El proceso de fabricación del papel se divide en:
-Preparación de las pastas:
desintegración
despastillado
refino
mezcla de los diferentes aditivos
depuración
-formacion de la hoja: mesa de fabricación
-prensado en húmedo
-secado
-estucado
-acabado del papel:
calandrado
bobinando
cortado
2.Preparación de pastas
La preparación de las pastas es la primera operación que hay que realizar en la fabricación del papel. Cuando hablamos de "preparación de pastas" nos referimos a:
-desintegración
-despastillado
-refino
-mezcla de los diferentes aditivos
-depuración
En una fábrica de papel donde no se fabrica la pasta, es recibida en forma de hojas prensadas que es necesario deshacer en agua para poder utilizarla convenientemente. También el recorte de papel, que en todas las fábricas se produce como consecuencia de roturas, restos o tiras, orillas de bobinas, etc., se reutiliza orecicla en el proceso y es preciso volver a deshacerlo en agua. Esta operación es lo que se llama desintegración
-La desintegración es la operación mecánica por medio de la cual se consigue poner, en suspensión en agua, pasta que viene en forma de hojas o cartones prensados y que es necesario deshacer.
Esta operación de deshacer las balas de pasta, o el recorte, para separar las fibras se realiza en un aparato llamado pulper. Luego las fibras, deberán someterse a una serie de operaciones que las modificarán y así proporcionarán las propiedades necesarias para obtener un papel determinado.
·El púlper es un aparato de gran rendimiento donde se realiza la operación de desintegración. Está formado por un recipiente, en forma cilíndrica, que tiene una hélice en su parte inferior, la cual agita las hojas de pasta que son introducidas en él, consiguiendo separar las fibras.
-Despastillado: es una máquina compuesta por tres discos, el movimiento de ellos hace que, debido a choques violentos y pasando por conductos estrechos, las fibras se rompan consiguiendo la individualización total.
-Refinado: es la operación en la preparación de la pasta por la cual, mediante la acción de un trabajo mecánico y en presencia de un medio de agua, se modifica la morfología de las fibras y s estructura físio-química.
Materias papeleras
·Fibras
Hay de tres tipos:
-De madera: Es la parte más importante. Hay dos tipos:
• FAFP (resinosas, fibras largas): que dan una gran resistencia y una cirulación de la sabia mediante puntuaciones alveolada, utilizandolas para papel de bajo gramaje y bolsas de papel.
• FAFC (frondosas, fibras cortas): tienen una lisura y buena formación (ni agujeros, ni grumos) y tienen problemas offset, utilizandolos en papeles de gramaje superior a 150 g / m cuadrado, la composición llega a ser casi del 100%. El% de fibra corta aumenta a medida que aumenta el gramaje.
-De no madera (plantas anuales): Las más usadas son los residuos caña azúcar y paja de cereales, también cáñamo, algodón, esparto lino. El algodón se utiliza para papeles especiales de elevada resistentes y tacto muy suave y la paja para papel biblia y tripa de cartón ondulado. Y cualquier vegetal (no todos) que permita la obtención de fibras de manera rentable sirve para hacer papel.
-Fibres sintéticas: Se utiliza para papeles de resistencia muy elevada y se fabrica a partir de la formación de hojas a partir de la disolución de PE.
Càrregas y pigmentos
Productos inorgánicos ( forman parte del papel en cantidades elevadas ) .
• Cargas: Las más usuales son : caolín, talco , carbonato cálcico y sulfato cálcico ( las cargas dan tanto carecterístiques positivas con negativas al papel ) .
• Pigmentos : Constituye la parte principal de la salsa de estucado , dan al papel una gran lisura y una buena microporosidad ( gasta menos tinta ) y la salsa de estucado está hecha para 2 o 3 pigmentos .
- Pigmentos más usados:1.Caolí ( silicato ácido de aluminio ) :• Es el más usado de todos .• Tiene forma hexagonal (mujer una superficie muy cerrada y uniforme ) .• Mujer buena brillo en calandra .2.Carbonat cálcico :• Se usa precipitado .• Finura elevada : ( buen poder de cobertura , buena opacidad , brillo menor que caolín, absorbe más que caolín y el uso en papel mate) .3.Blanc satén (mezcla de sulfato de aluminio e hidróxido cálcico ) :• Se usa poco ( se debe moler ) .• Buena brillo .4.Diòxid de titanio ( TiO2 ) :• Se usa muy poco ( muy caro ) .• Da una opacidad muy elevada.5.Pigments sintéticos (hechos en el laboratorio a partir de silicatos de Magnesio y Aluminio ) :• Mejoran la uniformidad superficial del papel.Efectos de cargas y pigmentos sobre el papel• Propiedades:1 . Químicas ( pH ) : Encolado en medio ácido y carbonato cálcico .2 . Comportamiento ante la luz ( blancura , opacidad ) .3 . Densidad .4 . Tamaño de partícula .
Opacidad
• Aumenta el índice de refracción.
• Aumenta la finura de partícula.
• Aumenta la cantidad de cargue.
Densitat: (relación entre la masa del papel y el volumen que ocupa)
• Sí aumenta la cantidad de carga, aumenta la densidad del papel.
• Ante dos papeles del mismo gramaje, el que tiene más densidad tiene menor volumen específico y menor espesor.
• Gramaje: relación entre la masa de un papel y su superficie.
• Volumen específico: relación entre el volumen que ocupa un papel y su masa.
Grandària de partícula: Cuanto más finas; mayor blancura y opacidad y aumenta la microporosidad.
Aditivos
Productos que modificas características físicas del papel .
1.Productes de encolado : El encolado disminuye la permeabilidad al agua. No envejece tanto el papel, secado mejor de las tintas, fácil tratamiento de los residuos
2.Lligands de estucado :-Productos químicos ( caseína , almidón , látex ) para ligar los pigmentos al soporte. Sí aumenta la granulometría mayor será la cantidad de ligando.
· La cantidad de ligando debe ser la adecuada , sino puede producir :- Defecto produce problemas de arrancado de la capa de estucado .- Exceso produce problemas de absorción de la tinta .
3.Antiescumants :Las espumas producen mala formación del papel. Pequeñas cantidades de antiespumante se añaden en el proceso para evitar la formación de espumas .
4.Resines de resistencia en húmedo : Se añade por: vallas publicitarias , encasos recuperables ...
Funciones : resistencia del papel al mojado , insolubilización de los ligandos de estucado ( problemas de arrancado en húmedo ) .
5.Blanquejants ópticos :Dan blancura al papel,se usan casi siempre y se añaden en masa y en superficie
6.Colorants :Sirven para dar color al soporte .Se añaden en masa o superficie .
7.Microbicides : Eliminar los hongos
8.Retentius y floculantes :-Mejora la retención de las cargas en el papel .
Madera
• Celulosa :1 . Forma parte de la pared celular de las células vegetales .2 . Es un hidrato de carbono . Un polisacárido de glucosa .3 . Carecterística principal es que es hidrófila .• Hemicelulosas :1 . Es un hidrato de carbono . Un polisacárido hecho de glucosa , manosa , galactosa , arabinosa y xilosa2 . Se degradan fácilmente en la cocción de la madera .
-LIGNINA
Compuesto químico complejo• Es amorfo y de color oscuro• Une fuertemente las fibras y debe extraerse :
1 . Para separar las fibras con facilidad
.2 . Totalmente cuando queremos papel blanco ( envejece el papel ) .
-PREPARACIÓN DE LA MADERA
1.Cortado :Edad de corte
2 Longitud de la fibra :1 . Frondosas ( 15 años )2. Resinosas (20 años )
3 Diámetro del tronco : de 15 a 30 cm
Escorchamiento :Tiene como finalidad eliminar la escora porque no nos aporta fibras , consume reactivos y energía y ensucia las pastas
.Astillado :• Los troncos son reducidos a astillas ( chips ) .• La astilladora más usado es el de volante .• Imprescindible para :- pasta mecánica de refino- pasta semiquímica- pasta química• El tamaño de la astilla debe ser uiforme• Un tamiz separa las astillas grandes de las pequeñas y las vuelve a hacer pasar• Almacenamiento de astillas : en pilas o silos ( + adecuado )
.Almacenado :• Condiciones de almacenamiento :
- Suelo pliegue y limpio .- Lugar seco y aireado .- Buen drenaje .- Madera bien despellejada .• Motivo , en condiciones ambientales normales :- Humedad ( 25 a 55%) .- Temperatura ( 25 a 35 º C ) .* Ataque de microorganismos en la madera . Almacenado de resinosas 1 año y de frondosas 6 meses .
FABRICACIÓN DE PASTAS
( convertir la pasta a través de procesos mecánicos y químicos masa y fibrosa ) .
MECÀNICA-Clàssica o de muelas ( Stone Grounwood ) .• Se obtiene a partir de troncos de madera ( resinosas ) .• Mecanismos : mole cilíndrica de superficie abrasiva humedecida constantemente .-Función del agua:1 . absorber el calor producido ( madera no se queme )2 . lavar continuamente la muela3 . soporte vehicular de la pasta
-De astillas o refino ( RMP )• Problema pasta mecánica de muelas : no puede usar la fibra corta de frondosa ( vasos muy delgados )• Nuevo método de separación de fibras .• Pasta menos degradada .- Características mecánicas aumentan :1 . longitud de ruptura2 . índice de lija3 . índice de estripament4 . grado Schopper - Riegler
-Termomecànica ( TMP )
• Mejora el proceso de la pasta mecánica de astillas .• Tratamiento previo de las astillas con vapor ( menos fuerza de unión de lignina con las fibras ) .
Química termomecánica ( CTMP )• Se llama también semiquímica .• Rendimiento de la madera ( 60 a 80 %) .• Uso de árboles de fibra corta normalmente , pero también se utiliza fibra larga .
QUÍMICA( tratamiento químico de la madera hace la eliminación de casi toda la lignina )
-Pasta al bisulfito
-Pasta al sulfato
Blanqueo de pastas
( Puede ser necesario blanquear la pasta : pasta mecánica se deja con la blancura original y la pasta química el blanqueo es imprescindible) .- Necesidad del blanqueo :• eliminar la lignina no extraída en la cocción ( más resistencia al envejecimiento )• dar mejor calidad en la impresión* Inconveniente del blanqueo : se produce una degradación de las fibras , y por tanto una pérdida de éstas de entre un 5 y 9% .-TIPO DE BLANQUEO
Blanqueo convencional
Blanqueo hecho con cloro y derivados del cloro .Proceso : en blancura final requerida estudia la secuencia y se toma aquella que da mejor resultado .
BLANQUEIG CON DIÓXIDO DE CLOROLas nuevas tendencias de blanqueo quieren sustituir el cloro y los derivados clorados para otros productos debido a la contaminación que producen en el ambiente .
Blanqueo con ozono
El ozono se crea haciendo pasar oxígeno por un arco eléctrico .Deslignificación de la pasta con este ozono .* Problemática :• degrada más la celulosa que el CIO2• es un proceso de difícil control
Blanqueo con enzimasLas enzimas no eliminan la lignina por ellos mismos , degradan los enlaces entre la lignina y las fibras .Enzimas más agentes de blanqueo = blancura superiorBlanqueo con agua oxigenadaSe utiliza principalmente para pastas CTMP y como complemento a otros procesos de blanqueo .El agua oxigenada cambia la estructura de la lignina , pero no la elimina , cambiando así el color .
Densidad
• Eliminar la tinta del papel reciclado .• No necesario para cartoncillo o papel de embalaje no blanco.Procesos más usados:• destintado por lavado ( usa detergentes y dispersantes para eliminar la tinta y que no vuelva a la fibra , posteriormente lavado para limpiar ) .• destintado por flotación ( usa espumantes para flocular la tinta ) .• destintado por enzimas ( experimental ) .Ventajas del destintado por flotación versus el destintado por lavado :• Elimina partículas más grandes de tinta .• Hay pérdida menor de fibras.• Usa menor cantidad de agua .* Hay procesos que combinan lavado ( partículas pequeñas ) y flotación ( partículas grandes ) : tienen mayor efectividad a la hora de eliminar la tinta .En todos los procesos se produce pérdida de fibras y pérdida de resistencia ( las fibras secundarias sólo se pueden usar de 3 a 5 veces ) .
MÀQUINA DE PAPEL
Caja de entrada .COMPOSICIÓN :1 . ENTRADA : La caja tiene un sistema de entrada llamado manifold . Función : mantener constante el caudal en todo el ancho del cuerpo de caja .2 . CÁMARA DE EXPANSIÓN : Parte de la caja en la que la pasta coge la anchura del cuerpo de caja .3 . CUERPO DE CAJA4 . RODILLOS DISTRIBUIDORES Evitan la formación de flóculos ( fibras entrelazadas ) .5 . LABIO DE SALIDA : Ajusta de forma más precisa el caudal de entrada a la máquina .6.3.2.Taula planaTraqueig que deposita fibras en dos direcciones : longitudinal (sentido máquina , sentido fibra ) , transversal (sentido contrafibra ) .tipo:• Plana convencional (cara tela ( rugosa ) , cara fieltro ( lisa ) ) .1 . Cara tela : es más porosa y rugosa . Tiene más quantital de fibra larga . En impresión para papel no estucado produce mayor consumo de tinta y peor resultado.2 . Cara fieltro : es más lisa . Tiene más fibra corta y cargas .• Doble tela ( caras igualadas ) .1 . Formada por una tela sin fin .2 . Tipo de telas :• Metálicas• Plásticas ( mejores y más caras )
Eliminación del agua:• Gravedad .• Rodillos de goteo (por rozamiento con la superficie ) . Uso a baja velocidad.• Folios ( más suaves , más duración , más progresivos ) . Uso a alta velocidad .• Cajas aspirantes (cuando rodillos y foils no pueden sacar más agua ) .Dandy Roll (rodillo mataescumes ) . No se usa en máquinas de doble tela.funciones :• Da mejor formación , tersura y uniformidad .• Hace marcas al agua y verjurado .6.3.3.Premsas
• Eliminar agua de la hoja por presión y absorción .• Consolidación de la hoja .tipo:• Aspirante ( Pick up ) : sirve para tirar de la hoja y llevarlo a la primera prensa .• Lisas y ranuradas ( microporosidad ) .• Offset : no elimina agua del papel , uniformiza las dos caras del papel .
AsecadoresCilindros de diámetro 1,5 metros ( vapor ) .Función : eliminar el agua residual por calor .Tiene tres partes:• Primer secador• Tratamiento superficial• Segundo secador ( es más corta que la primera )El secado provoca contracción estructural ( anchura 20% , largo 1 a 2% ) y tensiones internas .Tratamiento superficialSize Press :Función : aplicar capa de ligando de estucado ( almidón , látex ) . Mejor estabilidad dimensional y imprimibilidad .
Gate Roll :Diferencia con Size Press : salsa transferida a rodillos aplicadores mediante rodillos dadores.ventajas:
LisosComponentes: de 2 a 5 rodillos metálicos superpuestos .Función : Dar lisura y regular el espesor .PopeMáquina donde se enrolla el papel en forma de bobina .posibilidades :
- Papel no estucado- Papel estucado en máquina
-Papel estucado fuera de máquina
ESTUCADOS FUERA DE MÁQUINA
Estucado : operación que se realiza en la estucadora en que se aplica al papel la salsa de estucado . La salsa de estucado ( pigmentos , ligandos de estucado , antiespumantes y otros aditivos en superficie ) se realiza en la cocina .Su función es aplicar la salsa al apoyo y dosificar, mediante rodillos .RasquetaEs el que se utiliza más comúnmente .Aplicación : rodillo sobre el soporte .Dosificación : lámina de acero.Labio sopladorAplicación con el rodillo .Dosificación : flujo laminar de aire a presión .Uso para papel arte .Actualmente el papel arte sustituye el labio soplador para dos pases de rasqueta .
1 . Primera aplicación : por la absorción de aceites e impedir la de pigmentos .2 . Segunda aplicación: para retener resinas y pigmentos .
Una vez estucado , el papel pasa a la sección de acabados . * El estucado de alto brillo se realiza por procedimiento de fabricación especiales .Estucado de alto brilloUso: papel estucado de alto brillo ( cast coated )
Sistemas de producción : -Sistema Warren
-Sistema Champion
