Las necesidades de la industria papelera

1. INTRODUCCION

Dentro de las necesidades de la industria papelera, la producción de vapor es uno de los factores importantes para el secado del papel, este vapor puede ser producido por diferentes tipos de calderas, alimentadas por combustible ya sea derivados del petróleo, carbón o madera.

Una producción de bajo costo es esencial, a través de las distintas formas de alimentación a las calderas, en el caso de los combustibles de madera la humedad es un factor importante para la generación de vapor constante y el aumento del rendimiento de caldera.

Por lo anterior expuesto, el combustible debe poseer valores bajo de humedad y ser aprovechado al máximo su poder calorífico de la mezcla, entre los residuos generados por la industria papelera mas virutas secas y el aserrín, que se utiliza en alimentar como combustible a calderas.

En el presente reestudio del circuito de combustión se establecerán los valores máximos de humedad, optimizar, recopilar antecedente de calidad, cantidad y caracterizar el combustible y la eliminación de la viruta seca de la mezcla. Y con la consiguiente selección de pre-secadores del combustible.

No obstante para implementar un sistema de presecado nos encontramos con una inversión, que con un análisis económico de rentabilidad y recuperación de la inversión. Para la toma de decisiones ante dicha inversión.

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3. OBJETIVOS

• Optimizar la utilización del combustible empleado actualmente en la caldera biomasa.

• Recopilar antecedentes acerca de cantidad y calidad del combustible.

• Caracterizar los desechos sólidos (poder calorífico, humedad, densidad, granulometría).

• Selección de equipos para el prensado y secado del combustible.

• Integración con el proceso de preparación de combustible actual.

El presente informe pretende aportar antecedentes técnicos que permitan mejorar el uso del combustible y el manejo de residuos sólidos existentes en Forestal y Papelera Concepción S.A. como insumos en la producción de vapor de proceso.

El estudio se justifica en la necesidad creciente de generar vapor de bajo costo, mantener la humedad del combustible dentro de rangos aceptables que permitan mejorar el rendimiento de la caldera, utilizar los desechos sólidos producidos en la Planta y aumentar la producción de vapor de proceso. Este último factor es una necesidad permanente, si se piensa que Papelera Concepción está incrementando gradualmente la producción de papel.

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2. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA Y SU PRODUCCIÓN

1. ANTECEDENTES DE LA EMPRESA

La Empresa Forestal y Papelera Concepción S.A., inicia sus actividades productivas a comienzo del año 1996, perteneciente, en partes iguales, Inversiones Saieh y Forestal Curimaqui S.A. Está dedicada, principalmente, a la producción de papel de diario, destinado a clientes regionales, nacionales y extranjeros.

La planta se encuentra ubicada en el sector Parque Industrial Escuadrón II (Km. 17 ½), de la comuna de Coronel.

Su Producción media anual es de 40.000 toneladas de papel, con una dotación directa de 185 personas. La tecnología utilizada es de procedencia Sueca y es semi automatizada, sin embargo, desde hace un tiempo se están haciendo mejoras en el proceso, con el fin de tener una mayor calidad y producción.

La planta se encuentra dividida en 10 áreas, para su identificación, se hace uso del código que a continuación se indica:

o Área 10 : Planta de Preparación de Madera

o Área 15 . Fabricación de Pulpa

o Área 25 : Maquina Papelera

o Área 35 : Bobinado

o Área 45 : Embalado

o Área 55 : Planta de Agua

o Área 60 : Caldera a Gas y/o Petroleo

o Área 62 : Caldera Biomasa

o Área 70 : Efluentes

1. TIPOS DE PAPELES QUE SE FABRICAN EN F.P.C.

El Producto genérico que la empresa obtiene es el papel en bobinas para impresión de diarios. Puede fabricarse en distintos formatos, según los requerimientos del cliente.

El papel es fabricado con un 100% de pulpa mecánica producida en la Fábrica de Pulpa (como se describe posteriormente).

Los principales tipos de papel que se fabrican son:

Papel impresión periódico 48,8 (g/m2)

Papel voluminoso 50 (g/m2)

Papel base corrugado 50-52 (g/m2)

2. PROCESO GENERAL DE PRODUCCIÓN

La producción de papel se basa en la pulpa obtenida del procesamiento de las astillas de Pino Radiata, por medios mecánicos.

El rendimiento de la madera como materia prima es entre 93-95%, en comparación con las pastas químicas que están alrededor de 50%. El proceso productivo consta de tres etapas principales:

o Preparación de madera

o Obtención de pulpa

o Fabricación de papel.

Figura 1 Flujo grama

1. ETAPA PREPARACIÓN MADERA

La madera es transportada hacia la planta en camiones. Estos transportan los trozos con un largo de 2.44 (m). Con diámetros comprendidos entre 0,10-0,35 (m).

Estos trozos son acumulados en la cancha de acopio, que tiene una dimensión de 2000 (m²). En estas canchas se mantiene un Stock de madera y además los trozos son mojados con aspersores de agua, para evitar la presencia de hongos cromógenos que pueden producir la mancha azul. La presencia de la mancha azul afecta los valores de blancura del papel y exige mayor proporción de agente blanqueante.

La madera se retira de las canchas de almacenamiento a través de un monta carga que alimenta la mesa de entrada de un descortezador de cuchillos. Una vez que se elimina la corteza los trozos son conducidos por una cadena transportadora la cual abastece con trozos al astillador que produce astillas de madera con un tamaño 18 a 20 milímetros de largo, y 8 milímetros de espesor este tamaño se consigue haciéndolas pasar por un tamiz o malla de clasificación.

Estos chips son almacenados en un silo, el cuál tiene una capacidad de 1400 m3. (Ver figura 2)

Figura 2 Preparación madera

2. ETAPA DE ELABORACIÓN DE PULPA

El objetivo de esta área (ver figura 3) es producir la pulpa necesaria para la máquina papelera a partir de la astilla de pino radiata.

El proceso de obtención de pulpa se efectúa con refinadores de doble disco, en una configuración de dos etapas de refinación y con una etapa previa de precalentamiento de astillas. La pulpa obtenida por este proceso es conocida como pulpa T.M.P. (Thermo Mechanical Pulp).

El proceso de pulpa parte con una etapa de lavado y transporte donde llegan las astillas desde el área de preparación madera de astillas que alimentan a los refinadores primarios (1° etapa), previo paso por los precalentadores de astillas que tiene cada refinador en forma individual. El proceso continúa en un silo vaporizador. En este equipo la astilla es precalentada entre 90° y 100° C a través de una inyección de vapor.

La pulpa obtenida en la primera etapa de refinación cae por gravedad a un estanque de transferencia para luego bombearse a una prensa inter etapa de tornillo, que tiene como función elevar la consistencia de pulpa a un 30% para alimentar posteriormente a los refinadores de segunda etapa.

La pulpa obtenida en la segunda etapa cae por gravedad al estanque de reposo. Esta pulpa es bombeada al sistema de depuración. La pulpa aceptada pasa a la etapa de espesado, para luego almacenar la pulpa en una torre de alta consistencia (T.A.C) a un 16%.

La pulpa rechazada es enviada a un sistema de espesado para alimentar al refinador de rechazo y finalmente caer por gravedad al estanque de latencia.

Las propiedades del papel dependen en gran manera de la estructura de las diversas fibras que contienen la hoja. Las características estructurales más importantes son la longitud y espesor de fibra. Se requiere una longitud y espesor mínimo para una buena unión entre fibras. Las fibras más gruesas tienden a producir una hoja más abierta y voluminosa.

Frecuentemente, la pulpa T.M.P. contiene materiales indeseables tales como chips no refinados, haces de fibra, aserrín. Estas impurezas son clasificados normalmente como shives. La pulpa mecánica puede contener también otros materiales como corteza y arena. Si una fracción cualquiera de estos contaminantes alcanza el producto final, la calidad y eficiencia de producción se reduce. Los shives obstruyen la operación de la máquina papelera y provoca cortaduras del papel en las prensas. También pueden producir pintas en el papel terminado y reducir la capacidad de impresión.

La pulpa T.M.P. puede contener fibras largas, que son fibras pobremente tratadas en la refinación o más abiertas. Estas fibras hacen aumentar el grado de drenaje de la pulpa (freeness). Finalmente, estas fibras largas se ven reflejadas en la elaboración del producto final, disminuyendo la calidad del papel. Los parámetros que se ven afectados son principalmente la porosidad y espesor del papel, quedando fuera de las especificaciones establecidas y debiendo ser rechazado en el control de calidad.

Figura 3 Preparación pulpa

3. FABRICACIÓN DEL PAPEL

La elaboración del papel se realiza en sub procesos que son:

o Preparación de pastas

o Circuito de aproximación

o Formación de la hoja

o Prensado

o Secado

o Calandriado

o Bobinado y embalado

1. Preparación de Pasta

En esta etapa del proceso se prepara la mezcla de pulpas (pastas) para la producción de papel. Las pastas usadas son las provenientes del estanque T.A.C o

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