miércoles, 11 de abril de 2012
Proceso de fabricación
La celulosa es un polímero natural compuesto por unidades de glucosa y unidos por la lignina. La fabricación ya sea mecánica o química, consiste en separar la celulosa de la lignina.
Mecánica: La madera es molida y triturada mecánicamente y luego sometida a altas presiones y temperaturas, para luego ser lavada y eventualmente blanqueada. Es un proceso de alto consumo energético y también alto rendimiento (80%). Su calidad es menor debido a que la lignina remanente da un color amarillento. Por no usar químicos en la producción, es un proceso menos contaminante. El proceso de blanqueo es igualmente contaminante.
Química: El rendimiento de este proceso es menor al mecánico, de 50% pero la pulpa producida es de mayor calidad. Los chips de madera son cocidos a altas temperaturas(130-170°) y presiones en una solución alcalina basada en sulfito de Na y NaOH (licor blanco) para disolver la lignina. El licor blanco junto con la lignina disuelta es llamado licor negro, este es procesado para recuperar sus distintos componentes como compuestos de sulfuro reducidos, metanol, tall oil y trementina y utilizado para ser quemado y generar energía para el proceso productivo. Las cenizas son usadas para regenerar el licor blanco (a traves de la generación de licor verde, compuesto por las cenizas y agua) en un proceso de caustificación con cal viva (-CaO) y filtrado. El filtrado genera lodos de CaCO3 con los cuales se regenera la cal viva. También son recuperados los trozos no digeridos y se devuelven al digestor continuo.
El producto de esto es la celulosa kraft, que aun tiene altos niveles de lignina. Esta celulosa es utilizada para fabricar ciertos productos, pero también puede continuar su procesamiento en el proceso de blanqueo. El blanqueo disminuye a su vez el rendimiento ya que se pierde pulpa en el proceso.
El proceso Kraft permite la recuperación y reutilización de muchos químicos y energía del proceso. El vapor generado en la caldera recuperadora y las calderas de poder es conducido hacia un turbo generador, a través del cual se genera energía eléctrica para los procesos de la planta industrial; luego, el vapor -a más baja presión y temperatura- es usado en diferentes áreas de la industria. Así, las plantas de celulosa no consumen energía, sino que incluso, a veces generan mas energía de la que necesitan. Esta puede usarse para abastecer a terceros.
Proceso de Blanqueo
El volumen del efluente proveniente de este proceso es menor, pero sus contenidos mas peligrosos. La industria de celulosa es la segunda consumidora de cloro a nivel mundial y la mayor fuente de vertido directo de organoclorados a los cursos de agua.
Blanqueo con cloro elemental(gaseoso): con una consecuente alta producción de organoclorados. El Cl2 se agrega para que se una a la lignina, y se agrega NaOH para solubilizar el compuesto formado. Produce la mayor cantidad de organoclorados y dioxinas. Aprox un 20% de la producción mundial continua utilizando este proceso. Prohibido por la EPA.
Blanqueo libre de cloro elemental (ECF): Se utiliza dióxido de Cloro y NaOH. Es el que se usa en Chile. Es menos dañino para las fibras y para el medio ambiente, ya que el mayor poder oxidante del dióxido de cloro implica una drástica reducción de las cantidades de químicos necesarias. Se estima que se reducen los organoclorados en un 90% y en un 60% la DQO. La mayor parte de la producción mundial (70%) utiliza este método de blanqueo. El dióxido de cloro debe ser producido en el mismo lugar en que se utiliza, a partir de clorato, ácido sulfúrico y metanol.
Blanqueo totalmente libre de cloro (TCF): Se utilizan métodos de blanqueo a base de oxidación de la lignina por medio de Oxígeno, peróxido o Ozono y ácidos peracéticos. No genera organoclorados y reduce las emisiones líquidas. Puede combinarse con el EFC para disminuir la cantidad de compuestos clorados usados. Algunas plantas en Chile utilizan un pretratamiento de blanqueo a base de oxigeno junto con el blanqueo EFC. Muy pocas industrias utilizan el sistema TFC en el mundo. Se agregan quelantes de hierro (EDTA y DTPA). El blanqueo TFC no puede producir cierto tipo de papeles
Luego se procede al lavado, secado y embalado.
Tratamiento de efluentes
Tratamiento primario o fisico-fisicoquimico: Aquí hay un clarificador o piscina de decantación, cuya función es retirar los sólidos suspendidos. Las fibras son llevadas a la superficie del agua con la ayuda de burbujas de aire inyectadas en el fondo, y son retiradas por rebalse a través de los bordes superiores de la piscina.
Los sólidos más pesados, una vez decantados, son retirados desde el fondo por rastrillos rotatorios, los que posteriormente, junto con las fibras, son prensados para retirarles el agua sobrante y depositados en vertederos especialmente habilitados, o para ser quemados en calderas de poder.
El efluente continúa hacia una etapa de neutralización, donde se le agregan aditivos químicos neutralizantes para que los residuos finales no sean ácidos ni alcalinos. También se realiza en Chile un tratamiento de remoción del color, que utiliza sulfato de Aluminio.
Tratamiento secundario o biológico: Consiste en disminuir la materia orgánica biodegradable por actividad biológica. Solo se retiraría aprox un 30% de los organoclorados. Al parecer este proceso no se usa en Chile.
Si la concentración de organoclorados es muy alta, puede matarse a la flora bacteriana y impedir la limpieza de las aguas, que elimina principalmente la demanda bioquímica de oxigeno.
Tratamiento terciario: Procesos mas avanzados, como la fotocatálisis consisten en la oxidación avanzada con ozono y luz ultravioleta. Esto permite destruir los organoclorados, disminuir la materia orgánica y la demanda química de oxigeno, aunque aumenta la demanda bioquímica.
Mecánica: La madera es molida y triturada mecánicamente y luego sometida a altas presiones y temperaturas, para luego ser lavada y eventualmente blanqueada. Es un proceso de alto consumo energético y también alto rendimiento (80%). Su calidad es menor debido a que la lignina remanente da un color amarillento. Por no usar químicos en la producción, es un proceso menos contaminante. El proceso de blanqueo es igualmente contaminante.
Química: El rendimiento de este proceso es menor al mecánico, de 50% pero la pulpa producida es de mayor calidad. Los chips de madera son cocidos a altas temperaturas(130-170°) y presiones en una solución alcalina basada en sulfito de Na y NaOH (licor blanco) para disolver la lignina. El licor blanco junto con la lignina disuelta es llamado licor negro, este es procesado para recuperar sus distintos componentes como compuestos de sulfuro reducidos, metanol, tall oil y trementina y utilizado para ser quemado y generar energía para el proceso productivo. Las cenizas son usadas para regenerar el licor blanco (a traves de la generación de licor verde, compuesto por las cenizas y agua) en un proceso de caustificación con cal viva (-CaO) y filtrado. El filtrado genera lodos de CaCO3 con los cuales se regenera la cal viva. También son recuperados los trozos no digeridos y se devuelven al digestor continuo.
El producto de esto es la celulosa kraft, que aun tiene altos niveles de lignina. Esta celulosa es utilizada para fabricar ciertos productos, pero también puede continuar su procesamiento en el proceso de blanqueo. El blanqueo disminuye a su vez el rendimiento ya que se pierde pulpa en el proceso.
El proceso Kraft permite la recuperación y reutilización de muchos químicos y energía del proceso. El vapor generado en la caldera recuperadora y las calderas de poder es conducido hacia un turbo generador, a través del cual se genera energía eléctrica para los procesos de la planta industrial; luego, el vapor -a más baja presión y temperatura- es usado en diferentes áreas de la industria. Así, las plantas de celulosa no consumen energía, sino que incluso, a veces generan mas energía de la que necesitan. Esta puede usarse para abastecer a terceros.
Proceso de Blanqueo
El volumen del efluente proveniente de este proceso es menor, pero sus contenidos mas peligrosos. La industria de celulosa es la segunda consumidora de cloro a nivel mundial y la mayor fuente de vertido directo de organoclorados a los cursos de agua.
Blanqueo con cloro elemental(gaseoso): con una consecuente alta producción de organoclorados. El Cl2 se agrega para que se una a la lignina, y se agrega NaOH para solubilizar el compuesto formado. Produce la mayor cantidad de organoclorados y dioxinas. Aprox un 20% de la producción mundial continua utilizando este proceso. Prohibido por la EPA.
Blanqueo libre de cloro elemental (ECF): Se utiliza dióxido de Cloro y NaOH. Es el que se usa en Chile. Es menos dañino para las fibras y para el medio ambiente, ya que el mayor poder oxidante del dióxido de cloro implica una drástica reducción de las cantidades de químicos necesarias. Se estima que se reducen los organoclorados en un 90% y en un 60% la DQO. La mayor parte de la producción mundial (70%) utiliza este método de blanqueo. El dióxido de cloro debe ser producido en el mismo lugar en que se utiliza, a partir de clorato, ácido sulfúrico y metanol.
Blanqueo totalmente libre de cloro (TCF): Se utilizan métodos de blanqueo a base de oxidación de la lignina por medio de Oxígeno, peróxido o Ozono y ácidos peracéticos. No genera organoclorados y reduce las emisiones líquidas. Puede combinarse con el EFC para disminuir la cantidad de compuestos clorados usados. Algunas plantas en Chile utilizan un pretratamiento de blanqueo a base de oxigeno junto con el blanqueo EFC. Muy pocas industrias utilizan el sistema TFC en el mundo. Se agregan quelantes de hierro (EDTA y DTPA). El blanqueo TFC no puede producir cierto tipo de papeles
Luego se procede al lavado, secado y embalado.
Tratamiento de efluentes
Tratamiento primario o fisico-fisicoquimico: Aquí hay un clarificador o piscina de decantación, cuya función es retirar los sólidos suspendidos. Las fibras son llevadas a la superficie del agua con la ayuda de burbujas de aire inyectadas en el fondo, y son retiradas por rebalse a través de los bordes superiores de la piscina.
Los sólidos más pesados, una vez decantados, son retirados desde el fondo por rastrillos rotatorios, los que posteriormente, junto con las fibras, son prensados para retirarles el agua sobrante y depositados en vertederos especialmente habilitados, o para ser quemados en calderas de poder.
El efluente continúa hacia una etapa de neutralización, donde se le agregan aditivos químicos neutralizantes para que los residuos finales no sean ácidos ni alcalinos. También se realiza en Chile un tratamiento de remoción del color, que utiliza sulfato de Aluminio.
Tratamiento secundario o biológico: Consiste en disminuir la materia orgánica biodegradable por actividad biológica. Solo se retiraría aprox un 30% de los organoclorados. Al parecer este proceso no se usa en Chile.
Si la concentración de organoclorados es muy alta, puede matarse a la flora bacteriana y impedir la limpieza de las aguas, que elimina principalmente la demanda bioquímica de oxigeno.
Tratamiento terciario: Procesos mas avanzados, como la fotocatálisis consisten en la oxidación avanzada con ozono y luz ultravioleta. Esto permite destruir los organoclorados, disminuir la materia orgánica y la demanda química de oxigeno, aunque aumenta la demanda bioquímica.
Producción y Requerimientos de materia prima:
Celulosa blanca de fibra larga (BSKP): A base sólo de pino. Se producen 1,3 millones de toneladas, de las cuales 60 mil son para consumo interno.
Celulosa de fibra larga no blanqueada (UKP): Se producen 370 mil toneladas en su mayoría para exportación.
Celulosa blanca de fibra corta (BEKP): A base de eucalipto. Se producen anualmente 500 mil toneladas, 125 mil para consumo interno
Total: Alrededor de 2 millones de toneladas de celulosa se producen anualmente en Chile, de las cuales el 9% aprox es para consumo interno. En Chile y a nivel mundial, la industria va en aumento, pretendiendo doblar la producción en el corto plazo.
Madera de pino: 2.240.000 m2/año
Madera de eucaliptus: 563.000 m2 año
Carbonato de calcio y clorato de sodio: 14.000 ton/año
Hidróxido de Sodio: 12.000 ton/año
Oxígeno: 10.000 ton/año
Acido sulfúrico: 9.500 ton/año
Petróleo: 25.000 ton/año
Agua: 250 l/s para refrigeración, 900 l/s para procesos.
A fines del 2004 se empezó a trabajar en la implementación de los sistemas de gestión ambiental de acuerdo a la norma internacional ISO 14001.
Celulosa de fibra larga no blanqueada (UKP): Se producen 370 mil toneladas en su mayoría para exportación.
Celulosa blanca de fibra corta (BEKP): A base de eucalipto. Se producen anualmente 500 mil toneladas, 125 mil para consumo interno
Total: Alrededor de 2 millones de toneladas de celulosa se producen anualmente en Chile, de las cuales el 9% aprox es para consumo interno. En Chile y a nivel mundial, la industria va en aumento, pretendiendo doblar la producción en el corto plazo.
Madera de pino: 2.240.000 m2/año
Madera de eucaliptus: 563.000 m2 año
Carbonato de calcio y clorato de sodio: 14.000 ton/año
Hidróxido de Sodio: 12.000 ton/año
Oxígeno: 10.000 ton/año
Acido sulfúrico: 9.500 ton/año
Petróleo: 25.000 ton/año
Agua: 250 l/s para refrigeración, 900 l/s para procesos.
A fines del 2004 se empezó a trabajar en la implementación de los sistemas de gestión ambiental de acuerdo a la norma internacional ISO 14001.
lunes, 11 de abril de 2011
Mercado mundial de la celulosa
La producción de celulosa a nivel mundial alcanzó
unos 190 millones de toneladas en el año
2004, de las cuales unos 42 millones de toneladas fueron comercializadas vía exportaciones y el
resto (78% del total) fueron consumidas en el mismo país donde fueron producidas.
La industria de la celulosa exhibe un alto grado de integración vertical, es decir, un porcentaje
importante de la producción no llega al mercado para ser vendida en competencia entre los
distintos productores, sino que es utilizada directamente en la producción de papeles y cartones u
otros productos finales. En el año 2004, alrededor de un 77% del total de la celulosa producida no
llegó al mercado, siendo transformada en papeles y cartones, ya sea en la misma Planta donde se
fabricó o en una empresa filial de dicha Planta. La celulosa cuyo destino es ser comercializada en
el mercado se denomina genéricamente por la expresión en inglés “market pulp”.
La celulosa se produce utilizando los recursos fibrosos
disponibles en cada país. A nivel mundial,
alrededor de un 92% de la celulosa se produce utilizando la madera como materia prima fibrosa.
Sin embargo, en países como China o India, se utiliza un elevado porcentaje de fibras vegetales
en la producción de celulosa.
El papel de desecho también es una importante fuente
de materia prima fibrosa. La preocupación
por el cuidado del medio ambiente y los desarrollos tecnológicos, han permitido recuperar
eficientemente las fibras de celulosa y reutilizarlas en la producción de más papel. En el año 2004
se fabricaron en el mundo 360 millones de toneladas de papeles y cartones. Para producirlos se
consumieron 175 millones de toneladas de papel recuperado y 188 millones de toneladas de
celulosa virgen.
Como es lógico, el comercio internacional de celulosa
fluye desde los países que poseen un
abundante recurso forestal, que supera sus necesidades domésticas, hacia los países que tienen
un déficit. Destaca la importancia de China, país que representó el 18% del comercio mundial de
celulosa en el año 2004.
El consumo mundial de fibras fue 382,4 mill t, un 6,5% menos que lo demandado en 2008: 408,9 mill t.
Un 52,4% de este consumo corresponde a Fibra Reciclada (en 2008 fue un 50,8%).
El consumo de Pulpa Maderera representa un 42,2%: 161,3 millones ADt en 2009
(un 7,4% menos que en 2008, año en que se consumió 174,2 mill. ADt).
El consumo de Pulpa Maderera representa un 42,2%: 161,3 millones ADt en 2009
(un 7,4% menos que en 2008, año en que se consumió 174,2 mill. ADt).
domingo, 10 de abril de 2011
sábado, 9 de abril de 2011
Celulosa en Chile
Capacidad de Producción – Pulpas Químicas
Grado Papelero en Chile
(1) No incluye operaciones en el extranjero.
(2) Plantas: Santa Fe; Laja y Pacífico.
BSK: Bleached Softwood Kraft => Celulosa Blanqueada de Fibra Larga, proceso Kraft
BHK: Bleached Hardwood Kraft => Celulosa Blanqueada de Fibra Corta, proceso Kraft
UKP: Unbleached Kraft Pulp => Celulosa No blanqueada o Cruda, proceso Kraft
Productores de Celulosa Año 2009
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