JUSTIFIUCI~N Y P<i<TdL.iZA: il presente s e r v i c i o s o c i a l consis-

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(1)

NOMBXE : B U S T C S TERR0IY.ti.S V I C T O R I A TELEFONO PARTICULAR: 684-39-06

MATRICULA: 81338727

CLAVE:

.

CARAERA: I N G E N X S R I A B I O Q J I M I C J i I N D U S T R I A L T R I M E S T R E : 87-1

HORAS YEM,AiUA: 20

LUGAR DON:DiC SE LLEVARA A CABO:

D1RiGC:CON GENK;XAL DE LA I N D U S T d I A kiJIMICA. ;UBDIRliCCION DE LA I N D U S T R I A q U I H I C A 3 A d I C k . DW!+RTiiM&c;PITO DL CISL'JLOSA Y PAPZL.

FLCIii, D E :CIiICIO: l o . DE; A B R I L DE 1987

FSCHA DZ TERMINACION: 10. D E OCTiiBRS DE 1987.

NUMBRS DLL T U T O R , P U t i S T ü Y ÁDSCRIPCICN:

LIC. El'; LCONOMIA HOH'PENSIA F L O R l i S BO-PELLO,

JEFE DI;L DZPTO. DE CELULOSA Y PAPEL.

"PROONLSIS DE LOS R E q U E R I M I E N T O S DO HADERA

?ARA F I N E S C 3 L U L O S I C O S AL AfiO 2000".

T I T U L O :

V I c r o I t u

nusros

T E R H O ~ E ; PRESPADOR ,DEL JERVlCIO SOCId*L.

(2)

J U S T I F I U C I ~ N Y P<i<Td%L.iZA: il presente s e r v i c i o s o c i a l consis-

tire en una r e v i s i ó n b i b l i o g r á f i c a en l a que s e r e a l i z a r 6 i n v e s t i g a -

ción acerco. de l a s i t u a c i ó n actual en las i n d u s t r i a s de l a madera,

l a c e l u l o s a y e l p a p e l , estableciendo e s t r a t k g i a s para l a autosufi- c i e n c i a nacional.

IYPhCDUCCION: La madera. l a c e l u l o s a y e l papel, son materiales

de uso difundido en toda l a economía a l a vez que forman p a r t e d e

una cadena de a r t i c u l a c i ó n considerable con cuatro eslabones funda- mentales: bosque, madera, c e l u l o s a y papel, cads una de l a s cuales

es en sf una a c t i v i d a d de elevado n i v e l de i n t e r r e l a c i ó n c o n e l

r e s t o de l o s sectores econbmicos.

L a s i n d u s t r i a s de l a c e l u l o s a y d e l papel son consideradas como

ramas p r i o r i t a r i a s y e s t r a t é g i c a s para alcanzar l o s o b j e t i v o s nacio-

n a l e s por el aporte substancial que r e a l i z a n a l a integración de las

cadenas prodUctivas, su vinculación con o t r o s subsectores a g r í c o l a s

y o t r a s i n d u s t r i a s de l a madera, e l aprovechamiento de subproductos

de l a cana de azúcar, l a u t i l i z a c i ó n de desechos i n d u s t r i a l e s , 1 a

s u s t i t u c i ó n de imgortaciones y l a elaboración de productos con mayor v a l o r agregado a p a r t i r de recursos renovables.

L)or e s t a razón se pretende e s t a b l e c e r l a s condiciones adecuadas

que ~ i o a i b d l i t e n e l cambio e s t r u c t u r a l de dichas industrias. Esto sig

n i f i c a l e i p o s i b i l i d a d da i n i c i a r un d e s a r r o l l o autosostenido q U e

asegure l a autonomía productiva y permita d e s a r r o l l a r un nuevo pa-

trón de i n d u s t r i a l i z a c i ó n y de tecnología en e l ámbito f o r e s t a l e

i n d u s t r i a l , de acuerdo con l o s lineamientos actuales y f u t u r o s d e l

(3)

ANTiCSDXNTES: Histbricamente l a produccibn nacional de c e l u l o s a e l

principalmente l a de madera no h b s i d o s u f i c i e n t e para abastecer

mercado nacional, por l o que en 1985 se tuvieron que importar 310,887

toneladas, con un v a l o r ñu9erior B los 90 millones de d b l a r e s , nás

-

de dos t e r c i o s de l a p r o u c c i b n nacional de celulosa.

L a produccibn de papel (3n 1985 se formulb con un 43.4 % de ce-

l u l o s a virgen y e l 56.6 % de f i b r a secundaria, de e s t e 6ltimo por--

centaje, alrededor d e l 40 ?: e8 de importación. Las importaciones de

c e l u l o s a pasaron de 125,516 a 310,d8? toneladas en el peribdo d e

1970

-

15185, e8 d e c i r cnai eie t r i p l i c a n , en tanto que l a s importa-

-

cionee de f i b r a secundaria pasaron en ese mismo peribdo, de 43,000 a

589,000 toneladae, se multiplican c a s i 14 veces. En cambio, l a pro-

ducoibn de c a l u l o a a en e l mimo l a p s o mostrb comparativasente, un

d e s a r r o l l o muy l e n t o , ya que paso de 472,900 a 820,416 toneladas,

--

s i n alcanzar a duplicar su volumen.

¿a 1985, e1 d é f i c i t de p e p e l fu6 de s o l o 4.2 % d e l consumo na-

i<espec!to a l a s importocianee de papel, 6stas se r e a l i s a n con e l

f í n de coaplesentar l a o f e r t a nacional, por t r a t a r s e de pspeles es-

p e c i a l e s cuya f a b r i c a c i ó n en l a mayoría de los casos, no se j u s t i f i -

ca desde el punto de v i s t a econbmico.

En 1983, se i n i c i a r o n l a s exportaciones de d i f e r e n t e s t i p o s d e

papel con tin t o t a l de 29,000 toneladas, 1.4 74 de l a producción na-

cional.

?ara

1984 se tuvo un incremento de 6.7 B alcaníando 1 B 6

49,000 toneladas; en 1985 e l volumen exportedo fué de 38,447 tonela-

das constituidas principalmonte por papeles p a r a e s c r i t u r a e impre-

sión, serniterio y f a c i e 1 y especialidades. c i o n a l aparente.

Puede observarse que l a s exportaciones Eon de carácter fluctuante

debido a l o s variaciones de l a demanda interna.

(4)

0BJET:tVO: La f i n a l i d a d d e l presente e s t u d i o e6 g r o y e c t a r l a s

necesidades de loa d i f e r e n t e s t i p o s de fibrss .ara l a producci6n del

papel, que s e r e consumido en México durante a l p e r i ó d o 7087

-

23;iO,

asimismo presentar a l t e r n a t i v a s para l l e g a r R l a a u t o e u f i c i e n c i a d e l

p a i s en l a prodaccibn de madera.

PROGLl!L. Y #¿TOCOLOGIA DE, i!h/.ShJú: 1 J R e c o p i l a c i ó n de ió. información

2) T r a d u c c i h de lo infcrmucibn (en caso n e c e s a r i o ) 3 ) Ordenamiento y c l a a i f i c a c i 6 n de l a información

4) A n á l i s i s de I s i n f o r m ~ c i d n

5 ) Conclusiones y sugerencias

6) Elaboración del r e p o r t e f i n a l

CR(INGGRkMA DE: ACTIVIDtDES:

t

A

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V

I 5

4

D 3 A D

E 2

E

(5)

BI BLI W R A F I A:

1 ) Uirecciún de investigoci6n Econóaica, O f i c i n a de Divulgación,

Banco de México, Indicadores d e l Sector kxterno., Wéxico 1981,

?Y83

Y 1965.

2 ) Dirección General de l e I n d u s t r i a .Fiuhiica, Depto. de Celulosa

y Tapel, SECOFI, Progr~nia I n t e g r a l de D e s a r r o l l o de las Indus

-

trifle de l a Madera, :Le Celulosa y e l rapel., M6xico 1986.

3) I i i s t i t u t o Naoionel de Z s t a d i a t i o a Oeogrbfica e Informbtica,

S<,kJ.2., E;ncuesta I n d u e t r i a l Mensual., México 1981, 1983 y

(6)

,

"?J@G~l@XS DF,

LOS

.??QUERI:~II2>iTOC 03 FMDEIZ.1 I!:.&!

FIXES CELULOSICOS AL ANO ZOOO",

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...

VICTOEIA EUSTOS

TTX?ONES

(7)

I :

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7

r.

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1 ; 7 ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Presentación

...

3' JjetiVüS

.

Introducción

...

i;valuaciÓn de recursos forestal-s Tara la producción Ge pulpas

.

...

r.

Estructura genxal de la madera

Obtención de pulpas celulósicas

...

'industrias del papel y del cartón

...

...

Utilización de papel t e desperdicio y desentintado en las

Técnica de reacción para la obtención de celulosa y lignina en ;íéxico

...

Fabricación de papel

...

b .aterial y métodos

...

Serie histórica del Pro.ducto Interno ñruto

Producción histórica de papel por tipos

...

;

...

Consumo histórico de papel por tipos

Serie histórica de volfinenes de importación de papel por

tipos

...

Serie histórica de volúmenes de exportación de papel por

tiTos

...

...

Capacidad instalada y posibilidad de producción de papel

Conposición celulósica por tipos, de papel

...

Producción histórica de celulosa por tipos

...

PraducciÓn histórica de madera

...

...

Capacidad instalada y posibilidad de producción de celulosa

:?

Resultados

...

Estados de l a República productores de celulosa y papel

...

Proyección de los valores del

PI3

...

>!odelos natcdticos ?ara la proyección de yapel

...

Proyecciones de la . denanda de papeles

...

1 2 r 2 5

s.

11; 31 37' 40 52 55 57 63 73 74 75 76 77

is

. 81 84

85

8 7 .

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(8)

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. ecesiddes \!? pastas p a r s satisfacer Ici dn:iondz ? e papnles ?royecci&n ,¡e l a prodGcciÓíi zaderable

.

.

...

Ealances OfGrta-Denaada para los diferkntes tipos de $apeles

. .

-alaíiccs si'.?rta-Eei?,aJda ?Era los diferentes ti$os Sf fibras

celuiósicis

...

Dalance Oferta-Demanda de madera

...

Conslusiones y alternativas

...

Bibliografía

:!eccsidades totales de risckra

...

-,

2iscusiones

...

Resumen

...

...

15;

113

117 12c

1"'

141

142 145

14s

150 dci

-

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(9)

TITüLO DE LA IWESTIGACION:

"PR0G:IOSIS DE LOS REQUEBIE~IIXIITOS DE >IIIDEI?A ?ARA

FIMES CELULOSICOC Al, G O 2000"

L I C . SORTEXSIA FTIOREC EOTELLO

JEFE DEL DEPA9TANE9TO 2E CELULOSA Y PAPZL, SUBDIRECCIO~~ DE QUIMICA RASICA ,

DIRECCION GENERAL DE LA " R I A QUIMICA Y B I E "

DE

CO~ISUMO,

SECRETARIA DE COKERCID Y FO.WXTO IX?lUS,TRIAI.,

.

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(10)

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O 3

J , E

T I V O S

-

Proyectar las necesidades de los diferentes tipos de fibras para la producción de papel que será consumido en H'éxico du- rante el periódo 1967 - 2000, con la finalidad de conocer el

consumo ;>otencial de madera.

-

Establecer alternativas para el buen aprovechamiento de los recursos, proporcionando un apoyo para l a fase operativa del

Programa Integral de Desarrollo de las Industrias de la Made-

ra, la Celulosa y el Papel

(PROXACEP).

(11)

.,..

r-

'El papel h2 adquirido una iiportancia tal en ia v i d a moderna que no

se concibe activi2ad huniana sin su uso. So ES posible ininginar una casa, una Escuela, un hospital, un restaurante, una fábrica o empresa, etc., en donde no se utilizen derivsdos celulhicos. ::asta tal punto ha llega- do la inportancia de este producto que su consuno p?r cápita es uno de

los nás fieles indicadores del desarrollo económico y social.

E1 aumento del consumo a traído una presión sobre las fuentes de cateria

prima. Tradicionalmente l o s productores de papel fueron l o s países desa- rrollados de las zonas templadas que tenían plantaciones de coníferas

y controlaban su producción y distribución.

Hoy día ha sido necesario utilizar otros tipos de materia prima tales como las latifoliadas de los bosques tropicales y árboles de rápido cre-

cimiento, eucaliptus, desechos de la agricultura e incluso el reciclaje

de desperdicio.

La desaparición de zonas forestales en el mundo ha razón de 150,000

Ih2/aRo ha levantado un clamor para la defensa de k e a s de reserva que ha limitado la oferta de nateria prima ioadera y ha conducido a la pro- ducción de pulpas no madereras provenientes de pajas, bagazo, kenaf,

bambú etcétera.

Aunque todas las plantas contienen celulosa y pueden proporcionar mate-

ria prima para producir pulpas celulósicas, se prefiere la madera por

razones económicas.

Las pulpas celulósicas se emplean, fundamentalmente, en la fabricación

de papeles y cartones y, en un margen menor. en la producción de deriva- dos químicos.

Para los papeles en que la resistencia mecánica es importante como pape- les de envolver, sacos y cubiertas de papel corrugado, se prefieren las maderas de especies coníferas por la mayor longitud de sus fibras de madera de especies latifoliadas que permiten obtener papeles con super-

ficie más lisa.

Frecuentemente se trabaja con mezclas de los dos tipos de fibras, produ-

ciendo papeles con buenas propiedades de resistencia e impresión.

(12)

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Las iTi<'.ustria3 Ce 11 celulosa y 21 p?el s m considcradzs coi10 ran23

Frj.gritsrias y estrzt6;icas Sara dcinz2.r ll.5 3kj?tivos nacional:>:, ? o r

el aporte substancial qiie r^:llj.::m .a 12 intc:racion d.e 13s c:ii!cnac llro- <iuctivas, s u vinculación c0.i otros subsectores agricolas 7 2tr-.:j iniilis- t r i . 3 ~ d e la :zadera, 21 aprovechamiento de subyrodllctos de la c ~ ' n de

U z ~ C a r , 1- utilizació? :le desec!ios indxstriales, la sustitución ,!e ir- portnciones y la elaboración dc

?reductos

con nayor Valor agrepd3 a

partir de recursos renovables.

En

:&ico, a pesar de 13 Aran potmcialidad de recursos foresteles, l a disponibilidad de naders para fines celulósicos es escasa debido i los

diversos (!estinos de la inadera, en especial la industria del is;errio que resulta d s rentable.

?or lo tanto, la producción de celulosa resulta insuficiente para abas-

tecer el aercado interno. La industria del papel depende aproximadanen- te de una tercera parte de insumos fibrosos importados, lo cual le res-

ta competibilidad al producto final.

Se pretende, a largo plazo lograr l a autosuficiencia en celulosa e in- tegrar verticalnente a las empresas papeleras a efecto de que operen

en mejores condiciones.

En el presente análisis se pretende dar una visión preliniinar tentati-

va de las prespectivas de oferta, denanda y capacidades instaladas que

podría llegar a tener el país en unos

ages;

en ningún caso pretende ser éste un estudio exhaustivo de las tendencias y proyecciones de oíerta

y demanda, ya que para ello requeriría de antecedentes y consideracio-

nes adicionales, tales como: aumento de la demanda interna en función

del mejoramiento de ingresos per cápita, variación de la demanda inter-

na en función de sustitución de artículos o productos por aquellos de

celulosa y papel, aumento de la demanda externa en función di la capta-

ción de nuevos mercados y del crecimiento de los actuales.

Es conveniente dejar en claro que las cifras históricas con que se cuen-

ta, si bién son un buen reflejo de lo sucedido. no permiten una proyec-

ción directa como para determinar una situación futura que se aproxine

fielmente a la realidad, dado que las condiciones que han venido rigien-

do el desarrollo de las industrias del sector tienden a variar en fun-

ción de hechos diversos tales como la restricción energética, la situa-

ción politico-económica, la contaminación ambiental atcétera.

.,

-

.

(13)

:\ nivel internacional se ii3 venido observndo r;x l a s produccionm :!- . . . ;>aI)el y ceidns.3, nr. 13 nayorla de l o s paises productores, crecen u 113

c . r i t i o s i n i i a r a i 1-1 c r c c i i i e n t o econiiico r i e l p a í s , expressdo en tk-xi-

. . nos del ?rnrluc:o Interno Eruto; por l o tanto, y para l o s efectos ile una

-

aproximación prelizinnr conlo l a ?resente, resulta aceptable establecer

,...,.

c i e r t o paralelismo entre l o s índices corres?ondientes.

. . c.

...

(14)

F,Vgd,Il.$CTl-J:/ 2:

-::<.::

5f)S F9ysT>JdF2 :'J.?.\ L \ "407;i!c~I:3:<

?.E .?L%?AS

c'?'i~!.')sIc,:s

yorTalrncnte, una einlunción :!e mterins prims fihrosis siuu,z u f i ~ scctv- encia de varias etapas:

i:CUOLECCIC>:! iELA :.JXCTRA. La t o m de la nucstrn d.elieri hacerse directa- mente por el gr?iFo que efectuar; los ensayos, iitilizan<.o un sistema que pernita aseprar su reTresen:ativida+., considerando la variabilidad entre sitios, entre individuos y dentro de cada individuo.

Si se trata de una sola especie, cox0 es el caso en plantaciones, el

nuestreo se siaplifica. Si s,e trata de una mezcla de ?ifzrentes espe- cies, caso típico del bosque tropical, habra que definir previamente el sistema de explotación que se utilizará; para efectuar los ensayos

puede operarse con cada una de las especizs existentes ?or separado,

tratando de establecer el comportamiento comparativo y detectar proble-

mas que se puedan presentar, o bien, experimentando directamente con

l a mezcla de maderas, en l a proporción que pueda esperarse en la faena de explotación definida.

DETL?~4IIIACICN X CAD,ACTER,ISTICAC FISICAS

Y

QU1XCA.S DE

LA

?,L4TEXIA

TXIXA iatereza conocer algunas características que permitan una estimación

del conportamiento de la materia prima frente a los procesos de fabri- cación de pulpa y papel. La densidad de l a madera es un indicador inpor- tante que está relacionado con las propiedades biométricas de las fi-

bras; en 8enera1, se puede eqerar un buen comportamiento si la densi-

dad varia en el mareen 0.35

-

0.70 g/cm3.

Las dimenciones de las fibras: longitud, diámetro y espesor de pared,

influyen directamente en el comportamiento de la pulpa y en la calidad del papel fabricado con ella.

La longitud se determina en forma,directa mientras que el espesor de

pared resulta más conveniente de medir indirectamente, a través de índi-

ces como el peso/unidad de longitud (Coursenness) , Las características

químicas que más interczan, desde el punto de vista de producción de

pulpa, son los contenidos de extraibles y de lignina.

La

presencia de extraíbles puede producir problemas por cantidad y/o calidad: en UII priser análisis se efectúa la determinación de cantidad,

nediante extracción con solventes, reconendandose, al efecto, la mezcla

etanol-bcnceno en proporción volumétrica, también es oportuno cuantifi-

car el contenido de cenizas que, siendo nornalmente alto, puede origi-

(15)

. , .

.I Ir pro!jle-.ins [;- Irrx-so, es>ccinl.lent> 2 ; i 2:. :c'i;..:

. .

. !nA~isis c n 7 l . i i a t i v 3 los ci::tr3iFlci -i )I., S L I t l . ! Z I ; i

7 en el coy!>a:tanicnta ;>s;t?:-ir ir : í c ' j n .

I. i !r^sencia d- yrir o 7engr cantiiai, Ciz i~i.>:~iaa e.: :í r t > l u ( : i < . :!!. (.onsii;pio de rx.ctiv3s p t r u l a cocción y n o s : ~ r o ; ( ~ r c i , m a :Iwi ::: 1

L 1.j: r l a s carsas di3 .ellos i',urante l a e~peri..ieiit.iciCi:i.

:: ;s,.y3s Pi1L1 lxT3,:!1;!.4? LA QTIiCf DE LA :G!?E?l. E'.' !!,!. ?'.?.?I!:? ! I ' .

~ . 4 r i c a t i e n t ~ , es posible recuperar fibras de c u d q u i e r ve:,mita!. 0 :

e iti-uctura adecuada, sin embargo, no es 2o;ihle ctpir:ir l?co:i3:-! ' '

c >n todos e l l o s , siendo necesario efectuar I.::I!s estudiij3 E x p x - i : : :

a e:;cala de laboratorio, para evaluar su coni,ortainit!nto y op:j. i: n.

: I .

- . .

p i o r s o . ?or e l tanaXo de l o s equipos que s? enipleon y er. zri35c . , .

r 2s resultados que pueden obtenerce, aunque no necc:sariant?ntti c! I , .

t:o:- que se alcanzan en esas condicionss, l o s erisa~-os re f l e j a n I!: ..: . I

r:er;pondan a los que puedan esperarse de una o9erzc:iLn a es<:.L.i .: :. .

t :id.

. , ,

>!Jrnalrnente, se experimenta empleando e l proceso di? cocci611 . .

q'ie se recomienda como un proceso base ¿e comparacih para c ? , ; t : i . : : 1 I

n:ievas materias primas, puesto que permite l a (obterci'iin de p;iL;ii

crutia como blanqueada, de amplio margen de apl.icaciox!s y prt?,;ei' t d c r a n c i a respecto a materias primas, existiendo niiichci eaperim: m:>lnda, a n i v e l mundial, en su u t i l i z a c i ó n .

Después que l a madera se ha sometido a l proceso krzf se puede let : ,.¡ . 1:

e l rendimiento en pulpa y contenido residual de ligniria, en (:,o111 . :

I,,

prefijadas que pernitan establecer conparaciones con otras iiail . ! : t

uso habitual.

Las pulpas se someten a un tratamiento de blanqueo cx~siderado : : I 11.;.

prolongación del proceso ¿e cocción pero utilizando reactivos 4 ~ 1 1 : .

una acción más selectiva en su ataque a l a iiI;ni.na.

En este caso se emplearán secuencias de blanqueo tipicas que! 3 . !.I ,PI

a l a obtención de pulpas semiblancas o blancas:. Eti e l primer i:

característica l a secuencia cloro-extracción alc,alina-hipoc1or:it 1 ~ '.i

:;

,

mientras que, en e l segundo, se aplica l a secuencia cloro-exL: ::: CI

alcalina-dióxido de cloro-extracción alcalina-dióxidc) de cloro

:

; j I) ,

Las respuestas buscadas son, en esta etapa: e l rendiiaienta de t,l I ~ I.:.I,..o:

e l consu30 de reactivos; l a blancura del productc,; 1 3 rc?versii,i ! I ; .

blancura mediante alzun método adecuado; l a viscosidiid; 13s pro ) . ~ ' . I ie:

macánicas de l a pulpa blanca, inchiendo su <:omportmiento fit. I' z :

: i

; .i

: :I ..

j :I

/ ,

(16)

trat3iiento de reiin.xi6n. Los ens2.yos ;i;echiws consideran, no;.nairiex.:e, la 13ri:iti:d Cc r'ipturri y el factor <!e ras-,ndo.

Xn casos espcip.ies -11 ilu- 13 ?ii1p?. se utj.I.izx-5 s i n i>?.mqccar :>ara

re-.-

bricir ;;roriuctos ;!? so específico, aden& ?e zx?eri.zentar, eventull-

mnte, otro tipo

c!e

?roceso s:) oiitención :!e pulpa, l o s ensayos fí5icos

y mcánicos !)uscan evaluar características específ icIis

.

%:.IS.VICS

E::

ESC'iL.4 ?ILO;:l. Los ensayos efectuados en laboratorio pcrniten

obtener el priner íniice del cornportairtiento de la mdera bajo estudio. Puede ser recomendable ampliar l a experimentación en plantas capaces

de producir cantidades myores de producto, entre una y diez ton/día,

con el objeto de evaluar en térninos más reales.

EXSAYOS E:l

PLAXTB.

Aunque después de l o s ensayos en escala piloto pueden presentarse dudas respecto a la variabilidad del material en periódos

larzos de trabajo. in este caso será Útil efectuar un ensayo final en

fábrica, con una cantidad importante de materia prima. Sin enibarpo, por

el alto costo involucrado, los ensayos a esta escala no se realizan

habitualmente.

FACTIBILIDAD 'UCOMOI~IICA.

Después de demostrar la aptitud técnica de los

recursos para producir pulpas, en l o s ensayos s escala de laboratorio, es recomendable efectuar el análisis de prefectibilidad económica de

su empleo.

La

finalidad &is importante de este astudio es indicar e l

atractivo de la inversión en comparación con otras posibles inversiones

alternativas.

Superadas las fases iniciales se efectuarán otros estudios más completos hasta llegar al proyecto de ingeniería en el que se conjuga toda la

(17)

:L~!x?:. 37 CS:'i??:.'\S. i,,?,~ c ? i u l a s d s una m j e r c -1e conifer,as están ori-ii-

t,mj.ns ya sea lon:it:i?ind o rciidxente. Los ti?os ?e células cue timen

su eje mysr paral-lo 31 p x o de la n2Cera son: 13s trequeidis, las células del parénqui~ca ie:oso y l a s células e>i:-íiaies. ?,os tipos c!?

ceiuias que tienen su eje principal en la dirección radial son: l a s tra- queidas de los radios, el parénquima de l o s radios, y l a s células epite- liales: todas estas células se encuentran s o l o en l o s radios le.?osoc. :,:o es íorzoso que una especie contensa todos estos tipos de células.

La zadera nás sinple, desde el punto de vista anatónico, Únicanente necesita tener trequeidas longitudinales y parénquina do radios.

i+I).DYXA DF DICOTIL2LONE4S. Las células de las maderas de las especies de las dicotiledóneas, como l a s de l a s coníferas, están orientadas en dos direcciones, longitudinal o radialmente. L a s naderas duras difieren considerablemente de l a s maderas suaves porque contienen vasos, tienen

poco o ningún alineamiento radial de las células longitudinales obser- vadas transversalmente, son de estructura n& compleja porque pueden tener d s ti?os de células y poseen radios que son de anchura nás varia- ble.

Debido a la presencia de los vasos conocidos conúnmente con el nombre

de poros si se ebservan en sección transversal, la madera de las espe-

cies de las dicotiledóneas se denomina porosa en contraste con la de coníferas, que por no poseer tales características, se denomina no poro-

sa. Los radios leRosos de las maderas duras son mucho ni& variables de anchura y altura que los de las maderas suaves. Aunque algunas especies

tienen radio de una célula de anchura, como los que caracterizan a las

maderas suaves, y otras tienen radios de dos células de anchura, la

mayoría de l a s especies poseen radios multiseriados.

Los radios de las maderas duras son células de parhquima. Estas células pueden estar orientadas con su eje mayor, ya sea en forma radial (celu-

las procumbentes) o en forma longitudinal (células erectas). Los radios constituidos totalmente por un tipo de células se conocen como radios

homogéneos, y l o s constituidos por diferentes tipos de células, cono heterogéneos.

(18)

+

" 9

catalizador n ( :I:, i 1 I . I:

F o obstante s i esta h i d r ó l i s i s permanece inc:-ip2e 3.. se piicii:? . ,

a c ó l i s i s ácida algo moderada, 13 celulosa s í s::3 s 2 :.nvrrl;a. ii' , . .

&ido

( '6 "10% )n

Celulosa

. .

toda una s e r i e de otros carbohidratos. En una ;tin r;?. et;:.pa ,:: 1 ~ : > i -

, ,

a p e r d r su resistencia i r i i c i a l a 1.i tensión.

L3s f i b r a s se vuelve?. f r á g i l e s y a i secarse se cemc o r m ~ 1 1 y I . ; ' . ) : , : - t ? . Este material parcialnente hidrolizado a meoiido t! iIer.m~i.ii1 11 > .

l u l o s a y su grado de polimerización es mucho nác b a j , !:,i!e .::6 ic! 1; i' !

o r i g i r d .

D J S

de los oligozacáridos intermedios más sent-illc qiie :ie t : [ . r L . l : I I

a l hidrolizar parcialmente l a celulosa son l a ci?.obiN sii y :;I ,:b:ot: I

ciyas estructuras han sido establecidas perf ?r:tam ni:{:. .\I t.! &Ir( . I

1 3 celobiosa o l a celotriosa, e l producto forma4ri e s l a

gl~.;c:c:n..

C'tlotriosa -

,

',*

I ' '

. I C.ida unidad estructural en l a celulosa contiel:! tr zi yu9o;; 1:i.i:it :. 3

. . a LcohóLicos.

(19)

*-

r .

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L 1

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...,.

.. . - .

...

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..

OS ::os ?ri.-:-ros son ~;:cunilarics ~r el otro e:> i!.n ;rilpo I~.ic!rósils 2 1 ~ 0 -

..

, .

..olL~o .j7:r:ario.

c:!~.~~.::,

est.- iiroi:iictu

c;:

hi.iiroum, r i n d c , p r i x ~ . p o l x ~ ~ - : e , I?. 1,-,~-t~i;c~til-;'li:c3~'><? y 7r.1~ ~ P C : W . ~ . S c?n.tiGides :l? 2,5,i,:;-t~-

Cra.-Ctil-

-

!luciisa. le:.ibi2n 5 2 podrían íorciar husllas :.e t~et:~~~'.

II3IIC2L',l40C;iS. Cuan<!o CAL? xadera se liberi de l o s estractss y lues0 se

li5era cuidadosainente ds la lipin?., rinde un 2roducto fibroso I l a n x l o holocolulosa, que representa la s u m total de l a celulosa y otros poli- sacáridos. Estos Gltinos se llanan, generalnente, hemicelulosas.

I ..sta eliniiiarión ? o liznina se puede efect:iar tratando la rnac'era fina-

?c:itz dividicia nlternadoifnte con cloro y con etanolaminn alcohólica. Otro método más cónodo, pero nás drástico para preparar 1 3 hoioceiuiosa, implica calentar l a nuestra de madera libre de extráctos, en ácido acf-

tic0 acuoso y clorito de sodio. Esto libera bióxido de cloro, el cual elimina la lignina, dejando un residuo fibroso blanco, de holocelulosa.

Estas deslignificacioxs nunca son perfectas.

Resumiendo, la celulosa es fibrosa, tiene un alto grado de polineriza-

ción, es bastante insoluble en álcali frío, es relativamente poco afec-

tada por los ácidos minerales diluidos, y está constituida, en gran par- te, por cadenas largrts de unidades de ylucosa unidas a través de los

átomos de carbono 1 y 4 . Las hemicelulosas son no fibrosas, tienen un

grado de polinerización de aproximadamente 150 a 230, y son bastantes solubles en sosa caistica diluida.

Parte de las hemicelulosas iniciales se retienen en la pulpa. Una parte de l a s hemicelulosas nenos resistentes, se separan durante la digestión, y sus productos de degradación se encuentran luego en los licores gas- tados.

Los licores yastados resultantes que contienen las sales de lignina, también tienen los azúcares que derivan de las hemicelulosas. Xornalmen- te predomina la manosa, xilosa, galactosa, glucosa y arabinosa.

Las hemicelulosas contribuyen, en mucho, a las resistencias a la ten-

sión, explosión y doblez de la hoja de pulpa. Aparentemente, tanto las

cantidades y tipo de hemicelulosas en una pulpa, como también su acce-

sibilidad, tendrán influencia en su efecto sobre las propiedades de l a

pulpa y sobre e l tipo de papel que se puede hacer a partir de dicha pul- pa

-

Si el contenido de hemicelulosas es muy bajo, e l batido consume entonces tiempo y energía, y e l producto fibroso tendrá un alto contenido de alfa -celulosa.

(20)

c:cistez ciertas ;!c3vzxta ja-, :>cy 1 ~ . presmciz 112 ii?r!icelulosas, :iiin CI:UF-

do 13s pu1pas se vayan a usar en ia is:iricación (i:~ p?d. rn ii caso

:!i cizrt9.s ?:il>?s lilaíiqi1crid.a~

,

p r e c r <:.in 1.3.3 he.?.icslliLosas son r?s:op.-

::able3 ?or c i ? r t i F5rtiidn d ? blzncura durante el s1nacenanisn:D o envs-

.

.

J'3C1.2!.2P:O de 13 ?Ul?a 51XlCjJ2Sd?.

.

iQTF.Os ??::gUCTOS

;

:

12,i :>%.9Z?:l.. ~sp~cífice3:nte ciertcis 33deras contienen aceites esenciales y fijos, ácidos resínicos y esteroirs. Qtras rinden

taninos y naterias colorantes. Unas cuantas Toseen pequegas cantidades

de nonosecAridos y ciirtas coxiferas contienen polisac5ridos solcbles

en noua Erza. iristcn alzunas maieras que alaacennn alcaloides fisioló- gicamente activos.

La resistencia de una mdern a los ataques de microorganisnos e insec-

tos, su color, olor y sabor o flanabilidad poco iisual, ¿eben ser atri-

buidos a sus mteriales extrezos. Si una madera resulta tóxica en su

manejo, esto también se debe a los e::tráctos inicialmente presentes en

su tejido. Los extráctos pueden originar propiedades indeseables en las

pulpas celulósicas

,

aunque también es posible que proporcionen valiosos

subproductos a esta industria.

En el proceso kraf de obtención de pulpas, las maderas de alzunos pinos

producen un licor negro alcalino que, al concentrarse al vacío, rinde una mezcla de jabones que flotan en la superficie de la solución. Por disolución en agua caliente, el jabón se libera del licor negro a él

adherido, y se precipita por adición de sal, y luego se trata con un ácido mineral, resulta una zezcla llamada aceite de bogol.

El

aceite de bogol refinado por varios métodos, ha llegado a ser un im-

portante subproducto comercial de las operaciones de obtención de pulpa

al sulfato. Encuentra una amplia variedad de usos, algunos ejemplos de

los cuales incluyen 13 producción de aceites para cortar metales, emul-

sionantes, jabones, linóleos, pinturas, barnices, plastif icantes, puli-

doresdores, tintas de impresión, aceites sulfonados, agentes

a

prueba

de agua, y encolantes de brea para la fabricación de papel.

Otro subproducto importante en l a obtención de pulpas kraf es el agua- rrás al sulfato.

El

aguarrás al sulfato crudo. se puede obtender en ren-

dimientos que varían de 9.5 a 10 lt/ton de pulpa, pero requiere purifi- cación antes de que se pueda usar como solvente en coxpetencia con el

aguarrás de resina.

, n

(21)

En e1 caso 6e naderas de coníferas como e l pinabete, e l proceso &i<o

31 s u l f i t o orisina, en l o s gases de a l i v i o , un subproducto llanado aguarr6sai s u i f i t o , cuya composición ES bastsnte diferente a i egwrr5s

a l sulfato. Este azcarrás a l s u l f i t o tanbién d t f i e r e , en composición, de otros aguarrases del nierccido. Su principal conponente es e l P-cirneno,

junto con alzo de Borneol y o t r o s productos.

P-cirneno

I

13

(22)

Qy<;;;cI(>:: 37,

:'-!.?.\c

CX<L9SIXS

?or 7 2 6 i o :!e vario; c,rocezos ,:e ,IbtmciC.n <!z ~ i i i l > s c-l*&5sicas, 1.n '13-

dera y otras plantas €il>rosas se convierten ?n Li!>rx $ara In fCi5ric,i-

ción de ,sa.pei. 3ependi.Znds de ia naquinaria y acción utilizadas, se

puede decir que los n a t e r i d s vegetales se nuelen, cuecen, 6i;iorrn desfibran, desliynifican, o se refinan para convertirse en pulpas celii- lósicas.

En l a fabricación de pulpas se e-iplean variis opracionfs uniterim ta-

l e s COBO absorción d~ sases, evaporación, xtracción y filtracGn, que

son coaunes no solamente a la .nayor$,? dt los procesos de obtencijx Se

pulpa si no también a muchos procesos industriales.

Zl políxro de celulosa, principal constituyente de las fibras utiliza- das en l a fabricación de papel, en su mayor parte se usa en estado sÓli-

do. Esto dá aucha importancia y énfasis a sus propiedades coloiddes y de superficie, hinchamiento, carga de superficie y otros factores.

Estas propiedades se alteran por efectos químicos y mecánicos que se

presentan durante la obtención de pulpa, en el blanqueo y refinación.

E1 color de la pulpa es un atributo físico de gran importancia coxer-

ciai. La celulosa, en s í , es blanca; pero las pullas comerciales sin blanquear, las cuales, en su mayor parte están constituidas por celulo-

sa, son de color obscuro.

Los efectos del color están asociados con los caabios de la lignina que ocurren durante los procesos quinicos. Al preparar una pulpa de blan-

cura pernanente, toda la lignina se elimina durante e l blanqueo. En e l blanqueo de la pasta mecánica, l a lignina no se elimina. La reflectancia

de un espesor grueso de pulpa, medida a una longitud de onda de 457 mi-

crómetros, se conoce como brillantez en l a fabricación de papel, y se

usa como una medida de blancura.

Actualmente, la industria de la pulpa y del papel utiliza un rango más amplio de especies de madera y materiales vegetales que en los azos an- teriores. Eajo las condiciones iniciales de utilización limitada de es-

pecies, las pulpas se clasificaban simplemente en mecánica, al sulfito, a la sosa y kraf (ai sulfato). A partir de una especie dada; se pueden producir diferentes tipos de pulpas de maderas duras usando variaciones

de un sistema químico sencillo, tal como ei del sulfito-bisulfito.

- . <

(23)

La nayoria de las pulpas comerciales se producen nedimte l a utilización de relativamente pocos productos químicos que contienen azufre, o:cípeno

y álcali; y éstos existen en varios estados quiniicos diferentes y una variedad de sictexas:

SISTEíAS ACUOSOS

DX

OBTENCION 35 PULPAS

PABA LOS

PROCESOS CONERCIALXS

PH

--

c .-._I^_

1 7 14

Procesos &idos Procesos neutros Procesos alcalinos

Grupos químicos en solución acuosa

s32

HS03

so:

S=

HSO? S9-

I? s

-_

____)

o r

Sases solubles Na+

.

. (no utilizado para procesos neutros o alcalinos)

Bases de solubilidad limitada

++

Y g -- .)

Procesos

Ca++

-

Al sulfito ácido Al sulfito neutro

sul la+

a=

SH;~-?H-)

Kraf (al sulfato)

A

la sosa'( a+,

Semiquímico (NCSC)

Al sulfito, de alto rendimiento

Quimimecánico (para pasta mecánica)

15

Kraf

,

semiquímico

(24)

Los co,npili.:;tos iic nziizre ze i t t i l i m n en to!1o e!. r a n 2 0 de :if: cubierto

lor 10s di~?r.3nt.,?s pr,aczsos cis ,o',tención c!c ?!i.Lps, p l o s y x y s r,i,iizi-

cos <;,le r!eriv:.n r ~ r C ~ ~ S S cs:nyesto.; s. co?.l.ici.h acligsa, corre::Jond:n a . 1 0 ~ niv;:le-, es;iecíiiicos c!: p!: que se -intimen +n jichos ?rocz-;cs.

La interacción i!c Sstos ror?uestos 3.e azufre CO? la li:nin?, junto con

l a velocidad de hi'Jr6lisis iezida por el pK, controla, en y r a n >arte, el curso de la acción del proceso. Los efectos &e 13 hidrólisis k i d a disninuyen a medida que e1 9!-I del sistema se mantiene riás cerca de la neutralidad. Bajo estas condiciones, se presenta menos rompirniento hi-

drolitico de la liynina y de l o s carbohidratos. De lo que se infiere que con sistenas 31 sulfito neutro sa obtiene un alto rendimiento 4%

pulpa. Las maderas duras ( l a s cuales, en gmeral, poseen un contenido más alto de henicelulosa y nás bajo de lignina que l a s maderas suaves), resultan, de este nodo, ser las especies más favorables para ser ?roce- sadas con sulfito neutro. En el proceso semiquíniico de obtención de pul-

pa a partir de maderas duras, se obtiene una alta retención de lienice-

lulosas.

Las maderas que contienen altos porcentajes de resinas y grasas, son

procesadas d s efectivaaente en medio alcalino, en el cual estos compu-

estos se solubilizan por zaponificación. Los sistemas a l sulfito difí- cilmente afectan a las grasas y a las resinas, a las que colectivamente se,hace referecia como "pitch", l o cual puede ser una fuente de difi-

cultades en la fabricación de papel.

Las principales variables de reacción que se estudian en los procesos

de obtención de pulpas son: composiciÓn y concentración del licor, tem-

peratura, tiempo, presión y pEI. Para los licores alcalinos, no obstante,

la relación de l o s álcalis puede variar bastante sin afectar el pH. Para l o s sistemas sulfito-bisulfito, las consideraciones de equilibrio y de pH son de mayor im7ortancia.

La

composición del licor al sulfito ácido se afecta por presión y temperatura debido a la presencia de un

componente volátil, el bióxido de azufre.

El

movimiento de l o s reactivos químicos en la madera durante l a obten- ción de las pulpas químicas, es uno de l o s factores más importantes tanto en los procesos qcímicos como en los semiquímicos.

En

general,

dicho movimienta tiene que lograrse antes de haberse alcansado las ten-

?eraturas máximas de reacción. E l calentamiento de la madera en ausencia

de productos quínicos, puede ser perjudicial.

(25)

3 , z.st5 nfec-

ta:in c(,r ;2ctor.,s: conccntraci6n, >''

:-

cm;,oiición del iicor:

:;-,.: .L,.bL:.lL,, > .

,

eo;it3nit;o ,!? : I L I T ~ ~ . ~ , y estrvct'ir.a i!c 13 :der?.; y con:icionGz :f:2.arnturn 32ntenid;l c!urante e l prociso. k d o que f s t h i2'~o~uCrac!.os

,los -;ier_anis:nos de transfercncin, l a trinsfxexia total se conoce COKO

ccnetración. ~2 9enetración est3 relacionila con el xoviziento 22 rasa

d e l licor dentro de los ?oros de l a ladera. C i &tos se llenan de agcri o se obstruyen de algrina otra cianera, la transferencia más lenta de pro- ductos quí3icos del licor dectro de l a madera, se efectúa principalmente lor difusión.

Cog0 sucede con nuchas reacciones quhicas, las velocidades d e 13s rfac-

ciones de cocción se increnentan por la elevación de la ten?eratura,

y 21 coeficiente de temperatura es sensibleaente el nisno qee el encon-

trado en muchas reacciones químicas, es decir, l a velocidad Fracticasen- te se duplica por cada 10°C de aumento. De l o anterior se infiere que el tiempo y la temperatura pu'eden ser intercambiados.

En los procesos conpletmente químicos, se disuelve aproximadamente la

mitad del peso de la madera carzada al digestor, y el rendimiento de

la pulpa es de un 50Z o menor. En los procesos alcalinos, el licor gas-

tado de la digestión se concentra hasta consistencia de jarabe espeso,

y luepo se quema dentro de un horno cono si fuera aceite combustible.

A través de esta combustión se recuperan tanto el calor como l o s pro-

ductos químicos. Asto es, a partir de los gases calientes producidos por la parte or$nica combustible,. se genera vapor, y el licor de coc-

cción se reconstituye a partir de las cenizas fundidas. Los compuestos de las cenizas fundidas se convierten nuevamente a un estado activo, por caustificación. Todas las operaciones iitilizadas en la fabricación

de pulpas alcalinas, constituyen un proceso cíclico.

Operaciones cíclicas básicas similares se emplean conjuntamente, en

menor grado, en los procesos al sulfito y semiquímico que utilizan sis-

temas con bases de sodio o magnesio. Varias fábricas concentran, por

evaporación, licor rojo de base calcio y venden el jarabe para la fa-

bricación de adhesivos o lo queman para recuperación de calor.

Los esfuerzos hechos para utilizar econónicamente los sólidos disueltos del licor gastado del proceso al sulfito, han tenido como resultado

l a obtención coaercial de varios productos Útiles, tales cono alcohol

etílico, vainillina, levaduras y aditivos para lodos de perforación.

Las pulpas al sulfito de alto rendimiento. y las ser.iiquímicas. sobre

las que se ha enfocado un gran interés, obvimente se consideran como

(26)

OSTEXIO!' ?E PASTA IECh'!ICi?

..

isti3 proczso utiliza prácticaqente toda la fibra de madera que existe

en el tronco, en l a que se incluye tanto a l a celulosa cono a l a 1ig:ii- na, nientras que los diferentes procesos quiziicos 6isuelven la lignina

en distinto zrado, de modo que e l rendiaiento de las pulpas quí~icc?s es aproximadamente la mitad del de la pasta necánica. Puesto que las

fibras de esta pasta en realidad se desgarran de la madera, varían en longitud y composición. Aunque los mayores tonelajes de pasta mecánica

se emplean en la fabricación de papel para periódico, por medio de cam-

bios en e l proceso y en la operación es posible obtener otras calidades de pasta nechica, apropiadas para usarse en papeles para libros y en otros tipos de papeles especiales.

Existen dos razones básicas para usar pasta mecánica en papeles de in- presión y similares. La más importante es su bajo costo, dado que e l proceso utiliza prácticamente toda la fibra de la madera para pulpa,

que es una nateria prima bastante cara. La segunda razón es que las fi- bras rotas y desgarradas de la pasta mecánica pueden absorber la tinta

en las prensas de impresión de alta velocidad, de los peródicos, revis- tas y publicaciones siziilares.

El proceso se inicia con la entrega a la fábrica de los troncos de

madera para pulpa, limpios y descortezados, en longitudes de 16 a 60

pulgadas dependiendo del tipo de molino. El volumen de la madera se mide

en estibas o por algún otro medio, y los troncos individuales se colocan dentro de la prensa del molino, y son reducidos a pasta mecánica por la piedra del mismo. Para mantener una temperatura apropiada, se agrega

agua a la piedra, y la pulpa va entonces de la fosa del molino hacia

los depuradores gruesos o de astillas en donde se separan pedasos de madera relativamente grandes y astillas. La suspensión diluida se bombea

a los depuradores finos y la pulpa aceptada, a los espesadores o a los

(27)
(28)

L * . C " r. L . F. L . v. L . r- L f-

:~rrn-apcstz.s 2~ r;oiici, respertivanentc, $ 2 :irc?ara para su uso 2 2 1s

fsbrica d.2 .:a?el, 0 pzra sli eiibarqiic en :xna de hoj2.s o pac;c??er i ! < t x -

(7 I

.?I m l i r ].a ?arta ::ecSniccl de ia fosa iizl. Joiino, contienea un i~et:u:.;cr

:>orcmtaje de iilcss ds iibras gruesas 7 istillas, y, ocacio~almnte costeras delgadas, llena-1cls calzas, que se aprisionan !>a jo los borc!es

de l a s p e n s a s del nolino, sin aoierse, T; que usuaixnte se ?.esechan.

La fracción g-uesa de pasta, debe separarse de la pasta buena. Esto se lleva a cabo diluyendo l a pulpa hasta una consistencia aproxixadamente l 5 U ?artes de a y a por una parte de pulpa seca, y pasando l a suspensión diluida sobre una serie de tanices o placas perforadas. En la 6isposi- ciÓn usiial de l o s depuradores está priaero u11 depurador grueso, llamado

depurador de astillas, para separar el material más Srande.

La pulpa aceptad2 por estos depuradores va a los depuradores finos,

con placas perforadas a diámetros de agujeros de

0.5

a 1.9 m, dependi-

endo de la calidad del papel que se va a hacer con la pulpa.

El

material rechazado por los depuradores se procesa mediante varios tipos de refi-

nadores, con el objeto de reducir el material grueso a partículas de

menor tama'lo que se puedan usar como pulpa. Esta pulpa refinada se pasa entonces por el sistema de de.uraciÓn y se une nuevamente con la pulpa

que viene de l o s nolinos.

Después de la depuración, 21 exceso de agua usado en dicha etapa, se

separa por filtración a través de una malla metálica fina, en un espesa-

dor que trabaja por jravedad o a l vacío.

La

pulpa, con una consistencia de 4 a 52 cae del espesador a un tanque de almacenamiento, y el agua

blanca va a un tanque por separado. El azua blanca contiene algo de

pasta fina que pasa por tela inetálica, y tainbién retiene gran parte de calor generado en el proceso de moliendas, tanto la pasta fina como el calor son valiosos, lo mismo que el alubre. Ellos se recuperan recir- culando la misma agua por las regaderas del molino y por diferentes pun-

tos de dilución en el sistema.

El papel hacho de pasta mecánica es suave, voluminoso, absorbente y opa-

co.

Es

también débil y está sujeto- a deteriorarse con el tiempo, espe-

cialmente a la luz solar. Las pulpas químicas son resistentes pero menos

absorbentes y menos opacas, y las fibras son de unos 2.4 a 3.5 mm de lonzitud, es decir, varias veces más largas que las fibras promedio

de 13 pasta mecánica.

>o.,

.

-

(29)

. .

, .

. .

. .

,

1

OBT'TXIO:! DE P1-'L?AS AL SüLCATO

< ' ::; 11: madera se descortezan en l o s descortezadores y se convi-

. .

* . . i.:;t:-I.las en astilladores de varias cuchillas. Estas a s t i l l a s

: ,

,

por- medio de transportadores,. desde los s i l o s de almacenami-

t : 13:; digestores, a l o s cuales se alimenta l a cantidad máxima

70:: l a parte superior del digestor. A l mismo tiempo se agrega

.: ~ ::: cocción. La relación de a s t i l l a s y l i c o r se controla cuida-

'! :

,

a s í como l a concentración del l i c o r , e l contenido de hÚmedad,

i: ~ 7 , : iiri;itI.es.

, . ~ I ,

.

. :.LIS d.2 madera se cuecen, durante e l teiempo prescrito, bajo

.~ I . . - ,:!kmes apropiadas de presión y temperatura. E l tiempo usual

I '~ i es t e unas 2 a 4 horas a una presión aproximada de 100 a 110

! :-: i 1:;aiii cuadrada. A l cocerse l a madera destilan e l aguarrá:s y

I I : ' ! .:ititiiyentes v o l á t i l e s l o s cuales se condensan para venderse

: :r r . ,.rod1~ctos.

I C (le 1.a cocción, l a pulpa y e l l i c o r se "soplan" dentro d e l

: ! I i . j i t ' ,lescarga. E1 vapor a presión en e l digestor es e l propulsor

I .: ::;I ' l,i!sc:arga y hace que e l digestor quede limpio. l i s t o para otra

,: >I r: i1 .L.vapor de l a descarga se' u t i l i z a en calentar agua para uso

i : i !' !!r ic;3.

i 1 e1 : ~ ique de descarga queda l a pulpa y e l l i c o r que contienen l o s

s v : de cocción gastados, a s í como l a lignina y otros sólidos

de l a madera. La pulpa y e l l i c o r negro se d i l u y e n con l i c o r

r t ~ I 1

:.iiEo

y se bonbean, pasando por l o s separadores de nudos, a

I 1 : , . , , T I ores de pulpa sucia, en donde e l l i c o r , que contiene e l resj.<l.uo

-1 .I

: r r : ~ i d '

(30)

I .

'&' '

. I

i.'

!

1-a p u l p a Iav3da 5 2 dEnura en!mC.ZS y 51 c n v b a 1 3 ipi2nta de Slanqueo

0 a 13 fábrica ci.2 papel. ?art€ d e l licor neqro de Tos laiiadores 5 2

cob70 c'iluyente pzra

e i

licor I:: c x c i h y para la suspensión de pulpa sucia. 11 resto sz landa a 13 unidad de recuperacihn d e la iibrica de p ~ l y , en donde se recuparan l o s productos químico; usados 2n la digestión.

La recuperación de reactivos es una parte esencial del proceso al suliato. Si todas los productos químicos gastados en la c'occión se

mandaran a l drenaje, el costo del proceso sería prohibitivo, y la contaminación de las corrientes sería. tan Severa que impediría el

empleo de estas aguas en usos agrícolas o domésticos.

Para recuperar l o s reactivos y e l calor del licor gastado al sulfato, el licor negro de los lavadores de pulpa sucia, que contiene un 16% de

sólidos,' se concentran en evaporadores de múltiple efecto' hasta un

50% de sólidos. Ourante la evaporación, se separa un jabón que se vende

como subproducto. : ..

E l licor se concentra todavía, más en un, evaporador ~ de 'contacto .;directo.

E l contenido final de sólidos será de 65%, aproximadaments. .¡E licor espeso se quema entonces en el horno de recuperación. La lignioa y otros ,..

extractos ,de la madera sostienen la combustión, y los reactivos de la,

cocción forman una masa fundida en el 'fondo del horno. E l Sulfato .de

sodio presente en el licor, y el que se agregó como producto químico de reposición, se reduce

a

sulfuro de sodio.'El calor del horno se

utiliza en la producción de vapor sobrecalentado para 10s turbogenera-

dores de la fábrica.

La fusión proveniente del horno, de recuperación, se disuelve, con lo'

que :se forma. el "licor verde".. Este licor contiene principalmente . ~

Entonces se caustifica licor verde, convirtiendose el carbonato de sodio en hidróxido d e + sodio, ,y 'ell calcio.'se .precipita. como- carbonato de calcio.

El carbonato de calcio' formado se calcina en un gran 'horno

para

recuperar el calcio. E l Óxido de calcio formado en la calcinación, se

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apaga con agua de lavado o. con licor diluido, para proporcionar el

hidróxido de calcio necesario para la caustificación del licor verde.

La cal de reposición se agrega, ya sea como cal viva o como carbonato

(31)

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, 51 hicrjxido <e calcio for:.ado, se envía ;i los digestores cono licor

de cocción, compietándose así ei ciclo í'c recuocración. Esta solución

d e nidróxido d e sodio contiene también el sulfur0 de sodio originado

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en -1 norno de recuperación. .j.

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OETE~ICIOFI

DE PULPA

.!A SULFITO

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Casi todas las nuevas fábricas de pulpa al sulfito ácido han sido a

base de sistemas con bases solubles, y con equipos completos para la

recuperación de calor y productos químicos de proceso.

El proceso de obtención de pulpa o deslignificación de la madera,

generalmente se lleva a cabo en escala industrial usando un digestor,

de tamano.tal para que de una hervida se produzcan de 12 a 15 toneladas de pulpa.

.

El

primer paso para llevar a cabo el proceso consiste en llenar e l .

digestor de astillas. Con frecuencia se emplea un empacador de astillas

para distribuirlas , sobre

la

sección transversal del interior del

digestor de &do que haya un mejor . asentamiento y se obtenga

sustancialmente un mayor peso de .madera dentro. del digestor que el que

se lograría sin el uso de dicho:empacador. el siguiente paso consiste en cerrar el digestor con una tapa metálica y luego ,bombear dentro de

el una solución deslignificadora o ácido'.de 'cocción.

E l sistema ácido en' caliente, que está en uso en la mayoría de las , , fábricas de pulpa a l sulfito, el licor se agrega de un recipiente .

esférico de almacenamiento, llamado acumulador,: a una temperatura de

unos

dO°C

y a 60 lb/pu1g2 de presión manométrica.

En. el sistema ácido en frío, el licor se agrega .a unos 30 C y a la presión atmosférica.

El

sistema ácido en caliente tiene *la ventaja de

que con su, empleo se pueden ahorrar unas dos horas de tiempo'de cocción ~

'. y unas 2,000, lb de .vapor por toneiada 'de pulpa. E l sistema'ácido en.>'

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.~ .'.: . . caliente: permite pr6porcionar. un ácido de cocción que. contiene biÓxid,o

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.,' .de az'ufrela. una . h y o r cóncentración que e1,sistya ácido en frío; y esta:.

. mayor concentración 'aunada a la ventaja de uha temperatura

más

alta '

reduce el tiempo requerido para que el licor penetre en las asfillas

, , y para que.el digestor llegue a la temperatura de cocción, lo cual, a

su vez, disminuye el tiempo de cocción y, aumente la productividad.

En muchas instalaciones modernas, se practica dentro del digestor la

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(32)

r:circulzcijn Tcrzads, extrzyi?ndo continuamente ?or e l f m d o del

r5zi;jient:: 3 3 r t 2 12

i a

ssiucijn y rqrzsJntoia a l a parte superior, o

viczv~rs2. :n :?stas ccndiciones, i1 c e l m t m i m t o inc'irccto del licor

se I I Z , , ~ 3 C ~ S C fkilrnent-. sasm.?o el licor s.n movi;.;iianto a través

?e

un cmbiagcir d-. cz.lor 2 introducimoo 21 caloi suninistrado

indirectanent2 ? o r 1s condensecihn d e l vapor. Por medio de este ~rocsdiniento se mantienen condiciones más uniformes de temperatura

y

concsntracihn de reactivos en todo el gran volumen de astillas en

el

digestor, con el resultado d e que se puede producir una pulpa

relativamente uniforme. Una ventaja del procedimiento de calentamiento

indirecto es que el vapor condensado en los cambiadores de calor pueden

retornarse a las calderas para volver a ser utilizado.

Otro tipo de sistema, 'ligado a los nombre de Ritter y Keiiner, implica

el calentamiento directo del licor por la introducción de vapor al

interior del digestor. Esto se puede aplicar con circulación externa

del licor o sin ella. Si no se proporciona circuiación externa, entonces' .

es esencial. una cuidadosa aplicación del vapor a modo de.'activar una

circulación natural máxima. El calor sumin'istrado de esta manera est&

asociado con su condensación y, debido al condensado que se adiciona al digestor, e s necesario usar un &Ido con mayor concentración de : bióxido de azufre aombinado. Del digestor se debe edtraer algo del liquido, como alivio lateral, para bajar el nivel, del. liquido y permitir

el alivio del gas del digestor sin obstruir las 'coladeras de la parte

superior, que sirven para evitar el arrastre de astillas o pulpa.fuera del digestor.

Sin embargo, én cada uno de' los dos sistemas empleados para

la

introducción de calor, la temperatura media del digestor' se controla muy cuidadosamente conforme progresa la hervida, y en

las

instalaciones

modernas se hace por medio de equipo de control autdtico., Las condiciones de temperatura, y concentración de reactfv

.

' de coccign a ,medida que aumenta

el

tiempo de tratamiento

cocción. aparentemente varia bastante ,en las diferent

pulpa al sulfito; pero en 'general, se pueden requerir de 5.5 a 7. horas Por ciclo cuando se usa el sistema de ácido en caliente, con

Calentamiento indirecto, y de 7 a 10 horas 'por ciclo en el sistema de

acido en frío, con vaporeo directo.

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(33)

51 ciclo ss inicic calentnnr'o lentanente e I l i z o r ;mr rier!i,3 de 13

adicijn ccntinua y unifcrx Ce iiapr, iplicmdo ccn t a l velccic'ad que un p - r i d o de ?enetrnc.cn _ I de 2 3 a norls se airance una tmpeiatura

rte iic0C.

D+;iués l e gasar e l rango ?e temperatuia a i t i c z , e l cunmtz te

temperatura d e l licor se continua hasta alcanzar el valor mSximo oeseado; entonces se corta e l vapor y la mezcla de reacción E? sostiene por un periodo de tiempo suficiente para permitir que las reacciones

químicas significativas se l l e v e n totalmente a cabo.

Cuando la temperatura ha llegado a unos 120 ,C' a l g o d e l líquido se extrae del digestor por una válvula de alivio situada al lado del digestor, y este licor se regresa a un tanque de almacenamiento a al acumulador de alta presión. Asimismo, de la parte superior del .digestor,

a través de una válvula de alivio, se extrae gas que consiste en gran parte en bióxido de azufre con vapor y algunos gases no condensables, y este gas se regresa al. acumulador para enriquecer el .ácido de la

torre. Por medio de esta- eliminación del líquido y gas, la presiÓn.:del ., . . ,

digestor se reduce ,bastante de -los niveles que de otro" modo se tendrían,

y la composición de la solución se ajusta de tal .manera que a l . final .de la quin.ta hora la solución contiene predominantemente bisulfito y

Después de la segunda o.. tercera hora, el calentamiento se: continúa

hasta tener una temperatura. de 140°C a ,la cuarta hora aproximadamente.

Entonces, se eliminan cantidades adicionales de líquido y gas a través de las válvulas de alivio hacia el acumulador de alta presión, a un; velocidad tal que, por la sexta o séptima hora la presión

manométrica'

se haya reducido a un nivel- de solamente de 10 - a ' 30' ib/pui$

,

correspondiente a 'una . . temperatura de vapor: saturado, de unos.. 1.05

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115

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. . ~. . . . .. 5810 un poco de ácido sulfuroso. , " . .

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grados centígrados. *.. , . . .

. . En seguida, -se descarga el digesf0 abre rápidamente.

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.' ' gran válvula situada :en un,. tÜbo'' cone

presión remanente 'eri';ei mismo,. fuer

el tubo.

El

contenido del digestor I . . . va hacia,'un

puede ser un tanque' grande de 'madera, revestido, con masaico y provisto de un fondo perforado, a menudo de acero inóxidable. 'Cerca del fondo

del digestor, algunas veces se encuentran localizadas unas espreas de limpieza que permiten la introducción de agua'.o licor gastado, con

..

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