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Proceso industrial tratamiento de papel reciclado

El reciclaje de papel es el proceso de recuperación de productos papel ya usados o en desuso, tales como cajas, envases, estuches, envoltorios, cartones, etc.

El proceso de reciclado del papel, coincide en gran parte, con el proceso de fabricación del papel, con la diferencia de que la materia prima empleada es el residuo de papel. Uno de los primeros pasos consta de separar las fibras vegetales de las impurezas (metales, alambres). Como existen diferentes tipos de papeles, previamente se realiza una clasificación de los mismos. El papel más fácil de reciclar es el papel de diario, también el cartón. Los papeles brillantes resultan los más dificultosos. Existen por lo menos tres categorías de papel que se pueden utilizar como materias de base:   

desechos de fabricación primaria desechos del pre-consumidor desechos del consumidor.

Los desechos de fabricación se producen en el momento de fabricación de papel y se reciclan internamente en un molino de papel a disposición en las papeleras. Los desechos del pre-consumidor son los materiales que fueron desechados antes de que el producto de papel estuviera listo para el uso del consumidor. Por ejemplo, una fábrica de cajas de cartón corrugado guarda todos los desechos que producen las máquinas durante el proceso productivo del envase con la finalidad de reciclarlo con posterioridad. Los desechos del consumidor final son los materiales desechados después de usarlos tal como cajas viejas, guías de teléfonos, libros, cajas de cartulina o el papel mezclado residencial. El papel ideal para reciclar se llama “papel de desecho”.

Se recicla reduciendo el papel a una pasta y combinándolo con nueva pasta procedente de la madera. el proceso de reciclaje provoca la ruptura de las fibras, cada vez que se recicla papel la calidad del mismo disminuye, lo que quiere decir que se deben añadir un elevado porcentaje de nuevas fibras.

En ocasiones, las plantas de reciclaje piden que se retiren los brillos de los periódicos, dado que son de un tipo de papel diferente. Tienen un recubrimiento de arcilla que algunas fábricas no pueden trabajar. La mayoría de la arcilla se retira de la pasta reciclada como lodos. Los pasos para la fabricación de papel varían según el tipo de papel pero generalmente componen los siguientes procesos:      

Pastificación: Se le añaden disolventes químicos específicos a las fibras de papel y se separan. Criba: Que retira todo lo que no son fibras de papel. Centrifugación: Los materiales se separan por su densidad, quedando en diferentes estratos el papel y los lodos. Flotación (eliminación de la tinta): Se añaden burbujas de aire para que la tinta se separe de los lodos. Lavado de las pasta para retirar las pequeñas partículas que pueden quedar. Blanqueamiento, generalmente con peróxido de hidrógeno o hiposulfito de sodio.

En cuanto a la clasificación a fases físicas y químicos para la fabricación del papel:

Tamizado. Destintado. Refinado.

Primeramente como se menciona para la obtención del papel el primer proceso es la obtención de la pulpa o pasta.

Producción de pulpa Por medio de varios procesos de obtención, la madera y otras plantas fibrosas convierten en fibras aptas para la fabricación de papel. Dependiendo de maquinaria y acción utilizadas, se puede decir que los materiales vegetales muelen, cuecen, digieren, desfibran, deslignifican o refinan, para convertirse pulpas celulósicas.

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Estos procedimientos se denominan “pulpados” y su propósito es la liberación de las fibrasPara alcanzar este fin de la forma más económica posible se ha desarrollado un gran número de procesos de pulpado.

En principio podría decirse que hay dos formas de separar las fibras de la madera: químicamente (pulpado químico) y mecánicamente (pulpado mecánico). En el químico, la sustancia que mantiene unidas las fibras (lignina de la lámina media) es disuelta químicamente hasta un punto en que se hace posible el desfibrado sin tratamiento mecánico. La desventaja de estos procedimientos, es el gran consumo de madera, con bajos rendimientos. Con el pulpado mecánico se obtienen rendimientos muy elevados, pero el desfibrado provoca rupturas en las paredes celulares y las pulpas poseen características muy particulares, útiles solamente para algunos tipos de papel. Para ciertos usos no se necesitan pulpas de tan buena calidad como las químicas, pero a la vez no alcanza la calidad de las mecánicas. En estos casos se producen pulpas aplicando un tratamiento químico que disuelve una gran cantidad del material cementante, sin llegar al punto de liberación de fibras. El proceso se completa aplicando acción mecánica, en equipos especialmente diseñados. Estos procesos que involucran ambos tratamientos se llaman "semiquímicos" o "quimimecánicos", según se aplique mayor acción de un tipo o del otro.

Pulper

La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una gran batidora), donde se mezcla agua con la pasta de papel. La pasta puede estar en forma de fardos y balas (muchas hojas de pasta de papel), a granel (pasta de papel desmenuzada) o, si se trata de una fábrica integrada cuyo proceso de pasta y de papel se realiza en la misma factoría, en suspensión de agua. El pulper es una gran cuba, normalmente a nivel inferior al del suelo, en cuyo interior se encuentra una gran hélice. Al añadir la pasta de papel, comienza el proceso de disgregación de fibras, primero por el impacto al caer los fardos, después por el rozamiento de la hélice con la pasta y finalmente por el rozamiento de las mismas fibras entre sí. Esta acción genera calor que ayuda a la dispersión. Según el tipo de producción, se puede usar papel viejo, obteniendo un papel de menor calidad (papel reciclado). Aunque siempre se mezcla con pasta virgen, ya que las fibras se estropean, se rompen y dejan de ser útiles para la fabricación. Es imposible reciclar o reutilizar papel indefinidamente.

Refino Después, las fibras en suspensión se han de tratar físicamente mediante un proceso de fricción, para aumentar su capacidad de "afieltrarse" y unirse entre sí, a este proceso se le llama refinar y consiste en frotar las fibras entre sí y contra unos discos metálicos. Esto hace que se rompan parcialmente y se creen una especie de pelos que son los que crearán los puentes de hidrógeno y darán al papel mayor resistencia a la tracción. Cada tipo de fibra papelera y cada tipo de papel usan una refinación distinta que se adecua a cada necesidad. Al aumentar el grado de refinación de una pasta disminuye su opacidad, aumenta la resistencia a la tracción y disminuye la porosidad. Así, el papel cebolla el cual es típico papel usado en dibujo, semitransparente está muy refinado. Una vez refinado, pasa por varias tinas que son unos contenedores de líquidos donde se le añaden aditivos tales como colorantes, cargas minerales para añadir blancura, disminuir porosidad, etc., así como también productos especiales para aumentar la resistencia al agua, a la tracción, etc. Una vez se le han añadido todos los elementos que se necesitan y la pasta ha reposado un pequeño tiempo para eliminar la latencia, llega a la máquina de papel donde será tratado para ser después secado en un sitio secante.

La máquina de papel Es el elemento más importante. Es el lugar donde la pasta en suspensión se convierte en papel. Aunque hay varios tipos, la más extendida es la máquina de mesa plana, derivada de la primera máquina inventada por Fourdrinier en tiempos de Napoleón. Consta de varios elementos, se citan los más importantes por orden de utilización y la utilidad que desempeñan.

Cabeza de máquina Se encarga de expulsar la pasta de papel sobre una fina capa de tela de la máquina de papel.

Es una caja alargada, en cuyo interior circula la pasta. En su extremo inferior, tiene una abertura en su largo por donde sale la película de pasta. El ancho de esta abertura se controla con unos labios, que al aumentar su distancia entre sí dejan caer más o menos cantidad. Controlando la salida de pasta de los labios se obtienen distintas propiedades de la hoja formada.

Al caer las fibras tienden a colocarse en una posición paralela al movimiento de la tela, si no se elimina en parte, el papel tendrá una serie de características no adecuadas, como menor estabilidad dimensional, mayor desgarro es decir fibras menos unidas.

Tela

Es una malla muy fina donde se coloca la pasta de papel y comienza el desgote y secado. La primera parte del secado es por gravedad, el agua cae atravesando la tela y las fibras quedan retenidas en la parte superior. Después, el exceso de agua no desgota por sí sola, por lo que hay que ayudarla con varios elementos.

Dandy

Dandy roll. Un gran rodillo hueco, cuyo exterior está recubierto de una malla. Se coloca en la parte superior de la tela en contacto directo con el papel. Mediante presión y, en algunos casos bombas de vacío, exprime el agua. Además puede tener una serie de dibujos en relieve, que al presionar sobre el papel húmedo crea las marcas al agua, al eliminar el agua en su mayor parte, el papel comienza a tener consistencia y se coloca en la sección de prensas y secadores. Prensas y secadores

Una vez el papel ya ha adquirido consistencia, se ha de eliminar toda la humedad posible, para esta etapa se usa presión y calor,la presión se da por medio de pares de rodillos recubiertos de goma; entre los rodillos y la hoja de papel corre una cinta de fieltro que absorbe el agua escurrida por la presión del rodillo. La banda de papel prensada se hace pasar por una serie de rodillos huecos por los que circula vapor a altas temperaturas, para ello se acompaña con una manta de fieltro que evita que la hoja se aparte del cilindro ayudando al secado y guiando la hoja por ellos. Lisas y calandras Una vez seco, las fibras se han unido convirtiéndose finalmente en lo que consideramos papel. En algunas ocasiones, se requiere un papel muy brillante, o con una lisura especial, esto se consigue presionando entre dos rodillos llamados lisas. Las calandras tienen varios rodillos metálicos colocados unos sobre otros, algunos calentados a vapor,otra aplicación de las lisas es la de modificar el calibre o grosor del papel mediante presión.

Pope Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso. Es un cilindro refrescador con entrada y salida de agua para el correcto enrollado.

Esquema básico del proceso de reciclaje