Aplicaciones de los gases industriales en la fabricación de papel
El papel no va a ninguna parte
A medida que la digitalización se hacía más común en la sociedad, mucha gente dedujo que nos dirigimos hacia un mundo libre de papel. Sin embargo, a pesar de nuestra dependencia de la tecnología digital, este material sigue siendo una parte crítica de nuestra vida cotidiana.
Dependemos de él para muchos usos: desde la tarjeta de cumpleaños que usamos para felicitar a un ser querido, hasta en nuestra higiene personal, como el papel higiénico y las toallitas húmedas, además de las publicaciones periódicas (diarios, revistas) y no periódicas (libros, folletos, flyers, manuales) de carácter impreso que no dan muestras de extinguirse en favor de lo digital.
Siendo este el caso, la industria papelera seguirá desarrollándose e innovando mientras exista una demanda global de papel que satisfacer.
Madera + Agua + Gases industriales = Papel
Si bien es cierto que la producción en masa de papel depende de la madera como recurso fundamental, además de la hasta ahora irremplazable presencia del agua en esta actividad, la aplicación de gases industriales ha abierto un nuevo capítulo en este ámbito industrial.
Estos optimizan el proceso de fabricación haciéndolo más rentable, ofreciendo alternativas más ecológicas en comparación a métodos y técnicas más tradicionales, mientras contribuyen a obtener un producto de alta calidad.
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Gases utilizados y sus funciones en la producción industrial de papel
En general se utilizan tres: oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, cada uno empleado en distintas etapas de la producción y con un fin determinado.
- Oxígeno: Uno de los principales usos de este gas es la deslignificación. La lignina es un polímero presente en muchas plantas que las hace rígidas; esta debe eliminarse de la pulpa para ablandar la materia orgánica, lo que se logra con el uso de oxígeno, ya que este la oxida fácilmente, mitigando así la necesidad de usar lejía blanca para tal fin. Consecuentemente, al usar menos lejía en el proceso se reduce la toxicidad de las aguas residuales.
Durante la extracción alcalina, el oxígeno elimina la lignina adicional que ha sobrevivido al proceso de deslignificación, aumentando al mismo tiempo el brillo de la pasta.
Este procedimiento ofrece ventajas relevantes en términos de costes operativos en comparación con el uso de agentes de lixiviación (como lo es el cloro activo), permitiendo así la producción de papel TCF (Totally Chlorine Free) y ECF (Elemental Chlorine Free).
No menos importantes son los beneficios medioambientales que se obtienen, principalmente, de la minimización en el uso de Compuestos Orgánicos Halogenados Adsorbibles (AOX), como las dioxinas y los furanos, en el proceso. Además, la aplicación de oxígeno en esta etapa conlleva a una menor necesidad del uso del mismo en el tratamiento de las aguas residuales y una menor coloración del efluente durante su tratado.
Este elemento también interviene en la oxidación de las lejías blancas y de las lejías negras. La oxidación de las lejías blancas equilibra el sodio y el azufre de la pasta, mientras que la de las lejías negras convierte el sulfato de sodio en tiosulfato de sodio. Esto ayuda a reducir las pérdidas de azufre y las emisiones de olores que se producen con la lejía.
Otra aplicación del oxígeno en esta industria es en el enriquecimiento de los hornos de cal, los cuales se utilizan para secar el lodo de cal, la cual es necesaria para el proceso de fabricación de pasta. Con esto, los hornos se vuelven más eficientes, aumentando la producción al tiempo que se ahorra combustible y se reducen las emisiones de compuestos de azufre.
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- Dióxido de carbono: Al inyectarlo en el agua de lavado, en la última fase del ciclo de limpieza de la pasta de papel, este ofrece una forma eficaz de ajustar y estabilizar el pH de la misma para reducir depósitos, manchas y agujeros en el producto final. Los productos químicos agresivos diseñados para este fin suelen implicar riesgos de corrosión, pero el CO2 no presenta este riesgo.
Un pH más bajo de la pasta reduce el hinchamiento de la fibra y conduce a un mejor drenaje de la pulpa mejorando la eficiencia del lavado. Los niveles de pH más bajos también reducen la pérdida de sodio en esta etapa. Así, la acidificación con CO2 de los lavaderos de pasta reduce el coste químico de toda la operación.
Del mismo modo, el uso del CO2 permite prescindir de la implementación de químicos (ácidos fuertes) para nivelar el pH de las aguas residuales del proceso de fabricación que son tratadas in situ.
Otras aplicaciones del dióxido de carbono son la reducción de los niveles de sedimentación de calcio disuelto, la amortiguación en los sistemas de fabricación, el aumento de la deshidratación durante el proceso del secado del papel, la eliminación de sustancias pegajosas (la goma en el lomo de los libros, el pegamento de las notas autoadhesivas, etc.) contenidas en el papel reciclado usado como materia prima,
Se pueden utilizar también sus propiedades criogénicas para la limpieza de filtros y otros equipos.
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- Nitrógeno: El nitrógeno tiene varias aplicaciones generales en esta industria por tratarse de un gas inerte. Se utiliza, por ejemplo, para inertizar y cubrir el interior de depósitos, tuberías y silos, donde el oxígeno podría afectar a la calidad de los materiales o provocar combustión espontánea.
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