Envases y Embalajes

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4.3

Envases y embalajes de papel y cartón.

Historia En el año 105 de nuestra era, Ts´ai Lun descubrió que la pulpa obtenida de las fibras de la morera, cáñamo y algunas hierbas, al ser comprimidas sobre un cedazo y luego secarse, producía una lámina muy absorbente sobre la que se podía escribir mucho mejor que sobre el papiro o el pergamino. En el año 751 los árabes tomaron prisioneros algunos chinos que combatían por la posesión de Samarkanda y entre ellos algunos conocían la fabricación del papel. Desde entonces empieza a difundirse por el mundo entero los secretos de la fabricación del papel. Los árabes llevan la fabricación de papel a España en el año 950. Con la publicación de periódicos en 1609 se inicia en Europa esa importante industria. El primer producción de papel en América data de 1690.-bidi-font-size:10.0pt'> Se considera la invención de la imprenta de tipos móviles como el acontecimiento más grande en la historia de la cultura universal por sus profundas y permanentes repercusiones en las ciencias, las artes, y las humanidades, además de sus implicaciones en el mundo de la comunicación social en todos sus niveles, ya que permitió la masificación del conocimiento y la información. Sin la invención del papel la imprenta no hubiera tenido razón de ser. Ninguno de los medios utilizados antes por el hombre para dejar testimonio de su pensamiento tenía las características necesarias para poder imprimir fácilmente. Sólo el papel proporcionó las condiciones necesarias de economía, facilidad de producción y aptitud para la impresión rápida, clara, firme y segura. El uso del papel continuó y se aceleró con el desarrollo de la mecánica aplicada y la revolución industrial. Su uso se extiende a otros campos como el de las envolturas o paquetes, los cuales utiliza la industria para la comercialización y distribución de bienes. Sin el papel no se puede explicar un mundo contemporáneo de la venta al detalle y las grandes cadenas de autoservicio. El material fabricado por las papeleras, de forma general se puede clasificar de acuerdo a su grosor, se denomina papel si tiene 30 milésimas de centímetro o menos y cartón cuando tiene más de las 30 milésimas de centímetro. Fabricación de papel y cartón La materia prima para la fabricación del papel y el cartón es la pasta o pulpa de celulosa. La pulpa es obtenida por la separación de las fibras de celulosa; existen tres métodos para su obtención: mecánico, químico y semiquímico. Proceso mecánico. En este método los troncos y ramas (sin hojas) se devastan con piedra de molino para obtener fibras de celulosa. El proceso mecánico se utiliza únicamente con maderas suaves. La pulpa obtenida por este método conserva todos los componentes presentes en la madera, por lo que es más alto su rendimiento. Se usa como materia prima en la obtención de papel periódico y papel manila.

La pasta mecánica se obtiene al forzar los troncos contra la cara de una piedra cilíndrica que gira a elevada velocidad. La posición de los troncos es tal que sus ejes son paralelos al eje de la piedra giratoria. Debe alimentarse suficiente cantidad de agua a la piedra para que sirva a la vez de refrigerante y de vehículo para arrastrar la pasta. La muela o piedra abrasiva en un principio se fabricaba con arenisca natural, pero ahora se fabrican piedras artificiales que pueden tener diferentes características que permiten elaborar pastas a “la medida” de acuerdo con el fin a la que son destinadas. Por regla general, con piedras de superficie gruesa, alta presión y velocidad (genera más temperatura en el contacto), se obtienen pastas más porosas. Se debe tener en cuenta el tipo y el estado de la madera, usualmente se obtienen a partir de especies de conifera de fibra larga, mientras que las especies perecederas o de fibra corta originan pastas más débiles. No obstante algunas maderas de baja densidad, tales como el álamo y el chopo, se usan también en la fabricación de pastas. La resistencia del papel obtenido con pasta mecánica es menor que el obtenido de pasta química. Por esto las pastas mecánicas sólo se usan en los papeles de conservación breve, tales como periódicos, catálogos, etc. Los papeles obtenidos de pasta mecánica poseen excelentes cualidades de impresión debido a su baja densidad, lisura y buena absorción de la tinta, pero pierden resistencia con el tiempo y se amarillean. Proceso químico Consiste en tratar astillas de madera con productos químicos para eliminar ciertos componentes que vienen junto con la celulosa para purificarla. Este proceso tiene dos variantes diferentes. Procesos alcalinos Proceso a la sosa Preso al sulfato o proceso Kraft Procesos ácidos Proceso al sulfito normal De un paso

Bisulfito

NSSC Sirvola De dos pasos

Storafite

Weyerhauser De los procesos anotados el más interesante para la fabricación de envases es el proceso Kraft, que además es el proceso más utilizado. Este proceso se divide en dos partes: La fabricación de la pulpa propiamente dicha y la recuperación de los reactivos. FABRICACIÓN DE LA PULPA

Una vez que se tiene la madera en la planta, se procede a almacenarla. Esto se lleva a cabo empleando diferentes métodos, uno de ellos es apilarlos en secciones de tal forma que exista una rotación en el uso por secciones para usar siempre la madera más antigua para que no se vaya rezagando. Otro sistema consiste en convertir la madera en astillas en cuanto llega a la planta, la madera se almacena a la intemperie teniendo cuidado de efectuar la debida rotación. Astillas El astillado de la madera se efectúa al hacer pasar los troncos por una astilladora de cuchillas circulares, obteniendo astillas de diferentes tamaños, así como serrin, siendo seleccionados por medio de cribas vibratorias desechando el serrin y astillas grandes, el primero es separado por medio de un ciclón, mientras la astilla rechazada es enviada a un molino de martillos para disminuir su tamaño, a la salida de este molino se reúne con la aceptada, en una banda transportadora en la que es enviada a los silos de almacenamiento. Digestores Las astillas obtenidas se alimentan en unos reactores (digestores) que son unos recipientes de acero, que llevan recubrimiento interior de acero inoxidable, diseñado para resistir altas presiones y temperaturas. Las astillas son alimentadas por la boca del digestor que tiene una malla para que cuando se efectúen las desgasificaciones no se tenga arrastre de licor ni de fibra de celulosa. El reactivo que se utiliza en este proceso para eliminar los aglutinantes de la madera, principalmente lignina y resinas, recibe el nombre de licor o legía blanca y consiste de una solución de sosa cáustica y sulfuro de sodio. Al mismo tiempo que se carga el digestor con astillas, se alimenta el licor blanco y licor negro necesario para completar el volumen , se cierra el digestor y se inyecta vapor al interior para subir la presión y la temperatura de la carga, según la curva de proceso previamente determinada. Durante el proceso de digestión, el licor blanco reacciona con componentes de la madera como lignina, resinas, grasas, etc. Sin embargo, los reactivos no son completamente selectivos, así que atacan a la celulosa hidrolizandola y por lo tanto degradándola; Dicho ataque a la celulosa es relativamente débil mientras exista material aglutinante, por lo anterior no se puede llegar a la eliminación completa de la lignina, la cantidad que no se elimine dependerá del grado de cocimiento que se le dé a la madera. El control de la degradación de la celulosa y de la eliminación de la lignina se determina por medio del número de permanganato, indica el grado de deslignificación que sufre la madera durante el cocimiento. Los principales parámetros que intervienen en la digestión son: Clase de madera a usar. Composición de los licores. Cantidad de licores sobre la madera alimentada

Ciclo de digestión Del tipo de madera depende el volumen del licor por alimentar, la relación de baño se fija de acuerdo con el volumen total que se debe mantener en el digestor, se llama ciclo de digestión a las condiciones de operación de: presión 7 K/cm2, temperatura 150 – 180ºC y tiempo de 120 – 190 minutos a las que se somete la masa de astilla y licor dentro del digestor. En el ciclo de digestión se distinguen dos etapas: 1.- La etapa de penetración del licor en los capilares de las astillas y ocurre desde que se cargan los licores hasta que se llega a la temperatura de cocción, este tiempo varia de 90 a 120 minutos. 2.- La etapa de digestión propiamente dicha, y es en ella cuando se efectúan las reacciones del licor sobre los ligantes de la madera y que también su tiempo es de 90 a 120 minutos. A mayor temperatura es menor el tiempo de digestión aún cuando a temperaturas superiores a los 170 ºC se degrada la celulosa. El producto obtenido se descarga a la presión de trabajo en unos recipientes de lámina que se denominan tanques de descarga que tienen un ciclón separador que sirve para eliminar el arrastre de pulpa y de licor negro. Permite la salida de parte del vapor que sirvió para efectuar la digestión, este vapor generalmente se pasa por un condensador y posteriormente será utilizado en el lavado de pulpa. El licor residual y la pulpa caen al fondo del tanque donde se tiene un sistema de agitación para mantener la suspención homogénea. La pulpa así obtenida no está en condiciones de usarse, ya que contiene licor residual y otras impurezas, tales como nudos, astillas a medio cocer, etc., que es necesario eliminar en un proceso de lavado y selección o depuración fina. La eliminación de nudos y astillas grandes a medio cocer, se efectúa en unos aparatos separadores de nudos, que no son más que cribas con malla perforada de 5 mm de diámetro, que tienen regaderas que en su caso inyectan licor residual para lavar los nudos y las astillas e impedir que se pierdan con ellos fibras de celulosa. Esto quiere decir que por las cribas pasarán todas las fibras y astillas menores al diámetro de las perforaciones, quedándose en la malla y rechazándose las que no logran pasar, enviándose a una pila de almacenamiento, de donde son enviadas al sistema de digestión, mientras que el licor residual es recuperado y usado nuevamente por medio de bombas al sistema de lavado en las cribas separadoras. La pulpa que logró pasar por las perforaciones de las cribas, está ya en condiciones de ser lavada, es decir, de eliminar el licor residual. El proceso de lavado se lleva a cabo en tambores (filtros) rotatorios que tienen una malla de acero inoxidable, la que permite sólo el paso del líquido, reteniendo la fibra en su interior. Estos filtros o tambores, tienen un diseño que les permite trabajar a la succión, la que se logra con vacío, el que se logra con bombas de vacío de anillo húmedo o por medio de una pierna barométrica, que es un tubo de descarga que se permite que se llene y una vez que se encuentra lleno se abre de golpe la salida produciendo vacío en la parte superior. El sistema de lavado es de tres pasos a contracorriente de manera que la pulpa más limpia se encuentra en el último filtro lavador. El licor residual desplazado de las fibras, va siendo más concentrado a medida que se va acercando al primer filtro lavador. El licor desalojado del

primer filtro lavador, es enviado a los evaporadores, en el área de recuperación de reactivos, se le llama licor débil La pulpa obtenida hasta este punto está lavada, sin de astillas grandes ni nudos pero aún tiene astillas que aunque son pequeñas, tienen un tamaño muy superior al de las fibras de celulosa; se tienen que separar para tener la pulpa para papel de buena calidad. Dicha separación se hace en unos aparatos llamados depuradores. Antes de pasar la pulpa por los depuradores, es enviada a una torre de alta consistencia de donde se cargan las torres de dilución, donde se prepara la pulpa para ser enviada a la pila de distribución de donde se alimentan los depuradores. Como no existen depuradores tan selectivos para que se obtengan astillas sin fibras y fibras sin astillas, se requiere de repetir el proceso, por lo que la depuración se hace en dos pasos. La pulpa obtenida de los depuradores se encuentra en forma de una suspensión muy diluida (al 0.5%) que dificulta su almacenamiento y los tratamientos posteriores necesarios su preparación para fabricar el papel. Se requiere aumentar su concentración de fibras, por lo que se pasa a los espesadores, donde sube a un 3%. Los espesadores son cilindros son forrados de tela metálica del 50 – 60, que impide el paso de las fibras, pero que permite el paso del agua. Se alimenta de un baño con la pulpa diluida que proviene de los depuradores y su sentido de giro es en el sentido de la descarga de la pulpa espesada, su eficiencia está relacionada con la velocidad de rotación y la altura del baño de alimentación. La pulpa espesada se pasa a un depósito de concreto con azulejo (holandesa), se denomina pasta negra, la que inmediatamente será sometida a blanqueo. La pasta negra es enviada a un tanque clorador que está provisto de agitador y tiene recubrimiento de hule especial para evitar la corrosión en los metales por la acción del cloro. El halógeno es aplicado en forma de gas, en una proporción de 4.5 a 7.0 % respecto a la pulpa seca. La adición del cloro es controlada por medio de un registrador de conductividad; que manda señal a una válvula automática de envío de pasta, logrando un mejor control en la inyección de cloro, evitando que se suministre en exceso y así evitando la degradación innecesaria en las fibras de la pulpa. Después del blanqueo la pulpa es bombeada desde la parte inferior de la torre, pasando por un filtro lavador rotatorio donde por medio del vacío y regaderas con agua fría en una zona y caliente en otra, el objeto es eliminar las cloroligninas formadas durante el blanqueo; a la salida del filtro la pulpa es transportada por un gusano al tiempo que se le agreda sosa cáustica en una proporción del 2 al 3% en base a la pulpa seca, En el gusano se uniformiza y llega a una torre en donde se le da un tiempo de reposo de 60 a 90 minutos a un pH de 12 y a una temperatura de 60 ºC. Y una concentración del 8 %. Este paso recibe el nombre de extracción alcalina, a su salida es enviada a una torre en la cual por la parte inferior es puesta en contacto con dióxido de cloro en proporción de 1.5 a 2.0 % base seca, en donde tiene un tiempo de retención de 160 a 180 minutos a una temperatura de 70 ºC y pH de 6, en este paso se oxidan las materias colorantes y se hacen solubles en el bióxido de cloro, después es enviada a otro filtro rotatorio lavador y a su salida se agrega sosa cáustica en una proporción de 0.5 a 1 %

base pasta seca, enviándose a otra torre (segunda extracción alcalina) pero pasando antes a través de otro uniformador de pasta de tipo guano, manteniendo las mismas características de tiempo, temperatura y pH que en la primera extracción alcalina, en este paso son extraídas las cloroligninas y materias colorantes que aún lleve la pulpa. Por último, la pasta una vez que ha sido lavada, nuevamente se le adiciona dióxido de cloro, en este paso alcanza su máximo grado de blancura, a continuación se lava con agua fresca y se almacena en torres especiales en donde la pulpa se mantiene en agitación constante. Completándose en esta forma el ciclo de blanqueo, quedando lista la pulpa blanqueada para ser enviada a la elaboración de papel. Impartir propiedades que permitan formar una hoja de papel o cartón que tenga las características deseadas. En la línea divisoria que existe entre la fabricación de la pulpa y el batido, está el proceso de pulpeo, también conocido como proceso de rompimiento, desintegración o simplemente de suspensión. El proceso consiste en pasar el material seco a forma de pulpa, agregando la cantidad de agua suficiente para adaptarse al proceso, al mismo tiempo que se libera del exceso de haces de fibras u otros materiales no desmenuzados. De este modo la fibra se pone en suspensión y puede ser convenientemente transportada por bombeo. El tipo de pulpeador más utilizado en la industria, consiste de un tanque o cuba (de hierro fundido, acero, cerámica reforzada o concreto) que en el fondo tiene un rotor de acero provisto de aspas pulpeadoras. Alrededor del rotor está la cámara de extracción cubierta por una placa con perforaciones del tamaño apropiado para el tipo de desfibración deseado. El batido es el más antiguo de los procesos de preparación de la pasta y consiste en mezclar al mismo tiempo, en suspensión acuosa, los diferentes materiales e impartirles, mediante acción mecánica, las propiedades que determinan las características del producto final. Desde el punto de vista de fabricación de papel, las propiedades importantes de la pulpa son: La morfología de la fibra La cantidad y distribución de los constituyentes químicos de las fibras La forma, tamaño, distribución y características físicas de las fibras de la pulpa. Las dos primeras características dependen de la materia prima utilizada para obtener la pulpa, así como del proceso de digestión. La tercera propiedad además de depender de estos factores depende de la preparación de la fibra. Las fibras celulósicas deben sujetarse a tratamiento mecánico antes de que puedan convertirse en papel. El tratamiento incluye una acción de machacamiento, frote y aplastamiento de las fibras. Batido y refinación son términos utilizados en la industria del papel para describir la operación del tratamiento mecánico a las fibras de pulpa. La refinación, se refiere al tratamiento posterior al tratamiento mecánico de una pila de batido. El batido es probablemente la parte del proceso más importante en la fabricación del papel, si se hace el papel a partir de pasta sin batir es bajo en resistencia, con pelusa, poroso e inapropiado para la mayoría de los usos. Los principales efectos del batido son físicos y entre los mas importantes están los siguientes:

Fractura y separación parcial de la pared primaria de la fibra. Disminución de la longitud de la fibra. Aumento en flexibilidad Formación de fibrilas. Aumento en la superficie específica externa de la fibra. Las pilas de batido más utilizadas en la industria papelera son cubas alargadas, con extremos redondeados para facilitar la circulación de la pasta. Tienen un muro central que las divide en dos canales. Dispuesto a través de la cuba se encuentra el rodillo agitador de la pila. Las barras redondeadas en el rodillo de la pila, la alta consistencia de la pasta y la baja temperatura, favorecen la acción de frote o de “peinado”. La baja consistencia y barras afiladas, con el rodillo de la pila bastante asentado sobre la platina, favorecen el corte de las fibras. Las pilas con cuchillas romas producen papeles con resistencias a la tensión y al rasgado, más altas que las pilas con cuchillas afiladas. El tiempo óptimo de batido difiere, dependiendo del tipo de fibra y de la clase de papel que se va a fabricar. La refinación es cortar la fibra y fibrilarla de acuerdo con el tipo de papel que se requiera. Se puede hacer algunas veces después del batido o a veces independientemente de él. El desarrollo de refinadores de distintos diseños, comenzó desde hace más de 100 años. Los refinadores efectúan el trabajo sobre las fibras de celulosa de manera rápida y eficiente. Los refinadores se pueden agrupar en dos categorías: Refinadores de alta velocidad o cónicos Refinadores de disco. Los refinadores cónicos más utilizados son los del tipo Jordan, que consisten de un rotor cónico con barras a todo lo largo y que gira en el interior de una carcasa provista también de barras alrededor de toda su superficie interior. La pasta se hace circular entre la carcasa y el rotor. La suspensión fibrosa entra por el extremo pequeño y sale por el extremo grande. De esta manera, las fibras fluyen paralelas a las barras del cono y de la carcasa, lo que es diferente al flujo en la pila, en donde la corriente de la pasta es perpendicular a la disposición de las barras en el rodillo. Los refinadores de alta velocidad difieren generalmente de los tipo Jordan en que trabajan a velocidades de rotación mayores; en que con frecuencia tienen una conicidad más abrupta; por lo común, están provistos de barras más anchas, tanto en el cono como en la carcasa. Estos refinadores tienden a cortar menos e hidratar más que un Jordan En los refinadores de disco, la refinación se verifica al hacer pasar la pasta entre placas ranuradas localizadas en dos discos paralelos verticales. Las fábricas de cartón han mostrado creciente interés en el refinador de discos para la preparación de la pasta. Los refinadores de discos han resultado ser superiores a las pilas y a los “Jordans”, tanto en la calidad de la pulpa producida como en el consumo de energía para refinar pulpas de maderas duras a la sosa. Factores que afectan el batido

Uno de los más importantes es el tipo de equipo de batido y de refinación y la manera de operarlo. Por ejemplo, en el caso de la pila, la pulpa batida lentamente, por lo general tiene mayor resistencia que la pulpa que se ha batido rápidamente. Otros factores de importancia son la condición de las barras del rodillo y de la platina, la consistencia de la pasta, la presión ejercida por el rodillo, los tiempos, etc. Las cualidades del batido, o la cantidad de batido que una pulpa requiere o puede soportar para el desarrollo de sus propiedades, difiere considerablemente para los diferentes tipos de pulpas comerciales. La diferencia en cualidades de batido generalmente se advierte cuando se usan mezclas de diferentes tipos de pulpas, tales como, sulfito y trapo, sulfito y sosa o sulfito y kraft; pero también existen diferencias en las cualidades de batido de las pulpas del mismo tipo si son blanqueadas y sin blanquear, ya que el blanqueo afecta grandemente en los resultados. El método más recomendable para el manejo de mezclas de fibras, es batir cada tipo de pulpa por separado y mezclar en un tanque las pulpas completamente batidas. El tiempo óptimo de batido difiere, dependiendo del tipo de fibra y de la clase de papel por fabricar. Las pulpas de maderas duras deben batirse a valores más bajos de “freeness” (facilidad para que el agua drene de la fibra a través de una tela metálica) que las pulpas de maderas suaves, para obtener valores semejantes de resistencia. Tanques para el proceso Los tanques pueden dividirse en tres clases: Tanques de pasta Tanques de mezclado Tanques ciclizadores Tanques de pasta. Siempre se han requerido tanques con agitadores en las fabricas tanto de pulpa como de papel y cartón. Los agitadores si se instalan en el interior del tanque pueden ser verticales u horizontales ( también se puede agitar con un sistema adecuado de bombeo que toma la pasta del fondo del tanque y la regresa nuevamente por la parte superior). Tanques de mezclado. El fabricante de cartón y papel, frecuentemente necesita mezclar los distintos componentes de la suspensión fibrosa con aditivos químicos y colores. Un tipo de tanque de mezclado consiste de un cilindro vertical provisto de un agitador vertical. El movimiento de la suspensión es desde el fondo hacia la superficie con movimiento radial en todas direcciones. Se ha encontrado que localizando la flecha del agitador vertical un poco descentrada, se mejora la agitación y el mezclado. Tanques ciclizadores Un tipo de tanque ciclizador consiste de un tanque cilíndrico vertical, con una pared central también vertical. En el fondo de cada una de las dos mitades se encuentra una valvula que regula la entrada a una bomba de pasta. Una de las dos mitades de tanque tiene un agitador

vertical para mezclado. La operación consiste en llenar uno de los dos lados con pulpa en suspensión, se abre la válvula de descarga y por medio de la bomba se manda hacia la maquina refinadora, de la que se regresa a la otra mitad del tanque: cuando el primer lado del tanque ya se encuentre vacío, se reposicionan las válvulas de manera que la pasta circule del segundo lado del tanque por la bomba y el refinador y regrese al primer lado. Sistemas de preparación de pasta. Pilas y jordans Sistema intermitente Pulpeador, tanques ciclizadores, refinadores y jordans Sistema intermitente- Pulpeador, refinadores y jordans -continuo Sstema continuo Pasta en suspensión,refinadores y jordans Sistema intermitente. Pilas y jordans En el sistema intermitente ortodoxo se emplean tres pilas intermitentes, en ellas se colocan los diferentes componentes de la mezcla fibrosa para sujetarse a la cantidad necesaria de desfibración y batido que produzca los resultados deseados. Frecuentemente los diversos aditivos que el fabricante de papel desea incluir en su mezcla fibrosa se agregan en el momento oportuno del ciclo de batido. Las pilas se cargan en forma alterna y por lo mismo se descargan en forma alterna también. En forma usual, la descarga de las pilas se hace por gravedad al tanque de vaciado, el que es un tanque horizontal, con muro central y provisto de agitador de hélice. Por medio de una bomba para pasta, la suspensión se extrae del tanque de vaciado y se manda al compartimento de entrada de una caja distribuidora de compartimentos múltiples. La caja distribuidora está habilitada con deflectores ajustables que sirven para controlar la cantidad que se envía al siguiente paso del proceso, retornando el exceso al tanque de vaciado. Del lado de la descarga de la caja de distribución, la pasta pasa por gravedad a los tres jordans que se encuentran instalados en paralelo. La pasta se divide en tres partes, pasando cada tercera parte por cada jordan en una operación de un solo paso y descargando luego en el tanque de la maquina. El tanque de la maquina puede ser un tanque semejante al tanque de vaciado. Del tanque de la máquina se manda la pasta por medio de una bomba a la máquina de papel. El sistema descrito se prefiere para fábricas de papeles especiales, en las que se tienen cambios frecuentes de fabricación y de color, o en las que las corridas son de corta duración. Sistema intermitente. Pulpeador, tanques ciclizadores, refinadores y jordans. La pila se utilizó originalmente como una máquina de múltiples usos en la que se efectuaban el batido, la refinación y el mezclado de productos químicos. Se da por hecho que, contando con el tiempo y un operador experimentado, se puede hacer que con una pila se produjera cualquier característica deseada en la pasta. Esto queda plenamente demostrado por el hecho de que por muchos años la pila fue el único medio mecánico que el fabricante de papel tenía a su disposición para preparar su pasta.

La tradicional pila holandesa no era el equipo más eficiente, ya que estaba destinada esencialmente a efectuar tres operaciones diferentes. Después del desarrollo de los pulpeadores y de los refinadores, con mejores sistemas de agitación, resulto obvio que podían separarse las tres funciones básicas de una pila y que cada operación podía ser realizada de manera mucho más eficiente con el equipo diseñado para ese fin. La operación en este sistema intermitente se puede describir de la siguiente manera: La pulpa seca, junto con la cantidad requerida de agua para obtener la consistencia de pasta deseada, se carga en en un pulpeador intermitente. El pulpeo se efectúa hasta desfibrar el material por completo o lo más eficientemente que se pueda, la carga se pasa entonces por medio de una bomba de vaciado a uno de dos tanques ciclizadores. Cuando éste tanque se llena, por medio de una bomba la pasta es extraída del tanque, enviada a los refinadores y regresada al mismo tanque. Este ciclo se continúa hasta que la fase de refinación ha sido se está llevando a cabo, se trata otra carga en el pulpeador y se envía al segundo tanque ciclizador. Después de que la refinación de la pasta en el primer tanque se ha completado, se pueden agregar los productos químicos, el color y los diversos aditivos. En seguida del último paso de refinación, la pasta puede descargarse al tanque de vaciado. La pasta del segundo tanque ciclizador pasa a los refinadores y regresa al segundo tanque repitiendo las mismas operaciones que se hicieron con el primer tanque. Mientras el pulpeador va disponiendo otra carga para el primer tanque. De esta manera, los tanques ciclizadores se alternan con los refinadores, los cuales prácticamente trabajan todo el tiempo. La pasta refinada se extrae del tanque de vaciado por medio de una bomba, se envía a la caja distribuidora de compartimentos múltiples y de ahí se descarga hacia los jordans y luego al tanque de la máquina. El sistema descrito es recomendable para fabricas de papeles especiales, en las que se tienen cambios frecuentes de fabricación y de color, o con corridas de corta duración. Sistema intermitente – continuo

Pulpeador, refinadores y jordans

En este sistema, se emplea un pulpeador intermitente dentro del cual se carga la pulpa seca y el agua, al desfibrarse la pulpa forma una suspensión fibrosa que mediante una bomba es descargada a un tanque de vaciado provisto de agitación apropiada. Una bomba de pasta extrae la suspensión del tanque de vaciado y la manda a la entrada de los refinadores a través de un sistema de circuito cerrado de control de presión; este tipo de alimentación de los refinadores proporciona una presión constante de pasta a la entrada y favorece un mejor control de la operación. Los refinadores se encuentran dispuestos en paralelo. La pasta refinada se descarga al tanque de los refinadores, del cual es extraída por una bomba de pasta y enviada a una caja distribuidora de compartimentos múltiples para alimentar los jordans y el exceso lo regresa al tanque de los refinadores. Los jordans están dispuestos en paralelo, de ellos la pasta se descarga hacia el tanque de la máquina y de ahí pasa a la máquina de papel. Este sistema es recomendable para fábricas de papel en donde las corridas del mismo tipo de papel son largas, con pocos cambios de fabricación

Sistema continuo

Pasta en suspensión, refinadores yjordans.

Se utiliza en fábricas de papel que tienen corridas largas y cambios de fabricación poco frecuentes, como en el caso de las fábricas de papel y cartoncillo kraft, o que han sido diseñadas y construidas para la fabricación de únicamente uno o dos tipos de papel o cartón. En tales fábricas, el peso base del papel se puede cambiar de vez en cuando para ajustarse a los requerimientos tema, se emplean refinadores de disco, que se encuentran dispuestos en paralelo y son de uso bastante común en sistemas de este tipo, especialmente en las ya citadas fábricas de papel kraft. De los refinadores de disco, la pasta se manda al tanque de vaciado de los refinadores, de este tanque, la pasta se extrae por medio de bomba y se envía a la entrada de los jordans, también a través de un sistema cerrado, abastecedor a presión constante. Los jordans pueden estar dispuestos en paralelo, en serie o en una combinación de ambos, de acuerdo con las necesidades del fabricante de papel. En este sistema, se elimina el tanque de la máquina, ya que los jordans envían directamente la pasta a la caja distribuidora reguladora que está antes de la máquina de papel. En esta caja reguladora, existe un compartimento de derrame para el exceso de pasta, de manera que se regresa al lado de succión de la bomba del tanque de vaciado de los refinadores. La pasta que la caja reguladora dosifica hacia la máquina de papel es controlada por medio de una válvula de control con abertura en ”V” colocada en la línea de pasta, se encuentra colocada entre la caja reguladora y la línea de succión, por la que pasa agua de circulación de la máquina hacia la bomba de abanico de la máquina de papel. El operario puede abrirla o cerrarla con objeto de mantenerla constante o cambiar a voluntad, el peso base del papel que se está fabricando. En un sistema continuo de preparación de pasta, la adición de color, productos químicos y otros aditivos se efectúa automáticamente mediante el uso de varios tipos de dispositivos medidores que el fabricante de papel tiene a su disposición para este efecto. ENCOLADO El papel se encola para resistir la penetración de líquidos o, más específicamente, para resistir la penetración del agua o soluciones acuosas. Se tiene encolado interno cuando los materiales encolantes se mezclan con las suspensiones de las pulpas celulósicas en agua, en su proceso de conversión a papel; este encolado también se conoce con el nombre de encolado en pila. Casi en toda la industria papelera se emplea una relación de dos partes de encolante de brea por 3 partes de alumbre para 100 kilos de pulpa neutra, base seca, por lo general se obtendrá una hoja bien encolada. En condiciones normales de recirculación de agua de proceso, esta cantidad de alumbre producirá una concentración de iones hidrógeno con un rango de pH de 4.5 a 5.0, dentro del cual, la mayoría de los papeles logran un encolado efectivo. Se tiene encolado externo cuando los materiales encolantes se aplican a la hoja de papel ya formada y parcialmente seca. Este encolado también se conoce con el nombre de encolado superficial o en cuba.

Dependiendo de la cantidad de abrasión mecánica que las fibras de la pulpa hayan recibido, el papel es poroso; y el encolado interno no disminuye la porosidad y se encuentra sujeto a la penetración de vapor de agua. Cuando se rfequiere evitas esto, se encola superficialmente. Aplicaciones de los papeles encolados Más del 70% de todo el papel y cartoncillo que se hace tiene un cierto grado de encolado. Los principales tipos de papel que no se encolan son los papeles con carga de carbonato de calcio, para impresión, el papel para periódico, los papeles para toallas, los papeles sanitarios y algunos otros tipos de papeles absorbentes. Los ocho principales tipos de papel con encolado interno son los siguientes: 1.- Papel para envoltura 2.- Papel para bolsas 3.- Papeles para escritura (bond y “ledger”) 4.- papeles para offset 5.- Papeles para la construcción 6.- Papeles para cartón (corrugado y sólido) 7.- Papeles para envases de alimentos 8.- Papeles para impresión Papel para envoltura El encolado interno retarda la penetración del agua a través de la envoltura, del exterior al interior y retarda la salida del interior hacia fuera. Para ofrecer una mejor barrera a la humedad se encera. Papel para bolsas Las bolsas pueden ser de una capa o multicapas, el tratamiento tiene la misma función que el papel para envoltura. En los multicapa se pueden tener capas intermedias de papel impregnado de asfalto, emulsión de parafina o productos similares, también pueden tener una película plástica o con hoja de aluminio. Papel bond, de escritura y “ledger” Se encolan primero internamente y después externamente. El propósito es retardar la absorción de la tinta de escritura, consolidar las fibras de la superficie para que no sean levantadas por la pluma de escribir ni por las gomas de borrar. Mejora su resistencia, hojeo y sonido. Papeles offset El fin del encolado es disminuir al mínimo el arrugado y la expansión y contracción laterales inducidas por la humedad del rodillo de agua, que es parte del proceso offset de impresión. Papeles para construcción

Se incluyen cartones de varias capas o sólidos. Tienen el color natural de la pasta, es pesado, se puede laminar con asfalto caliente para proporcionar protección adicional contra la penetración de la humedad. Se les agregan productos químicos que repelen insectos y plagas, fungicidas para evitar o retardar el enmohecimiento y otros para hacerlos repelentes al fuego. Debe mantener su resistencia a la humedad y su resistencia estructural. Cartones para envases En las cajas de cartón corrugado se recomienda un encolado controlado de modo que la velocidad de penetración del adhesivo a base de almidón o silicato sea uniforme y no muy rápida. En los envases de c