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.


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