Cuando se habla de papel, la mayoría de las personas piensa en árboles. Pero sólo recientemente en la historia del papel los árboles han llegado a ser la fuente principal de pulpa para su producción.El papel se puede hacer de varios tipos de plantas, porque la celulosa es la base de todos los tipos de material vegetal.
Para hacer el papel, la celulosa es separada en fibras y luego es batida y mezclada en agua. Cuando se escurre el agua, queda una lámina de fibras entretejidas. Por trescientos millones de años ciertas especies de avispas han masticado materia vegetal o la celulosa para hacer papel, hasta que se forma una pulpa y ellas fabrican las colmenas de esta materia.
El papel más antiguo conservado se fabricó con trapos alrededor del año 150. Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; en el año 610 se introdujo en Japón, y alrededor del 750 en Asia central. El papel apareció en Egipto alrededor del 800, pero no se fabricó allí hasta el 900. Los egipcios usaban un zacate para hacer el papel de papiro.
El empleo del papel fue introducido en Europa por los árabes, y la primera fábrica de papel en Europa fue construida en 1151 en España. Esta fábrica usaba trapos viejos y lino.
En el transcurso de los siglos siguientes, la técnica se extendió a la mayoría de los países europeos. La introducción de la imprenta de tipos móviles a mediados del siglo XV abarató enormemente la impresión de libros y supuso un gran estímulo para la fabricación de papel.
Cuando la demanda de papel empezó a crecer en la segunda mitad del siglo XVIII, los trapos se hicieron escasos y la gente buscaba otras fuentes de fibra para hacer el papel.
Inventores probaron varios tipos de fibras, incluyendo la pulpa de madera que salió mejor. La fibra de madera fue la materia más disponible para hacer el papel y por eso a finales del siglo XIX la mayoría de las fábricas de papel empezaron a hacer papel de árboles.
Al mismo tiempo se trató de reducir el costo del papel mediante el desarrollo de una máquina que reemplazara el proceso de moldeado a mano en la fabricación del papel.
La primera máquina eficiente en dicha labor fue construida en 1798 por el francés Nicolas Louis Robert. La máquina de Robert fue mejorada por dos papeleros británicos, los hermanos Henry y Sealy Fourdrinier, quienes en 1803 crearon la primera de las máquinas que llevan su nombre. El problema de la fabricación de papel a partir de una materia prima barata se resolvió con la introducción del proceso de trituración de madera para fabricar pulpa, alrededor de 1840, y del primer proceso químico para producir pulpa, unos diez años después.
Estados Unidos y Canadá son los mayores productores mundiales de papel, pulpa y productos papeleros. Finlandia, Japón, la antigua Unión Soviética y Suecia también producen cantidades significativas de pulpa de madera y papel de diarios.
DATOS HISTÓRICOS:
Según la tradición, se empezó a fabricar papel en China, hacia el 105 antes de Cristo, de trapos, redes de pescar, corteza de árboles, zacate y otras plantas.
El papel puede ser considerado uno de los primeros productos hechos de desechos reciclados.El papel más antiguo conservado se fabricó con trapos alrededor del año 150. Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; en el año 610 se introdujo en Japón, y alrededor del 750 en Asia central. El papel apareció en Egipto alrededor del 800, pero no se fabricó allí hasta el 900. Los egipcios usaban un zacate para hacer el papel de papiro.
El empleo del papel fue introducido en Europa por los árabes, y la primera fábrica de papel en Europa fue construida en 1151 en España. Esta fábrica usaba trapos viejos y lino.
En el transcurso de los siglos siguientes, la técnica se extendió a la mayoría de los países europeos. La introducción de la imprenta de tipos móviles a mediados del siglo XV abarató enormemente la impresión de libros y supuso un gran estímulo para la fabricación de papel.
Cuando la demanda de papel empezó a crecer en la segunda mitad del siglo XVIII, los trapos se hicieron escasos y la gente buscaba otras fuentes de fibra para hacer el papel.
Inventores probaron varios tipos de fibras, incluyendo la pulpa de madera que salió mejor. La fibra de madera fue la materia más disponible para hacer el papel y por eso a finales del siglo XIX la mayoría de las fábricas de papel empezaron a hacer papel de árboles.
Al mismo tiempo se trató de reducir el costo del papel mediante el desarrollo de una máquina que reemplazara el proceso de moldeado a mano en la fabricación del papel.
La primera máquina eficiente en dicha labor fue construida en 1798 por el francés Nicolas Louis Robert. La máquina de Robert fue mejorada por dos papeleros británicos, los hermanos Henry y Sealy Fourdrinier, quienes en 1803 crearon la primera de las máquinas que llevan su nombre. El problema de la fabricación de papel a partir de una materia prima barata se resolvió con la introducción del proceso de trituración de madera para fabricar pulpa, alrededor de 1840, y del primer proceso químico para producir pulpa, unos diez años después.
El proceso básico de la fabricación de papel no ha cambiado a lo largo de más de 2.000 años, e implica dos etapas:
1.- Trocear (desmenuzar) la materia prima en agua para formar una suspensión de fibras individuales.
2.- Formar láminas de fibras entrelazadas extendiendo dicha suspensión sobre una superficie porosa adecuada que pueda filtrar el agua sobrante.
FABRICACIÓN MECANIZADA DE PAPEL
Aunque los procedimientos esenciales de la fabricación mecanizada de papel son los mismos que los de la fabricación manual, el proceso mecánico es bastante más complicado.
En la actualidad, más del 95% del papel se fabrica con celulosa de madera. Para los papeles más baratos, como el papel de diarios, se utiliza sólo pulpa de madera triturada; para productos de más calidad se emplea pulpa de madera química, o una mezcla de pulpa y fibra.
La primera etapa es la preparación de la materia prima. Los materiales más usados hoy día son los trapos de algodón o lino y la pulpa de madera.
La preparación de la madera para la fabricación de papel se efectúa de dos formas diferentes.
En el proceso de trituración, los bloques de madera se aprietan contra una muela abrasiva giratoria que va arrancando fibras. Las fibras obtenidas son cortas y sólo se emplean para producir papel prensa barato o para mezclarlas con otro tipo de fibras de madera en la fabricación de papel de alta calidad.
En los procesos de tipo químico, las astillas de madera se tratan con disolventes que eliminan la materia resinosa y la lignina y dejan fibras puras de celulosa.
Los papeles especiales se someten a tratamientos adicionales. El papel supersatinado es sometido a un proceso posterior de satinado a alta presión entre rodillos metálicos y otros rodillos cubiertos de papel. El papel estucado, como el empleado para la reproducción fototipográfica de calidad, se apresta con arcilla o cola y se satina.
Diagrama de flujo
¿Cuáles son las 2 maneras de fabricar papel?
En la primera, tras la tala de los árboles, su descortezado y viruteado, se mezcla con sustancias químicas para realizar la fabricación de la pasta virgen. Después de varias etapas de refinado, mezclado, mallados, prensados, secados y alisados es enrollado y almacenado en bobinas de papel.
La otra manera es a través del papel usado. Tras depositarlo en contenedores de recogida selectiva, es recogido y transportado a plantas de clasificación y empacado. Posteriormente sirve como materia prima para hacer pasta reciclada.
¿Cuál es la máquina que se puede utilizar para realizar la molienda de pasta?
La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una gran batidora), El pulper es una gran cuba, normalmente a nivel inferior del suelo, en cuyo interior se encuentra una gran hélice.
¿Qué proceso se realiza antes de la molienda de la pasta?
Transporte de madera hasta la fábrica Los troncos de madera son transportados desde la explotación forestal en la que han sido talados hasta la fábrica en la que se van a tratar para la obtención del papel. Descortezado de madera Los troncos son llevados a unos grandes cilindros huecos giratorios. El rozamiento que se produce entre ellos y entre los troncos y la pared interior del cilindro, hace que la corteza se separe del núcleo del tronco.
Luego en la transformación de madera en pasta ¿qué tipos de pastas se distinguen según el proceso de fabricación?
El objetivo que se busca en esta parte del proceso es la separación de las fibras (celulosa) que constituyen el núcleo del tronco. Mediante el cual se separan las fibras de celulosa del resto de los componentes de la madera, lignina fundamentalmente. Se distinguen 2 tipos de pastas de papel según el proceso de fabricación: Pasta mecánica y pasta química.
¿Qué tipos de procesos se distinguen en la pasta mecánica?
Proceso estándar: es el método tradicional de convertir la madera en pasta de papel, y consiste en frotar la madera sobre unas muelas cilíndricas (actualmente se han sustituido las muelas por discos de metal giratorios), que se mojan con agua. El calor producido por el frotamiento hace que el agua se caliente, ablandando la lignina y permitiendo que las fibras de celulosa se separen fácilmente.
TMP: este proceso es una variedad del anterior en el que se utiliza vapor de agua, y sólo permite utilizar maderas blandas como materia prima.
CTMP: se conoce como la pasta semi-química ya que en este proceso se utilizan determinados compuestos químicos (lejía a base de sosa o de sulfito sódico) además del vapor de agua. Se utiliza como sustitutiva de la pasta química en productos que no requieran gran calidad como los papeles higiénicos, papel de revista, etc.
¿Por qué se considera de alto rendimiento?
La pasta mecánica se considera de alto rendimiento ya que se convierte en pasta más del 90% de la madera utilizada. Este tipo de pasta de papel, debido a que contiene fibras cortas y debilitadas y una importante cantidad de lignina (el proceso no la elimina del todo), se utiliza para producir papel de periódico u otros papeles menos resistentes. Además, y debido al contenido de lignina de estos productos, les afecta la "reversión de brillo", es decir, la luz solar hace que el color del papel se oscurezca.
¿Cuáles son los procesos que se distinguen en la pasta química?
El Kraft y bisulfito.
¿Que es el Kraft?
El proceso al sulfato o kraft es el método de elaboración más utilizado por la industria papelera mundial. La madera astillada se cuece en una mezcla de sosa cáustica y sulfuro de sodio. Celulosa cruda o Kraft.
Según el grado de cocción ¿en que se distingue?
En función del grado de cocción se distingue entre: intensa y menos intensa.
Cuándo se realiza la cocción intensa y menos intensa, la pasta de papel resultante ¿para que se utiliza?
La pasta de papel resultante se utiliza en la fabricación de papeles limpios, con un color claro, pero que también tienen que ser resistentes: papeles para sobres, papel de hilar, etc. Cocción menos intensa: la pasta resultante tiene un característico color más oscuro y ofrece una gran resistencia por lo que se utilizan para la producción de sacos, papel para embalajes, etc.
¿Cómo se realiza el proceso al bisulfito?
La madera astillada se cuece en una mezcla de dióxido de azufre y una disolución de hidróxido sódico o cálcico con vapor de agua.
De la pasta resultante en función del grado de cocción ¿que utilidades tiene?
Cocción intensa: se utiliza para la producción de papeles blancos pero de resistencia limitada, papeles higiénicos y sanitarios principalmente. Cocción menos intensa: la pasta resultante tiene una calidad media con buenas propiedades de resistencia. Se utiliza en la producción de diferentes papeles de embalaje, y mezclada con otras pastas en la producción de papel de escritura.
¿Por qué la pasta química tiene menor rendimiento?
La pasta química tiene un rendimiento menor ya que sólo se aprovecha entre el 45% y el 70% de la madera. Debido a que la pasta producida a través de estos procesos todavía contiene restos de lignina originariamente es de color marrón. Cuando es necesario que la pasta sea de color blanco, se utilizan deferentes compuestos químicos para eliminar la lignina.
¿Qué procesos se llevan a cabo para eliminar las sustancias extrañas antes de trasformar la pasta en papel?
Antes de poder transformar la pasta en papel se llevan a cabo diversos procesos para eliminar de la pasta las sustancias extrañas que posteriormente dificultarían la producción del papel:
Lavado de la pasta para suprimir las sustancias químicas utilizadas en la cocción. Clasificación de la pasta para eliminar astillas, nudos y partes no cocidas. Blanqueo de la pasta para modificar el color de la misma incrementando su blancura. Depuración por centrifugación o cribado para eliminar los materiales extraños que han podido entrar en el proceso de producción (astillas, partículas pesadas, etc.).
Blanqueo de la pasta.
¿Por qué se realiza en el blanqueo de la pasta?
El blanqueado de la pasta de celulosa ha sido tradicionalmente visto como un índice de calidad por el consumidor de papel. La blancura de la pasta de celulosa se mide por su capacidad para reflejar luz monocromática en comparación con un Standard de óxido de magnesio. La pulpa resultante del proceso Kraft es generalmente marrón mientras la de los procesos sulfito es amarilla a marrón claro. Estos colores se deben a residuos de lignina que se adhieren a las fibras y que pueden ser estabilizados o removidos en procesos posteriores.
Pliegos de celulosa cruda sin blanquear.
¿Qué agentes químicos oxidantes se utilizan en los procesos de la pasta de la
pulpa mecánica?
En las pulpas obtenidas por procesos mecánicos se utilizan agentes químicos oxidantes como los derivados de cloro o el peróxido de hidrógeno.
¿Cómo esta compuesto el proceso de blanqueado?
El proceso de blanqueado de las pastas esta compuesto de 5 a 6 etapas dependiendo de las características de la pulpa obtenida. Desde el siglo XIX se utiliza hipoclorito para el blanqueado de la pasta, posteriormente se aplicó también cloro gaseoso. Los residuos de lignina se convierten en productos solubles en agua o en soluciones alcalinas que son lavados en las etapas siguientes del proceso. El uso de cloro gaseoso tiene varias ventajas en el producto y se estima que genera una menor cantidad de AOX vertidos al ambiente. En algunos casos se usa, en las últimas etapas del blanqueado la combinación de peróxido de hidrógeno con cloro. Las cantidades de cloro utilizadas por la industria de la celulosa han disminuido desde los 90kg/ton que se usaban hace 80 años a los 25 Kg./ton que se usan hoy e incluso valores más bajos como 3 a 10 ton/Kg. en algunos procesos.
Celulosa blanqueada.
Esquema y fases de la máquina papelera
¿Cómo está compuesta la máquina papelera?
Ésta compuesto por:
1. Cajón de entrada
La pasta acuosa que contiene las fibras cae sobre una tela móvil donde se produce la formación de la hoja por el entrecruzamiento de las fibras.
2. Tela
El exceso de agua de la pasta acuosa se elimina a través de la tela por gravedad y vacío.
3. Prensas Secadoras
La hoja de papel pasa por prensas que por presión y succión eliminan parte del agua.
4. Cilindros Secadores
La hoja de papel húmeda pasa por distintos grupos de cilindros secadores que por calor la secan.
5. Monolúcido
Es un cilindro de gran diámetro cuya función es la de entregar una cara del papel más lisa y brillante.
6. Prensa Encoladora
El papel recibe un baño de almidón con el cual se sella la superficie de éste.
7. Lisa
Son rodillos de acero por los cuales pasa el papel proporcionándole tersura y un espesor homogéneo al ancho.
8. Bobinadora
El papel se enrolla en el pope de la máquina para luego ser bobinado y/o cortado a las medidas requeridas.
¿Todos los tipos de papeles se fabrican en la misma máquina?
No. porque cada tipo de papel se fabrica en un tipo de máquina diferente, por ejemplo, las máquinas de papel tipo sanitario (pañuelos de papel, papel higiénico,..) es muy diferente de las máquinas que fabrican papel de periódico, ya que los procesos de producción están optimizados para cada tipo. Hay muchas variables a considerar:
composición de la materia prima (mezcla de pulpas químicas, mecánicas, recicladas, aditivos, pigmentos,...), tamaño de la máquina requerido (ancho de papel, velocidad), tipo de equipamiento de producción y nivel de automatización.
Todas las máquinas de papel y cartón están basadas en procesos básicos similares. Hay siete secciones diferenciadas: cabeza de máquina, sección de mallas (sección húmeda), sección de prensado, sección de secado, estucado, calandrado y encolado.
Después de haber obtenido la pasta ¿que es lo primero que se debe realizar en
el proceso de industrialización del papel?
1− Lo primero en utilizar es el Pulper, es un recipiente con una hélice en la parte inferior que agita la pasta e individualiza las fibras, preparando una suspensión acuosa, el agua que se emplea en el pulper es agua reciclada de la propia fábrica, obteniéndose un color blanco debido a su contenido de fibras y carga. Dependiendo del tipo de papel que queramos metemos una pasta u otra con fibras largas, cortas.
Vista de una hélice de pulper.
¿Para qué se utiliza la despastilladora?
A veces pueden quedar partículas mal desfibradas, para solucionarlo la pasta se trata mediante despastilladoras que dan un tratamiento más enérgico, las despastilladoras son dos discos provistos de púas o salientes cuyo objetivo es obtener el desfibrado independiente.
¿Cuáles son los aparatos donde se efectúa el refino?
El refino, precisan un tratamiento para que desarrollen su capacidad de producir una hoja de papel, es decir, confiere a la pasta la aptitud para producir los diversos tipos de papel, cada papel requiere un refino adecuado. El refinado se efectúa en aparatos de diseño de nombre diverso, los más conocidos son las pilas Holandesas, refinos cónicos de pequeño ángulo, gran ángulo, discos,...Una vez refinada la pasta se almacena en grandes tinas (tinajas), después de cada tina se bombea a otro de mayor tamaño, llamada tina de mezcla, en la cual se efectúa la composición de acuerdo con la fórmula establecida.
El destintado:
¿Cómo es el destintado?
El destintado por lavado es el más antiguo eliminándose la tinta en fases sucesivas de lavado.
Otro sistema de destintado es por flotación, los productos químicos se añaden formando espumas floculando (flotando) las partículas de tinta y últimamente empiezan a emplearse el destintado por encimas.
Preparación de la hoja:
¿Cómo se debe realizar la preparación de la hoja?
La formación del papel es exactamente igual para cualquier clase de papel, la diferencia viene dada por su composición y el acabado, el primer paso en la formación de la hoja consiste en transformar la parte diluida en una lámina de líquido delgada, ancha y uniforme que debe estar perfectamente distribuida y con un caudal regular, ésta operación se lleva a cabo en la cabeza de la máquina.
¿Cuáles son las fases que se precisan para formar la hoja?
Las fases que se precisan para formar la hoja, son:
1− Tinta de mezclas, donde se realiza la formación del papel, los componentes que se añaden son: fibras, cargas, agentes encolantes, blanqueantes ópticos y otros aditivos, las fibras y cargas se añaden dispersas en agua, y una vez completada la mezcla se envía a otra tina (tinaja) (la de reserva), de la cual se suministra a la máquina.
2− La depuración, proceso por el que se eliminan las impurezas de la mezcla, las partículas no deseadas, una manera de eliminar las impurezas es a través de una malla o tamiz perforado que hacen de filtro, otro tipo de depuradoras, son las denominadas centrífugas que se basan en la fuerza centrífuga de rotación de unos cuerpos cónicos que separan las partículas que salen por un extremo inferior abierto.
3− Regulación del caudal y densidad de la pasta, que una vez depurada se envía a la caja de entrada, siendo necesario conseguir un flujo regular de las materias que componen el papel, la pasta es regulada de acuerdo con su densidad, resistencia y caudal.
4− Es la caja de entrada a la máquina, consta de un cuerpo de caja de rodillos perforados que son los distribuidores y una salida sobre una tela, el sistema de entrada a la caja recibe el nombre de: manifold
5− Manifold, es un dispositivo que provoca la presión y caudal constante de la pasta a todo lo ancho de entrada al cuerpo de caja, de esta manera es posible conseguir una regularidad de gramaje a lo largo de la hoja durante su producción.
6− La mesa plana, la suspensión fibrosa es enviada a través del labio de la caja sobre una tela sin fin metálica o plástica, donde se formará la hoja de papel, la tela tendrá movimiento longitudinal y transversal que permitirá orientar las fibras en las distintas direcciones del papel
LA EMPRESA
Industrial Papelera Atlas S.A. es una empresa peruana dedicada a la fabricación de papeles de imprenta y escritura. Fue fundada en el año 1955 como Impresos y Rayados Atlas S.A., inicialmente sólo dedicada a la fabricación de productos derivados del papel. Doce años más tarde, con la adquisición de la primera máquina papelera, se inicia en la fabricación de papel.
Industrial Papelera Atlas lleva 55 años de crecimiento sostenido en la fabricación de papel, compitiendo en un mundo globalizado, para lo cual viene implementando diversos proyectos de ampliación de su capacidad instalada de producción y de mejora y estandarización de su calidad.
Industrial Papelera Atlas lleva 55 años de crecimiento sostenido en la fabricación de papel, compitiendo en un mundo globalizado, para lo cual viene implementando diversos proyectos de ampliación de su capacidad instalada de producción y de mejora y estandarización de su calidad.
Su negocio se fundamenta en sus procesos industriales de fabricación de papel y productos convertidos derivados del mismo. Sin embargo su misión va mucho más allá, Papelera Atlas busca cumplir un rol social y educativo trascendente, a través de proyectos que ya están en marcha y los cuales explicaremos al detalle más adelante.
BIBLIOGRAFIA
Ø Infografía: Carolina de los Arcos Textos: Manuel Irusta / EL MUNDO.
Ø Pulpa, papel e industria gráfica
Ø www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540
