasa por la cortadora, dejándola en forma de pliegos, los cuales se apilan en montones y se prensan para que ocupen menos volumen. También existe la posibilidad de enrollar la hoja de celulosa sin usar la cortadora, formándose las bobinas. 6.- Tendencias y Mejoras en la Industria Papelera. Las mejoras tecnológicas registradas en esta industria se han desarrollado en el área de aumento de eficiencias en los procesos productivos y de cuidado del medio ambiente. Las mejoras en los procesos de blanqueo han significado en la mayoría de los países de Europa la total eliminación del tradicional proceso de blanqueo basado en cloro elemental, reemplazándose con el sistema de blanqueo ECF (Elemental Chlorine Free) ó TCF (Totally Chlorine Free). El proceso ECF ha significado una reducción de residuos de compuestos clorados en más de un 90% respecto del proceso tradicional. El consumo de agua en los procesos productivos ha disminuido en forma importante como producto de las mejoras tecnológicas. Esto ha permitido que hoy en día se consuman, por tonelada de celulosa producida, sólo 40 metros cúbicos de agua, en circunstancias que en los años 80, el consumo de agua por tonelada de celulosa era de entre 120 y 140 metros cúbicos. Así mismo, mejoras de eficiencia han permitido cerrar el circuito, es decir, reutilizar en mayor grado el agua consumida. Esto ha significado que hoy cerca de un 95% del agua usado en los distintos procesos es purificado y vuelto a usar. Asimismo se purifica antes de devolverlo a los cursos fluviales. Sólo un 5% de agua se pierde por evaporación. La reducción en las emisiones ha sido otra de las tendencias registradas en esta industria. El nivel de AOX (Absorbable Organic Halogens) ha disminuido en los últimos 20 años desde 8 kg/Tm a 0,2-0,5 kg/Tm de celulosa, el BOD (Biochemical Oxygen Demand) en los últimos 10 años ha pasado de 15 kg/Tm a 1,5 kg/Tm de celulosa y los compuestos sulfurados se han reducido en cerca de 90% desde los años 70.

7.- Tratamientos químicos y derivados de la celulosa.

7.1.- El rayón o viscosa (celulosa regenerada). La celulosa recibe distintos tratamientos para poder utilizarla como fibra en la industria textil. La celulosa no se puede hilar por fusión ya que se descompone (carboniza) antes de fundir. En la preparación de la fibra denominada viscosa las fibras de celulosa se tratan con una disolución de sosa y S2C. La sosa produce rotura de cadenas de celulosa dando una celulosa de menor peso molecular. El xantato de celulosa así obtenido es una masa viscosa que se hace pasar a través de unos orificios de platino (hilado en húmedo). Las fibras resultantes se coagulan en un baño que contiene H2SO4, Na2SO4 y ZnSO4; así se obtiene una celulosa regenerada con una superficie brillante y sedosa. Las fibras obtenidas se estiran hasta 30 veces su longitud original, se recogen en bobinas y se secan para eliminar el disolvente (agua). Las fibrillas se tuercen y se estiran en haces, formando hilos.

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* Algún hidroxilo no reacciona con el S2C. Si la disolución de viscosa se extiende con laminadoras y posteriormente se coagula, se obtienen películas de tipo celofán. El papel de celofán se prepara enfriando rápidamente el film, para que el tamaño de los cristales sea menor que la longitud de onda de la luz, por ello resulta tan transparente a la luz visible y a la luz