El papel ha recorrido un largo camino antes de que comenzara a fabricarse en la forma en que lo conocemos hoy. Inventado en China, desde el principio fue un importante medio de información; en aquella época se utilizaban fibras de seda y lino en su producción.
Proceso de fabricación de papel
El proceso de producción de papel consta de varias etapas. En la primera etapa, tiene lugar la fragmentación y purificación de la pulpa, que puede ser de origen primario (madera) o secundario (papel usado). La principal fuente de fibras de celulosa es la madera obtenida en aserraderos en diversas formas, por ejemplo, como troncos, virutas de madera o serrín.
En la siguiente etapa, el material fibroso se somete a un procesamiento adicional, donde se convierte en pulpa, que a continuación se procesa en papel. La producción de pulpa puede realizarse por métodos mecánicos o químicos. En el proceso de pulpa química, generalmente se utiliza álcali (por ejemplo, hidróxido de sodio en forma de lejía o sosa cáustica ) para eliminar la lignina que une las fibras.
El uso de antiespumantes en cada etapa de la producción de papel también es crucial. Las sustancias antiespumantes se utilizan en el proceso de fabricación de todo tipo de productos de papel. La espuma se crea mezclando gases con pulpa de celulosa y se retiene en ella debido a la presencia de surfactantes. Los productos de la oferta del Grupo PCC se pueden utilizar con éxito para la eliminación de la espuma que se produce en las siguientes etapas de la producción de papel. Entre ellos se encuentran los copolímeros en bloque EO/PO ( ROKAmer ) y una serie de alcoholes grasos alcoxilados ( ROKAnol LP ). Su alta eficacia en la eliminación de espuma y en la prevención de su formación permite mejorar la eficiencia de los pasos tecnológicos posteriores.
Métodos químicos de despulpe
Los procesos de pulpa química consisten principalmente en el uso de varios reactivos químicos, así como calor, para ablandar la lignina. Como resultado, se disuelve y luego se refina mecánicamente para separar las fibras. En la práctica, se utilizan dos procesos de pulpa química diferentes.
El primero de ellos es el proceso de pulpa kraft , también conocido como proceso de sulfato. Actualmente, es la tecnología dominante: alrededor del 80 %de la producción mundial de pulpa se procesa mediante este método. La pulpa kraft se ha convertido en el método más utilizado debido a varios factores. Las fibras procesadas con sulfato tienen una mejor durabilidad en comparación con las obtenidas como resultado de otras tecnologías disponibles. Además, se puede utilizar para todo tipo de madera, y el proceso en sí permite una recuperación eficaz de las materias primas químicas utilizadas.
El proceso kraft consiste en combinar virutas de madera con licor blanco (es una solución acuosa de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio). En condiciones de presión y temperatura elevadas, esta solución disuelve la lignina, liberando fibras celulósicas. Después de completar la reacción de digestión, se obtiene un licor negro y pulpa de celulosa. El licor contiene sustancias orgánicas disueltas que se recuperan y se pueden volver a utilizar en el proceso químico. La lignina se elimina de la masa en el proceso de deslignificación con oxígeno (en presencia de oxígeno e hidróxido de sodio). El material obtenido de esta manera se blanquea para lograr un rendimiento adecuado, como resistencia, brillo y pureza del producto final.
El segundo proceso de digestión química es el proceso al sulfito . Consiste en utilizar una solución acuosa de dióxido de azufre en presencia de álcalis (p. ej. calcio, magnesio, sodio y amonio). Los productos obtenidos en este proceso son más ligeros y más fáciles de blanquear, sin embargo, tienen una resistencia mucho menor en comparación con la pulpa al sulfato utilizada con más frecuencia. El proceso al sulfito también requiere una selección cuidadosa de la materia prima de madera: este método es intolerante, por ejemplo, para la madera de pino. El proceso al sulfito en comparación con la pulpa kraft es más eficiente, produce menos gases desagradables y también permite obtener una pulpa muy ligera, que se lixivia fácilmente. Desafortunadamente, debido a la menor calidad de la fibra, el mayor consumo de energía y la baja recuperabilidad de las materias primas químicas utilizadas en el proceso, la tecnología de sulfito ha sido reemplazada por el proceso kraft.
Métodos mecánicos de despulpado
La pulpa mecánica permite obtener un rendimiento muy elevado de pulpa a partir de madera. Los principales procesos utilizados a escala industrial son el proceso de pulpa de madera molida a piedra (SGW), el proceso de pulpa termomecánica (TMP) y el proceso de pulpa químico-termomecánica (CTMP).
La pulpa de madera triturada se obtiene mediante el proceso de abrasión de la madera sobre la piedra a presión atmosférica. La madera (a la que previamente se le ha quitado la corteza) se despulpa utilizando piedra y luego se lava con agua. La masa preparada se seca en hidrociclones, desde donde se transporta al compactador. En la siguiente etapa, la masa densa de madera se transporta a la tina y el agua circulante (filtrado) se recicla de nuevo a la fábrica de pulpa. Durante la producción de pulpa a partir de madera procesada, se liberan sustancias resinosas, que se aglomeran fácilmente y crean sedimentos en el molino o en las paredes internas de las tuberías. A menudo provocan incrustaciones en la superficie de la piedra, lo que empeora sus propiedades abrasivas. Para eliminar estos denominados "problemas de resina" se utilizan diversos agentes químicos. El agente más utilizado para este fin son los dispersantes, que están diseñados para dispersar los depósitos que se forman, facilitando su posterior eliminación. Los productos de la serie ROKAcet y ROKAfenol son excelentes dispersantes dedicados a la industria de la pulpa y el papel. Además de sus capacidades dispersantes, estos productos pueden actuar como agentes limpiadores, emulsionantes y agentes antielectrostáticos. Los ROKAfenoles son perfectos para los procesos de emulsificación y eliminación de manchas de pulpa de papel y celulosa. Mientras que ROKAcet R40W es un producto con propiedad suavizante que se puede utilizar en la industria textil, del cuero y del papel.
La mejora del método SGW es el pulpeado termomecánico (TMP). En el proceso TMP, las virutas de madera se lavan inicialmente para eliminar arena, piedras y otras impurezas duras, luego se calientan con vapor a mayor presión y se pulpean aún más en un molino de discos. En la siguiente etapa, la masa se transporta a la tina, donde se produce el enderezamiento y la eliminación de la deformación de las fibras. Finalmente, se dirige al tanque de almacenamiento. Para reducir la cantidad de resinas nocivas formadas en el proceso TMP, se utilizan productos químicos similares a los del proceso SGW. La masa así creada se utiliza con mayor frecuencia para la producción de papel prensa.
El proceso CTMP combina el proceso TMP junto con la impregnación química de las virutas. En la primera fase, se lavan y tamizan y luego se impregnan. Dependiendo del tipo de madera, se utilizan las soluciones químicas adecuadas. El sulfato de sodio se utiliza generalmente para la madera blanda, mientras que los peróxidos alcalinos se suelen seleccionar para la madera dura. Una vez finalizado el proceso de impregnación, las virutas se calientan y se mezclan con agua, lo que afloja los enlaces de lignina y libera las fibras. El proceso CTMP permite obtener pulpa limpia con suficiente resistencia y propiedades ópticas adecuadas. El CTMP se utiliza principalmente para la producción de componentes fibrosos de pulpa de papel, que se pueden utilizar para la producción de papeles de impresión e higiénicos.
Flotación y blanqueo
La siguiente etapa del procesamiento de la pulpa es el destintado combinado con la eliminación mecánica de impurezas. En la producción de papel, el parámetro más importante es el color (la blancura, en el caso del papel de impresión). Por este motivo, el papel reciclado debe limpiarse a fondo de la tinta de impresión. La condición básica para su eliminación es la liberación de partículas de pintura de las fibras y su mantenimiento en un estado disperso. A continuación, las partículas de tinta finamente divididas se separan de la suspensión de fibras. Esto se realiza generalmente en función de las diferencias en las propiedades físicas de los materiales, como el peso específico de las sustancias indeseables en comparación con las fibras y el agua. Debido a que las impurezas más grandes, como las piezas metálicas (grapas), las piedras y la arena, ya se eliminan en la etapa de desfibrado, muy a menudo se utilizan procesos de flotación en relación con las impurezas finas.
Un proceso adicional frecuente es el blanqueo y se utiliza en productos que requieren una alta pureza, donde el amarilleo no es deseable (por ejemplo, papeles para escribir e imprimir). El hipoclorito de sodio es una sustancia muy popular utilizada para el blanqueo. También se puede utilizar para la producción de carboximetilcelulosa (CMC) a partir de serrín. La solución de hidróxido de sodio yel ácido cloroacético (MCAA) también se utilizan en este proceso. El blanqueo implica el uso de productos químicos apropiados que se añaden directamente al dispersante para aumentar la blancura de la masa. El tipo de fibras utilizadas y las propiedades finales deseadas del producto tienen una gran influencia en el grado de blanqueo de la pulpa. Las masas que contienen materiales de alta densidad son difíciles de blanquear y requieren altas dosis de productos químicos. Las aguas residuales de las instalaciones de blanqueo antes del reciclaje requieren una serie de agentes químicos que tienen como objetivo reducir su formación de espuma, corrosividad o reducir la capacidad de formar incrustaciones. Los productos del Grupo PCC, como ROKAmers , son perfectos para su uso en procesos donde se produce la formación de espuma de las aguas residuales y tecnológicas. Los productos ROKAmer son copolímeros en bloque de óxido de etileno y propileno. Estos productos reducen la tensión superficial entre el líquido y el aire, mejorando al mismo tiempo el "drenaje" de la espuma, lo que a su vez provoca su reducción.
Procesamiento final de pulpa de papel
Después de los procesos de disolución, flotación y blanqueo, la pulpa de celulosa terminada se procesa para obtener pulpa de papel, que luego se utiliza para la producción de papel. Este proceso consta de varias etapas:
- mezcla de la pulpa de celulosa,
- Formación de dispersión de pulpa en agua,
- refinando,
- Introducción de los añadidos necesarios.
Los aditivos se utilizan para producir productos de papel con propiedades especiales (los llamados papeles especiales) o para mejorar el proceso de fabricación del papel. Los aditivos más populares son:
- resinas y ceras para hidrofobización,
- cargas, como por ejemplo arcillas, talco y sílice,
- colorantes inorgánicos y orgánicos,
- compuestos inorgánicos que mejoran la estructura, la densidad, el brillo y la calidad de la impresión (por ejemplo, dióxido de titanio, sulfato de calcio y sulfuro de zinc),
- e) Emulsionantes y agentes de limpieza. El Grupo PCC ofrece la serie de productos ROKAcet que pueden realizar ambas funciones. Gracias a su estructura, también se pueden utilizar en la industria papelera como agentes suavizantes y de baja formación de espuma.
En la última etapa, la masa se procesa para obtener un producto de papel mediante máquinas especiales. Una vez finalizado el proceso, el papel se enrolla para protegerlo de los daños y la suciedad. El laminado de papel PE es el más utilizado para el embalaje del papel. Este tipo de embalaje proporciona una buena protección contra los daños mecánicos, el polvo y la humedad. La gran ventaja de este tipo de embalaje es también que es completamente reciclable.
