Proceso Productivo De Celulosa

Proceso de Produccion de celulosa kraft.

Cada una de las fases del proceso de producción de la celulosa se caracteriza por aspectos técnicos particulares, lo que las diferencia y les confiere la calidad de unidades específicas. Ellas cumplen secuencialmente el rol de eslabones de una cadena de nueve fases que dan cuerpo al proceso global.

Las cinco primeras fases corresponden al proceso productivo tradicional, que a partir de un conjunto de insumos básicos (madera, agua, productos químicos y energía) da origen a la celulosa. Las siguientes 4 fases tienen como objetivo asegurar que el proceso productivo se desarrolle en armonía con el medio ambiente. Especial mención merece la fase de monitoreo de las condiciones ambientales. De la misma forma como los doctores pueden diagnosticar que algo no anda bien en nuestro organismo a partir del análisis de muestras de sangre y orina; los técnicos de las Plantas de celulosa, a partir de la información recolectada en los instrumentos de control de la Planta y las estaciones monitoreo, pueden detectar en forma inmediata eventuales alteraciones en el proceso productivo y ejecutar acciones preventivas.

Fase 1: Preparación de la Madera.

Fase 2: Cocción.

Fase 3: Blanqueo ECF.

Fase 4: Secado y Embalado.

Fase 5: Recuperación y Energía.

Fase 6: Tratamiento de Efluentes.

Fase 7: Control de Emisiones aéreas y de olor.

Fase 8: Disposición de Residuos Sólidos.

A continuación se describen estas fases, mostrándolas en un esquema gráfico y explicándolas a través de una relación escrita.

Fase 1: Preparación de la madera.

La madera, principal materia prima para la fabricación de la celulosa, llega a la Planta generalmente en la forma de troncos de dimensiones estandarizadas, denominados rollizos. En menor medida también se utilizan astillas de aserradero y lampazos (restos perimetrales de troncos aserrados).

El proceso se inicia cuando los rollizos de madera son cargados en los descortezadores, que son tambores rotatorios de grandes dimensiones que giran a una velocidad de 6 a 10 revoluciones por minuto.

La corteza no se desperdicia, sino que es llevada a través de una cinta transportadora para ser quemada en una caldera, denominada caldera de biomasa.

Los troncos descortezados son transformados en astillas (chips), las cuales luego de ser acopiadas para su homogeneización en grandes pilas, pasan a continuación por un proceso de clasificación por tamaño. Los chips de tamaño normal continúan a la fase siguiente, los de gran tamaño son devueltos para ser astillados nuevamente y los finos convergen junto con la corteza a la caldera de biomasa, donde son quemados para generar vapor, el cual posteriormente, en un equipo denominado turbogenerador, se usa para producir energía eléctrica.

Como se observa en el diagrama, los lampazos siguen el mismo tratamiento que los rollizos de madera y las astillas de aserradero se incorporan directamente a la pila de astillas.

Fase 2: Cocción.

Las astillas procedentes de la pila de acopio son conducidas hacia la tolva de astillas, donde son impregnadas con vapor de agua para eliminar su contenido de aire. Para asegurar una mayor uniformidad de la cocción en el digestor, las astillas pasan por un tanque a alta presión donde son pre-impregnadas con licor blanco. Esta mezcla finalmente entra por la parte superior del digestor continuo.

En el digestor las astillas son literalmente cocidas con una sustancia denominada Licor Blanco, a alta temperatura y presión. El Licor Blanco es una solución acuosa compuesta por sulfuro de sodio (Na2S) e hidróxido de sodio (NaOH). Su función es romper las uniones de lignina y liberar las fibras de celulosa. Físicamente, el digestor continuo es un gran estanque cilíndrico de varias secciones, con una red de tuberías a través de las cuales se le adicionan o extraen los líquidos de cocción. Tiene un eje vertical para revolver la mezcla y una tubería para drenar la celulosa. El rango de temperatura de cocción varía entre 130º C y 170° C, siendo más alta en la parte superior del digestor (etapa inicial).

En la medida que las astillas avanzan hacia abajo en el digestor, se van transformando en pasta de celulosa. Esto explica porqué el proceso de cocción opera en forma continua. Al final de la cocción, además de la pasta de celulosa, se genera un residuo denominado Licor Negro, que está compuesto por el Licor Blanco mezclado con la lignina y otras sustancias de la madera. Este Licor Negro es recuperado para ser procesado en otro sector de la Planta de Celulosa denominado Sistema de Recuperación de Productos Químicos y Energía. Este importante proceso permite la recuperación de productos químicos valiosos. En la práctica, sólo un porcentaje muy minoritario de los residuos sólidos del digestor debe ser enterrado en los vertederos (áreas de disposición controlada).

Al llegar a la parte inferior del digestor, la pasta de celulosa es sometida a un lavado a altas temperaturas, donde flujos de agua a contracorriente le van eliminando el Licor Negro. Luego, la pasta pasa por un estanque de soplado, cuya función es reducir bruscamente la presión, con el objeto de liberar las fibras que aún permanecen compactas. El proceso de soplado se realiza a menores temperaturas; para ello se inyecta agua fría a la pasta, con el fin de bajar su temperatura al rango 75-80° C.

La pasta de celulosa que sale del digestor es lavada y clasificada a través de varios filtros. Los nudos de la madera y otros chips que no pasan por los filtros son enviados de vuelta al digestor. La pasta filtrada y lavada por segunda vez constituye lo que se denomina celulosa cruda o celulosa sin blanquear, líquida. Esta pasta de celulosa tiene aún un contenido importante de lignina, que le da una tonalidad color café, similar al color natural de la madera.

Es importante señalar que como alternativa al digestor continuo, el proceso recién descrito también puede realizarse en digestores batch. Físicamente, ellos son una batería de estanques dotados de sofisticados equipos de control de temperatura y presión, que como su nombre lo indica, operan en forma intermitente. En términos muy generales, las astillas y el licor de cocción son cargados por la parte superior del estanque, el cual una vez lleno se cierra con una válvula. A continuación se procede a elevar la temperatura y la presión del estanque hasta alcanzar la temperatura de cocción (aprox. 170 °C) y una presión de 700 kPa. Estas condiciones son mantenidas durante un cierto período de tiempo, necesario para disolver la lignina y liberar las fibras de celulosa. Cumplido este tiempo, se procede a vaciar

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