Bioenergia

CARBOHIDRATOS CONTAMINANTES

ANA ARIAS VENERA

MSC NICOLAS MARTINEZ

INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

BIOLOGIA II

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR

VALLEDUPAR-CESAR

2014

INTRODUCCIÓN

La industria del papel es una actividad que si bien ha ido implementando, en las últimas décadas, tecnologías menos contaminantes; la historia y los antecedentes vinculados a los contaminantes que esta actividad industrial podría generar, conlleva a que deba trabajar en un escenario con presiones de grupos ecologistas y/o conflictos ambientales. Por lo cual, es una actividad industrial que en términos ambientales se podría calificar como “conflictiva.

CARBOHIDRATOS CONTAMINANTES

MADERA Y PAPEL

Actualmente, la materia prima utilizada para manufacturar papel es principalmente la pulpa blanqueada de celulosa de madera, aunque también se utiliza en forma limitada la paja, el cáñamo y otras alternativas. La pulpa de celulosa de madera se ha convertido en la actualidad, a nivel internacional, en un producto considerado primario tal como el café o el petróleo, debido a que el papel sigue siendo el principal medio de comunicación, ya que no ha sido desplazado por los nuevos avances tecnológicos (videos y telecomunicaciones), sino por el contrario estos han estimulado su consumo .Para entender cómo se originan los contaminantes durante el proceso de producción de pulpa de celulosa es necesario en primera instancia conocer un poco de su composición química. Especialmente para comprender cómo y porque se forman los "compuestos organoclorados", subproducto no deseado del proceso, durante las etapas de blanqueado de la pulpa de celulosa (etapas de oxidación y extracción alcalina). Los compuestos organoclorados son, en gran parte, los responsables de los antecedentes poco favorables asociados a la producción de pulpa de celulosa. Esto se debe a que en los primeros sistemas de blanqueo se utilizó cloro gaseoso o molecular (Cl2), cuya reacción oxidante con la pulpa de celulosa genera compuestos organoclorados y dioxinas y furanos policlorados. Estos últimos compuestos son muy tóxicos, carcinogénicos y difíciles de biodegradar; por lo cual, presentan una alta persistencia en el ambiente. Situación que provoca su bioconcentración en las cadenas alimentarias en los diferentes ecosistemas afectados.

COMPOSICIÓN DE LA MADERA

La madera presenta como componentes principales celulosa, hemicelulosa, lignina y compuestos denominados “extraíbles”. Celulosa La celulosa es un homopolímero del tipo polisacárido lineal con una masa molecular de 10000 Da.; que representa aproximadamente un 40% de la madera. La celulosa es un polímero formado por unidades β-Dglucopiranosa, las cuales están unidas por enlaces glucosídicos del tipo 1-4 .Estas moléculas se organizan en una forma cristalina constituyendo las microfibrillas en la madera; las que a su vez conforman a las fibras de celulosa. Hemicelulosa La hemicelulosa de la madera es un heteropolímero ramificado compuesto por unidades de carbohidratos diferentes a las de la celulosa; con una masa molecular relativa mucho menor que la celulosa, y también con grado de polimerización inferior (aproximadamente de 200. Lignina La lignina a diferencia de celulosa y la hemicelulosa es un polímero de carácter aromático; es decir aproximadamente por un 5% de éste son monómeros de fenol, moléculas de estructura plana, con capacidad de absorber luz e hidrofóbicos.

EXTRAIBLES

Se denomina "extraíbles" a aquellos componentes de la madera que pueden ser obtenidos desde la madera mediante la utilización de solventes orgánicos como: alcohol etílico, acetona o diclorometano. Aquí se incluyen una gran diversidad de compuestos químicos, los cuales pueden subdividirse en: extraíbles alifáticos, como grasas y aceites; compuestos terpenoides, sólo presentes en las maderas softwood, donde están mono-, sesqui- y diterpenos, así como resinas ácidas; y, finalmente, extraíbles fenólicos, que incluyen a los taninos hidrolizables y los flavonoides.

PULPAJE Y BLANQUEO DE CELULOSA

Pulpaje de la madera La elaboración de la pulpa de celulosa blanqueada se puede dividir en dos etapas: el pulpaje y el blanqueo de la pulpa. Industrialmente existen diversos tipos de pulpaje, con diferentes rendimientos y propiedades de la pulpa que generan. Así tenemos: pulpajes mecánicos, pulpajes semiquímicos, método sulfito y método sulfato, o también llamado Kraft.

El tipo de pulpaje influye mucho sobre la calidad y características de la pulpa que se obtiene. En general, los procesamientos de pulpaje se pueden agrupar en 2 tipos de procesos: el pulpaje mecánico, que produce una pulpa con una gran cantidad de madera residual (celulosa, hemicelulosa, lignina y extraíbles);y el pulpaje químico, en el que se remueven casi totalmente todos los compuestos no-celulósicos, alcanzándose remociones de 90 - 95 % de la lignina. Esto es muy importante, ya que la pulpa de celulosa puede presentar una mayor o menor coloración marrón oscura dependiendo del porcentaje de lignina presente. Esto porque la lignina en su estructura presenta grupos cromóforos, los cuales son responsables de la coloración de las pulpas no blanqueadas. A modo de ejemplo, la pulpa de madera no blanqueda normalmente presenta un color marrón sucio, como el cartón. Por lo tanto, debe ser blanqueada para que pueda ofrecer un contraste adecuado para su uso en impresión (libros, revistas, cuadernos).

Métodos del pulpaje químico:

METODO DE KRAFT O SULFATO: Este consiste en una digestión de la madera mediante el uso de una mezcla de hidróxido, carbonato, sulfato y sulfuro de sodio; la cual, que ataca y disuelve la lignina, produciendo mercaptanos (substancias orgánicas azufradas de olor muy desagradable). Terminada la digestión se separa por cribado la fibra del líquido, que contiene sales orgánicas de sodio. Este último constituye el licor negro que al llevarse a la caldera, sus compuestos orgánicos son transformados en carbonato y los sulfatos reducidos por la masa ígnea a sulfuros. Las cenizas de este último proceso al disolverse se hacen reaccionar con hidróxido de calcio, para transformar la mayor parte del carbonato de sodio en hidróxido, regenerándose la mezcla de digestión cuando el carbonato de calcio resultante se vuelve a transformar en cal viva en un horno de cal y éste en hidróxido.

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