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“PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL PAPEL”
Lima – Perú 2022
1. INTRODUCCIÓN El papel es un material compuesto por celulosa que se transforma en pasta en procesos mecánicos o químicos. Dependiendo del proceso a que se someta, se da origen a distintos tipos de papel, como por ejemplo para escribir, dibujar, imprimir y envolver, entre otros. Se cree que la fabricación de papel tiene su origen en China hacia el año 100 d.C.: se utilizaban trapos, cáñamo, paja y hierba como materias primas y se golpeaban contra morteros de piedra para separar la fibra original. Aunque con el tiempo ganó terreno la mecanización, hasta el siglo XIX siguieron utilizándose los métodos de producción por lotes y las fuentes de fibra agrícolas. Las primeras máquinas continuas de papel se patentaron en los años de cambio del siglo XIX al XX. En el mundo se consumen 176 millones de toneladas de celulosa, concentrándose el 80% del consumo en 11 países. Estados Unidos es el principal país consumido con un 29.6% del total. Seguido por China con 8.9% y Japón con 7.2%. El papel ha sido uno de los inventos que más ha ayudado en la evolución humana. A través del papel se ha podido transmitir el conocimiento de generación en generación. Antes de su aparición de este recurso había otros soportes donde escribir, pero su fabricación era muy elaborada y costosa. Es importante para el mundo la conservación del medio ambiente y el Perú no es ajeno a ello, la producción del papel en estos últimos años es sumamente importante por la alta demanda de su distribución, esta es un material constituido por una delgada lámina que es elaborada a partir de pulpas de celulosa, preparada con una pasta de fibras vegetales molidas suspendidas en agua, generalmente blanqueada y posteriormente secada y endurecida independientemente del tipo que se trate. Pero te has preguntado ¿A dónde lo llevan y cómo se da su proceso industrial?, En el presente trabajo hablaremos sobre sobre el papel, pero específicamente sobre su fabricación, asimismo se mostró un diagrama de flujo y a continuación enumeramos los pasos que se utilizan para este proceso y describiendo a cada uno de ellos.
2. FLUJO DE LA PRODUCCIÓN DEL PAPEL 2.1. EXTRACCIÓN DE MATERIA PRIMA (OPERACIÓN UNITARIA) Extracción de la materia prima en este caso se utilizó la madera. La materia prima fundamental para fabricar papel es la celulosa. De hecho, se puede decir que el papel es una lámina constituida por un entramado tridimensional de fibras celulósicas y otras sustancias como: cargas minerales, colas, almidón, colorantes, etc. que permiten mejorar las propiedades del papel y hacerlo apto para el uso al que está destinado (Elías, 2009, p. 100). La celulosa para la fabricación de papel se obtiene principalmente de madera 55 %, de otras fibras vegetales denominadas no madereras 9 % y de papel recuperado 36 %, la Figura 2.1 ilustra los porcentajes. Figura 1. Fuentes de celulosa para la fabricación de papel
Según donde provenga el papel reciclado se puede clasificar según su tipo, los comúnmente consumidos en la industria del reciclaje se muestran en la Tabla 1. Tipos de papel reciclado. Tabla 1. Tipos de papel reciclado BOND BLANCO Es la mejor calidad de papel, consiste completamente de desechos de papel no impreso, en general proveniente de papeles blanqueados. PERIÓDICO Consiste en diversas clases de desechos de papel de diario, incluyendo diarios viejos recolectados de oficinas y hogares. ARCHIVO COLOR Dentro de esta categoría se encuentran los desechos recolectados en oficinas, hogares y tiendas. CARTÓN Incluye cajas usadas y recolectadas de oficinas, hogares y tiendas, y recortes generados durante la fabricación de cajas de cartón y contenedores corrugados.
Transporte de la materia prima hacia la fábrica. Figura 3. Transporte de materia prima 2.3. DESCORTEZADORA DE MADERA (OPERACIÓN UNITARIA) La madera llega a la fábrica en forma de troncos en bruto o como astillas, para sacarles la cáscara y la corteza pasando a la Descortezadora de madera y Silo de astillas. Figura 4. Descortezadora de madera
Espesador, su propósito es obtener la cantidad correcta de material. comprende los siguientes elementos: tornillo cónico, canastilla, sistema de contador de presión y cono de compresión. La pulpa alimentada en la prensa es llevada a la salida con el efecto de eliminación de agua, en la zona inicial el efecto de eliminación de agua tiene lugar solamente por gravedad, en la zona final del tornillo la eliminación de agua se da por una gran presión en la zona de compresión según la consistencia requerida. El screw press incrementa la consistencia de pasta celulósica de 8 - 12 % en la entrada a 30 - 35 % en la salida. Figura 7. Esquema de un tornillo espesador tipo prensa 2.7. BLANQUEO (PROCESO UNITARIO) Blanqueo, es el proceso de purificación que involucra la destrucción o alteración de la lignina, materia orgánica, aquí se lleva a cabo la utilización de agentes químicos para el blanqueamiento como el uso de cloro gas(Cl 2 ), dióxido de cloro(ClO 2 ), hipoclorito de sodio(NaOCl), peróxido de hidrogeno(H 2 O 2 ), oxigeno(O 2 ) y ozono(O 3 ). Figura 8. Torre de blanqueo
Almacenamiento, una vez la madera esta seca, debe almacenarse en un lugar cerrado y ventilado en el que no se alcance temperaturas extremas ni se acumule humedad, controlando esta entre 40 y un 60 %. 2.9. PREPARACIÓN DE PASTA (PROCESO UNITARIO) Preparación de la pasta, es un material cremoso compuesto por fibras de madera, resina y agua. Es fácil de moldear y extender con la ayuda de una espátula. Se utiliza para el relleno de pequeños agujeros y grietas en la madera. La superficie debe estar seca y limpia para su aplicación 2.10. TAMIZADO (OPERACIÓN UNITARIA) Tamizado, es un método físico para separar mezclas; consiste en pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz de cedazo, las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz y así las grandes quedan retenidas por el mismo. Figura 9. Tamizado 2.11. DISPERSIÓN EN CALIENTE (PROCESO UNITARIO) Es un componente importante en una moderna planta de preparación de pastas y es crucial cuando se trata de satisfacer las demandas actuales de calidad. El objetivo de la dispersión es distribuir los contaminantes que trae el papel recuperado a un tamaño no visible.
Aquí se efectúa haciendo pasar el material por una malla de acero tejida que dispone de una obertura determinada, llamada luz. La segunda etapa es la limpieza, cuando el medio filtrante se satura es adecuado aplicar un flujo a mayor presión, generalmente de agua o aire que retira las partículas de mayor tamaño retenidas en la membrana. 2.15. MESA DE PROCESO DE FABRICACIÓN (OPERACIÓN UNITARIA) Es donde propiamente se realiza la hoja de papel. Para igualar la superficie de la hoja en esta zona se utiliza un rodillo liso, el 'dandy roll' Figura 11. Rodillo liso
Parte del proceso de fabricación del papel que consiste en varios rodillos dispuestos de diferentes maneras entre los que pasa la hoja para que le sea extraída el agua. Una vez formada la hoja de papel, la eliminación del agua continúa en la sección de prensado de la máquina de papel. La hoja de papel, todavía con un alto contenido de agua, atraviesa una serie de grandes rodillos de acero que la comprimen, expulsando así una mayor cantidad de agua. La hoja de papel se sujeta a modo de “sándwich” entre capas de fieltro absorbente al pasar por entre los rodillos. Al final de la sección de prensado, el grado de sequedad se sitúa sobre el 40-50 %. La hoja de papel ya puede sostenerse por sí misma Figura 12. Prensadora 2.17. SECADO (OPERACIÓN UNITARIA) se lleva a cabo cuando el papel húmedo se pone en contacto con una superficie caliente, incrementa su temperatura y de esta manera se elimina dicho porcentaje de agua que se encuentra en las fibras. La sección de secado consta de una serie de cilindros calentados mediante vapor sobre los que pasa la hoja de papel. Los cilindros se disponen de modo que contactan primero con un lado del papel y luego con el otro para garantizar su homogénea deshidratación.
planificar el corte de una bobina a fin de incrementar al máximo el papel disponible, con una mínima pérdida en los bordes de la bobina. Figura 14. Máquina de bobinado 2.21. EMPAQUETADO DE BOBINAS (OPERACIÓN UNITARIA) La bobina es el paso donde se emplea la materia prima del papel para su diseño, personalización de producto y decoración. Además, esto sirve para empaques y embalajes. 2.22. CORTADOR DE HOJAS (OPERACIÓN UNITARIA) En este proceso se realiza un adecuado corte de rollo de papel a hoja de papel del tamaño que se especifique. Figura 15. Máquina cortadora de hojas
El embalaje es uno de los procesos más importantes de toda línea de producción, desde grande, mediana, pequeña, porque mantiene intacta la mercadería durante la manipulación y el transporte. Las bobinas presentan ahora un papel de calidad adecuada, con el ancho, diámetro y gramaje encargado por el cliente/usuario final. A fin de proteger las bobinas durante la cadena de transporte, se embalan con una envoltura impermeable y se etiquetan con la información necesaria para facilitar su identificación. Las bobinas están ahora listas para su traslado a una unidad de almacenamiento o directamente al cliente. 2.24. TRANSPORTE Para evitar daños los artículos de papel son transportador con cajas con protecciones adicionales contra daños mecánicos. Durante el transporte de papel en rollos en el interior del vehículo se mantiene una determinada temperatura y humedad con un termohigrómetro 2.25. PÚBLICO Repartición final del producto del papel
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. torras papepl s.a. (2008). formacion. fabricacion de papel. prensado en humedo. españa. 2. Foust, A. (2005). Principios de operaciones unitarias. Editorial continental. (3ra. Ed). México. 3. Casey, P.J. (2000). Pulpa y papel: Química y tecnología química. (4ta. ed.). Madrid: LIMUSA S.A. 4. Luraschi, M. (2007). Análisis de la cadena productiva de la celulosa y el papel a la luz de los objetivos de desarrollo sostenible. CEPAL Naciones Unidas, Santiago de Chile. 5. Torraspapel, (2010), Fabricación de papel. Recuperado de http://www.torraspapel.com/Conocimiento%20Tcnico/FormacionFabric acionPapel.pdf (junio, 2015) 6. Coll, T. C. (1962). Manual del fabricante del papel. España: Compañia editorial continental. 7. Grant, J. e. (1978). Paper and Board manufacture. England: The British Paper and Boar Industry federation. 8. Libby, C. E. (1968). ciencia y tecniología sobre pulpa y papel. México: Compañia editorial continental. 9. Bresh, W. (1972). Closed water circuits in a paper mill using waste paper. 10. Kehneth, B. W. (1970). Pulp and Paper Technology. USA: van Nostrand Reinhold Company. 11. Álvarez, Rodrigo; Bidegaray, Federico; Ferrari, Nicolás; y Vasquez, Manuel. (Montevideo, 2001). Destintado de desechos de papel para la obtención de pulpa de alta calidad.
