Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRESENTACION
En el presente trabajo que lleva por tema producción industrial del papel doy a conocer las materias primas de este producto así como también su proceso de elaboración, en qué consiste y como se hace. Espero que sea de su agrado y beneficio personal o institucional.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
1
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
INTRODUCCION
El proceso de producción de papel está dirigido al proceso de fabricación industrial del papel el cual viene por siglos siendo uno de los problemas de contaminación ya que el proceso de extracción de celulosa es muy contaminante. El papel se compone de fibras vegetales, es decir, de materia orgánica, o lo que es lo mismo, de elementos que están o han estado vivos. Por este motivo debemos aprender a valorar la importancia del papel como exponente y resultado de un proceso de fabricación, que ha tenido como consecuencia la muerte de un ser vivo: EL ÁRBOL. De igual modo que confundimos dinero con bienestar, de la misma manera que pensamos, que al mover dinero manejamos posibilidades, debemos concienciarnos de que, al utilizar papel, aprovechamos parte de la riqueza viva del planeta, y si no la cuidamos, corremos el riesgo de perderla. La repercusión que tendrá en un futuro la sobreexplotación de los recursos madereros sólo podrá sufrirlo las próximas generaciones. Es pues una labor importante y difícil la que se nos plantea ser conscientes de que la abundancia de hoy puede ser escasez mañana.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
2
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
INTRODUCCION
El proceso de producción de papel está dirigido al proceso de fabricación industrial del papel el cual viene por siglos siendo uno de los problemas de contaminación ya que el proceso de extracción de celulosa es muy contaminante. El papel se compone de fibras vegetales, es decir, de materia orgánica, o lo que es lo mismo, de elementos que están o han estado vivos. Por este motivo debemos aprender a valorar la importancia del papel como exponente y resultado de un proceso de fabricación, que ha tenido como consecuencia la muerte de un ser vivo: EL ÁRBOL. De igual modo que confundimos dinero con bienestar, de la misma manera que pensamos, que al mover dinero manejamos posibilidades, debemos concienciarnos de que, al utilizar papel, aprovechamos parte de la riqueza viva del planeta, y si no la cuidamos, corremos el riesgo de perderla. La repercusión que tendrá en un futuro la sobreexplotación de los recursos madereros sólo podrá sufrirlo las próximas generaciones. Es pues una labor importante y difícil la que se nos plantea ser conscientes de que la abundancia de hoy puede ser escasez mañana.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
2
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO I: GENERALIDADES
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
3
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
1.1 ANTECEDENTES El 1º soporte q se utiliza para la escritura es un soporte vegetal llamado papiro, que se realizaba cortando tiras de tronco de una planta, y colocándolas una al lado de la otra, formando una primera capa para después colocar tiras perpendiculares formando una segunda capa. La hoja así formada se humedecía con cola disuelta en agua y se prensaba. Se dejaba secar al sol y se daba un baño de almidón. Éste material se comercializaba en rollos pero no se podía encuadernar. Como sustituto del anterior se desarrolló otro soporte de escritura, hecho de piel de animal y denominado pergamino, la piel que se utilizaba era de cabra, vaca, etc. Si el animal era no nato la piel se denominaba vitela, este material sustituyó por completo al papiro. Ya que tenía la ventaja de poderse colocar en hojas haciendo cuadernos para formar libros que recibían el nombre de códices. La preparación de este material consistía en eliminar el iminar los restos de carne y pelo, curtirlo posteriormente en un baño de agua con cal para por último sacarlo y añadirle polvo de yeso, para alisarlo después con piedra pómez. Fue un francés, Nicholas Louis Robert, quien, en 1798, construyó una máquina efectiva, la que fue mejorada por dos británicos –los hermanos Henry y Sealy Fourdrinier (ver imagen)-, quienes en 1803 crearon la primera de las máquinas marcadas con su apellido. En 1840 introdujeron el proceso de trituración de madera para fabricar pulpa, con lo cual se pudo fabricar papel a partir de una METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
4
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
materia prima de más bajo costo. Diez años después se realizó el primer proceso químico para producir la pulpa, lo cual también colaboró a la reducción de costos. En 1844, Federic Gottlob sellr sería el primero en obtener, mediante un procedimiento mecánico, pasta de madera. Hacia 1852, Meillier descubrió la celulosa y Tilghman patentó el procedimiento mediante el cual, y por medio de la utilización de bisulfito de calcio, se obtenía celulosa de la madera.
1.2
OBJETIVOS
Crear conciencia en cada una de las personas de la contaminación que se viene dando en nuestro planeta, ya que la producción de fibra vegetal es contaminante.
Hacer mejor uso del papel.
Dar soluciones a las problemáticas problemáticas de producción.
Saber el proceso de producción.
La aplicación de los métodos y las técnicas fundamentales generalmente aplicadas en la producción de papel, incluyendo ilustraciones al respecto.
Los principios comunes que caracterizan los diversos problemas que puedan presentarse existen tanto en el sector privado (manufactura y servicio) como en el sector público.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
5
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
1.3
IMPORTANCIA
El proceso de producción de papel tiene una gran trascendencia puesto que el producto final ya sea el papel o fibras vegetales son de gran importancia para todos nosotros, tanto personalmente como a nivel de empresa.
Mediante este proceso podemos darnos cuenta de lo importante que la fabricación de este producto, ya sea el tipo de papel que se va a producir (papel higiénico, bond, alumio, line, etc.) cada uno de ellos cumple un rol especifico dentro de nuestra sociedad, así como también a nivel personal.
La importancia del papel y de los productos papeleros en la vida moderna es evidente, pues es el medio más utilizado como soporte para la producción y difusión de la información, aspecto crucial en el desarrollo de la civilización a lo largo del tiempo, pues el conocimiento científico y la cultura son dos parámetros característicos del nivel de desarrollo de un pueblo y de su bienestar social.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
6
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO II: RESEÑA HISTORICA
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
7
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
LOS
CHINOS:
PIONEROS
EN
LA
FABRICACIÓN
DEL
PAPEL
En el año 105 d.C., el señor T'sai Lun, que era un empleado del emperador chino Ho Ti, fabricó por primera vez un papel, desde una pasta vegetal a base de fibras de caña de bambú, morera y otras plantas, dando origen al papel que conocemos hoy. T'sai Lun emprendió esta tarea siguiendo órdenes expresas del emperador, quien le ordenó buscar nuevos materiales para escribir sobre ellos. Durante 500 años la técnica de la elaboración del papel perteneció sólo a los chinos, quienes la guardaron celosamente durante ese largo período.
Expansión
del
papel
Alrededor del 600 d.C. el papel llegó a Corea y Japón, países en los cuales se comenzó a fabricar en forma manual, de acuerdo a la antigua tradición; coreanos y japoneses fueron perfeccionando paulatinamente este sistema. En el año 750 d.C. los conocimientos para la fabricación del papel llegaron al Asia Central, el Tibet y la India. Posteriormente los árabes, en su expansión hacia el oriente, se familiarizaron con los métodos de producción del papel de escribir y crearon molinos de papel en Bagdad, Damasco, El Cairo y –más tarde- en Marruecos, España y Sicilia. Los árabes no tenían fibras frescas, de manera que para producir papel extrajeron la materia prima de sus antiguas alfombras; luego usaron harneros hechos de caña y fabricaron hojas delgadas recubiertas con pasta de almidón.
En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro (de donde proviene la palabra papel), el cual se obtenía a partir del tallo de una planta muy abundante en las riberas del río Nilo (Cyperus papyrus). En Europa, durante la Edad Media, se METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
8
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
utilizó el pergamino que consistía en pieles de cabra o de carnero curtidas, preparadas para recibir la tinta, que por desgracia era bastante costoso, lo que ocasionó que a partir del siglo VIII se popularizara la infausta costumbre de borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos (dando lugar a los palimpsestos) perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de obras.
El papel en América La producción de papel fue introducido por primera vez hacia el interior de las Américas, por los españoles, cerca de la ciudad de México alrededor de 1580. Antes de la llegada de los españoles el papel fue usado como sustancia por los Mayas y Aztecas. De forma semejante los hawaianos producían papel suave, lo sacaban de la corteza de los árboles de higo o mora. Esta técnica aún es usada por los indígenas del sureste de México. Sin embargo las sustancias puras no se clasificaban como papel. En primer taller de papel en Norte América, se estableció en Pennsylvania, en el Wissahickon Creek cerca de Germantown por William Rittenhause. En poco tiempo otros talleres se establecieron. Como el taller de Ivy, por Thomas Willcox, quien motivo a otros productores de papel, y fue distinguido por producir papel para impresos y actividades publicitarias de Benjamín Franklin. Posteriormente en el siglo XVIII y XIX, con la tecnología de imprención se desarrolla un incremento en la alfabetización, simultáneamente los fabricantes de papel mejoraron sus mecanismos de producción de papel. La primera máquina para elaborar papel fue inventada por el francés, Nicholas Louis
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
9
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Robert, un empleado del taller Didot en Francia. El cuñado de Roberts, John Gemble, saco una patente británica en 1801, la cual fue desarrollada y financiada en Inglaterra por Hery y Seale Fourdrinier, con la ayuda del joven maquinista llamado Brian Donking, quien construyo self acting y automatizo la maquina en Hertfordshire, en 1803, la efectividad de ésta creó una sensación. El principio básico de de la maquina Fourdrinier, es suspender la pulpa de papel en agua, que es derramada con un movimiento horizontal, las vibraciones de lado a lado causaban que las fibras se intercalaran una con otra. En ese momento esto fue conocido como Dandy, el cual presiona mayormente el agua, al mismo tiempo que imprime las marcas de agua o líneas extendidas, sobre la pulpa del papel. Después, esto es transportado a cilindros calientes y secos para que al final del proceso se rebanará en un largo rollo perfectamente seco. La mayor producción mundial del papel, es elaborado al estilo de la máquina Fourdrinier. Otro tipo de máquina para fabricar papel que apareció en este tiempo, fue un maquina con molde cilíndrico. Que comienza con un movimiento lento, este proceso es capaz de producir papel similar en apariencia y sentirse como papel hecho a mano. Sin embargo en Inglaterra, un número de individuos estaban trabajando independientemente en una maquina de este tipo, uno de ellos fue John Dickenson, quien produjo la primera máquina comercial en 1809.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
10
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
La industrialización del papel en China y Japón Al final del siglo XIX, la historia de la fabricación del papel se perdió en un circulo total, pero posteriormente en 1853, las maquinas se introdujeron a la semicolonial China y Japón. Rápidamente los americanos demostraron (para el acuerdo de una barco de guerra), la apertura de relaciones diplomáticas y comerciales entre USA y Japón seguida por una apertura de relaciones diplomáticas con, Inglaterra, Prusia y Francia. En se tiempo existió mucho interés por el uso de las fibras vegetales en la fabricación del papel japonés. También porque los trapos no se usaban en este papel. En esa época un comerciante inglés tuvo la idea acertada de importar trapos hacia Europa, para fabricar papel, a finales de 1861, envió 1300 toneladas de trapos a Inglaterra, sin embargo el cambio de colores no demostró ser una labor sencilla. La primera máquina para fabricar papel en Japón, fue una Fourdrinier, de 78 pulgadas de ancho, importada de Inglaterra por la firma americana, Walsh and Hall company, para el taller de papel Ogi, cerca de Tokio, en 1875. La construcción del taller Ogi, fue dirigida por el joven ingeniero ingles, Frank Cheethmen, quien por un período de tres años y con ayuda de la máquina de Thomas Bottomley, puso en funcionamiento la producción de este taller hasta que ellos tuvieron un sucesor japonés. Ahora Japón produce 10% del papel y pulpa a nivel mundial y el segundo es únicamente USA.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
11
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO III: MATERIA PRIMA, INSUMOS Y SUMINISTROS
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
12
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
3.1 PRINCIPALES PROVEEDORES La presente tabla nos muestra algunos proveedores de los muchos que existen en materia prima para la elaboración de papel.
PROVEEDOR
TIPO
PAIS
PRODUCTO /EMPRESA
/COBERTURA
AMERICA MEX.
FIBRAS VEGETALES
INDUSTRIA
FIBRAS VEGETALES
INDUSTRIA
FIBRAS VEGETALES
INDUSTRIA
ALIMENTOS ESP.
QUIMIDROGA QUIMIDROGA
ESP. PLASTICO ESP.
LAIEX
FIBRAS VEGETALES
INDUSTRIA
ESP.
QUIMIDROGA
CELULOSA EN POLVO
INDUSTRIA
CELULOSA EN POLVO
INDUSTRIA
CELULOSA
INDUSTRIA
CELULOSA
INDUSTRIA
GLOBAL COL. CHEMICALS CHEMTEX MEX. INTERNATIONAL ARG.
MAS SAPAPER
CELULOSA MEX.
HELM
INDUSTRIA MICROCRISTALINA
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
13
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
3.2 DESCRIPCION GENERAL DE LA MATERIA PRIMA 3.2.1. LAS FIBRAS:
Fibras madereras: son las que más se utilizan en la fabricación de papel, procedentes de la madera. Pueden ser: Fibras de árboles de hoja perenne y caduca.
o
Perenne: Pino, Abeto, llamadas resinosas, con fibras de 2-4 mm, llamadas fibras largas. Sirven para dar resistencia al papel. Papel de poco gramaje (espesor).
o
Caduca: Frondosas, Eucalipto, Haya, Abedul, con fibras de 1mm aprox., llamadas fibras cortas. Proporciona lisura y buena formación de la hoja. Su porcentaje se incrementará a medida que aumenta el gramaje.
No madereras: de las plantas llamadas anuales, El brazo de la caña de azúcar y las pajas de cereales, cáñamo, esparto, algodón, lino.
o
Paja de arroz: 0,5mm de longitud media de la fibra.
o
Paja de trigo y cebada: 1,5mm de longitud media de la fibra.
o
Esparto: 1,1mm de longitud madia de la fibra.
o
Algodón: 30mm de longitud media de la fibra.
o
Brazo de caña de azúcar: 1,7mm de longitud media de la fibra.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
14
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Sintéticas: Para la fabricación de productos gráficos, Polietileno, Materiales no fibrosos.
3.2.2 Dependiendo del proceso de producción, las celulosas se dividen en: Celulosa Química. Se obtiene a partir de un proceso de cocción química de la madera a altas temperaturas y presiones, cuyo objetivo es di solver la lignina contenida en la madera con una disolución alcalina, liberando las f ibras. Dependiendo de los aditivos químicos usados en la cocción, existen celulosas químicas kraft y al sulfito, siendo la primera más utilizada a nivel mundial. La celulosa química se caracteriza por tener un rendimiento total relativamente bajo, es decir, sólo entre un 40% y un 60% del material or iginal (madera) queda en el producto final (fibras), el resto (lignina), se disuelve en la solución alcalina para ser posteriormente quemada y generar la energía térmica y eléctrica necesaria en los procesos productivos. Estas celulosas son más resistentes, ya que las fibras quedan intactas, son más fáciles de blanquear y menos propensas a perder sus cualidades en el tiempo. METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
15
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Celulosa Mecánica. Se obtiene a partir de un proceso por el cual la madera es molida y triturada mecánicamente, siendo sometida a al tas temperaturas y presiones. Posteriormente la pasta es clasificada, lavada y eventualmente blanqueada. Este proceso requiere un alto consumo energético. La celulosa mecánica, se caracteriza por tener un alto rendimiento, normalmente entre un 85% y 95%, pero la lignina remanente en el producto puede oxidarse generando el color amarillo que caracteriza a los diarios viejos. Las principales aplicaciones son la fabricación de papel para periódicos y papeles para impresión y escritura de menor calidad. Esta celulosa es menos resistente que la química, no por la presencia de esta lignina sino porque las fibras que en ella están contenidas han sido cortadas en el proceso de fabricación. Para que nos hagamos una idea de la producción a nivel mundial en 1998 (175 millones de toneladas) un 76% correspondieron a celulosas químicas y sólo un 24% a celulosas mecánicas. Otra forma de clasificar la celulosa es a partir de la materia prima usada para su fabricación. Dependiendo de ella existen celulosas de fibra larga y celulosas de fibra corta. Difieren principalmente en su resistencia, ya que ésta depende básicamente de las uniones moleculares que se establecen entre las fibras. La celulosa de fibra larga genera en los papeles una red de uniones más resistentes que las de fibra corta. La longitud de las fibras largas fluctúa entre 2,5 y 4,5 mm, contra los 0,7 a 1,8 mm de las fibras cortas.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
16
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
3.2.3 ¿Para qué sirve la celulosa? Es el principal componente en la manufactura de papeles y cartones y también, en pequeñas cantidades, se encuentra en productos como el rayón, películas fotográficas, celofanes, explosivos, etc. Del proceso de manufactura de la celulosa se extraen, además, otros derivados como la trementina y el “tall oil” que son usados como insumos en la industria
química para la producción de aromas, diluyentes, jabones y alimentos. La celulosa blanca de fibra larga se usa principalmente para agregar resistencia a los papeles y cartulinas, y la celulosa blanca de fibra corta se usa para dar suavidad y como relleno. Dependiendo de la proporción en las mezclas se obtienen papeles para diferentes usos. Actualmente existen más de 450 variedades de papeles según la clasificación de la International Pulp and Paper Directory. La degradación de las fibras impone límites a la fracción de papeles que se pueden producir con fibras recicladas, por lo que constantemente se deben agregar fibras vírgenes para su producción.
3.2.4 Desde el punto de vista maderero nos interesan tres componentes fundamentales: 1. Carbohidratos: Están compuestos por dos componentes básicos: la celulosa y la hemicelulosa.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
17
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
La celulosa es un hidrato de carbono (está compuesto de hidrato de carbono y oxígeno) siendo un polisacárido ya que tiene unidades de azúcar. La celulosa es hidrofilia, las fibras absorben agua con facilidad y se dispersan en soluciones acuosas. La hemicelulosa es un polímero exclusivamente de glucosa que contiene 5 azúcares distintos, éstos son: la glucosa, mamosa, galactosa, dulosa, arabinosa. El conjunto de celulosa y hemicelulosa en la pasta maderera se le llama
.
2. Lignina: Es un compuesto químico complejo que se caracteriza por ser amorfo y de color oscuro y une fuertemente a las fibras del árbol lo que hace necesario extraerlas en su totalidad para individualizar las fibras. En papeles blancos hay que extraerla totalmente. Uno de los problemas de la lignina es que provoca envejecimiento del papel amarilleándolo con gran rapidez.
3. Resinas y esencias: Actúan en muy pequeña proporción teniendo que ser algunas de ellas tratadas para evitar problemas de manchas sobre el papel.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
18
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
3.3
DESCRIPCION GENERAL DE LOS INSUMOS
3.3.1 CARGAS Y PIGMENTOS Son sustancias químicas que se añaden al papel en la masa, éstas otorgan al papel características específicas, las más corrientes son: Caolín, Talco, Carbonato Cálcico, Sulfato Cálcico, sulfato de aluminio, hidróxido cálcico. Así echemos uno u otro tipo de carga o pigmento obtendremos un comportamiento diferente con respecto a la luz, así conseguiremos más o menos blancura o más o menos opacidad. Conseguiremos también debido a su densidad la mayor o menor absorción de líquidos especialmente aceite (tintas), del mismo modo que por el tamaño de las partículas y por su estructura geométrica.
3.3.2 ADITIVOS Son productos que se añaden al papel para modificar sus características físicas, las más importantes son: a) Productos de encolado: antes se utilizaba el sulfato de aluminio y las colas de colofonía, genera un pH ácido en el papel, actualmente se emplean productos sintéticos que proporcionan un pH neutro. El encolado tiene por objeto disminuir la permeabilidad al agua, muy necesario en el caso del offset.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
19
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
b) Ligantes de estucado: aditivos que usamos para fijar el estucado al papel, la desventaja es que a veces crean espumas que estropean, generalmente es yeso, tiene que estar en equilibrio. c) Resinas de resistencia húmeda: tienen por objeto mantener la resistencia del papel cuando se moja, por ejemplo en las vallas publicitarias expuestas a la intemperie. d) Blanqueantes ópticos: es necesario incrementar la blancura de la pasta y las cargas en la mayoría de los casos se echan en la masa o en la capa de estucado. e) Los colorantes: éstos se añaden cuando se quiere conseguir un papel de un color determinado. Se pueden añadir tanto a la masa como a la superficie. f) Los microbicidas: son componentes cuya función es la de destruir determinados tipos de hongos y bacterias que se instalan en la formación del papel, las cuales incluso pueden provocar roturas en el papel. g) Retentivos y floculantes: se añaden en la fabricación del papel para mejorar la retención de las cargas cuando la hoja de papel se está formando. Mas que un aditivo se considera un elemento auxiliar del papel.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
20
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO IV: MAQUINARIAS Y EQUIPOS
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
21
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
4.1 PRINCIPALES PROVEEDORES
PAIS
PROVEEDOR
PRODUCTO
TIPO
/EMPRESA MAQUINARIAS MEX.
COINTER
INDUSTRIAL INDUSTRIALES
ARG.
MURRAY
MAQUINARIA VIALES
INDUSTRIAL
MONTAJES Y EQUIPOS Y MANTENIMIENTOS COL.
MAQUINARIAS
INDUSTRIAL
TECNICOS INDUSTRIALES INDUSTRIALES COSTA
MAQUINAS TECNO PRECISION
RICA ARG.
INDUSTRIAL INDUSTRIALES
TANTAL ARGENTINA
DESCORTEZADORES
INDUSTRIAL
SISTEMA DE ARG.
LAQUIMAR
INDUSTRIAL DEPURADORES
EE.UU.
EQUIPNET
BOBINAS
INDUSTRIAL
PRENSAS MEX.
MAQUINARIA JERSA
INDUSTRIAL HIDRAULICAS
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
22
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
4.2 MAQUINAS
Hidropulpa automática: convierte las láminas de pulpa virgen en una pasta fina.
Limpiador de alta densidad:
Tamiz de pH
Tamiz vibratorio: se usa para separar las partes finas de las gruesas de algunas cosas y que está formado por una tela metálica o rejilla tupida que
está
sujeta
a
un
aro.
Espesadores: aparato de separación continua de sólido-líquido, en el que
los
sólidos
en
suspensión
se
dejan
decantar.
Refinador de doble disco: aparato para separar y batir un material.
Contenedor de mezcla: posibilitan la mezcla homogénea de los materiales.
Máquina papelera.
Rebobinador.
Caldera de vapor.
La estucadora:
Máquina que aplica la salsa al soporte previamente fabricado, existen distintas formas de aplicar la salsa:
La estucadora: Máquina que aplica la salsa al soporte previamente fabricado.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
23
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Tanque de almacenamiento químico.
Fontanería, cableado, aislamiento.
4.3 EQUIPOS
Balanzas: Las balanzas industriales poseen todas las funciones imprescindibles, como la puesta a cero, la tara, el cómputo de piezas, etc. Por medio de la función de contador, de la que disponen muchas balanzas industriales, podrá sumar pesos aislados (muy útil p.e. para el inventario anual). Todas las balanzas industriales pueden disponer de certificado
ISO,
con
sus
componentes
y
pesos.
Probador de humead: compacto y ligero calcula la humedad en una amplia gama de materiales y es la herramienta definitiva que se necesitas
en
multitud
de
trabajos.
Probador de espesor: El probador del espesor se utiliza para probar el grosor del papel.
Probador de resistencia de aplaste:
Probador de resistencia de tensión.
Probador de resistencia de desgarre.
Probador de resistencia de plegado.
Probador estándar de salida.
Probador de resistencia arrollado.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
24
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO V: PROCESO PRODUCTIVO
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
25
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5.1 DESCRIPCION DEL PROCESO PRODUCTIVO
FIBRAS PRIMARIAS O VÍRGENES: son las obtenidas de la madera y otro tipo de plantas (algodón).
1. Lo primero en utilizar es el Pulper , es un recipiente con una hélice en la parte inferior que agita la pasta e individualiza las fibras, preparando una suspensión acuosa, el agua que se emplea en el pulper es agua reciclada de la propia fábrica, obteniéndose un color blanco debido a su contenido de fibras y carga. Dependiendo del tipo de papel que queramos metemos una pasta u otra con fibras largas o cortas.
2. Despastilladoras, pueden quedar partículas mal desfibradas, para solucionarlo la pasta se trata mediante despastilladoras que dan un tratamiento más enérgico, las despastilladoras son dos discos provistos de púas o salientes cuyo objetivo es obtener el desfibrado independiente.
3. El refino, precisan un tratamiento para que desarrollen su capacidad de producir una hoja de papel, es decir, confiere a la pasta la aptitud para producir los diversos tipos de papel, cada papel requiere un refino adecuado. El refinado se efectúa en aparatos de diseño de nombre diverso, los más conocidos son las pilas Holandesas, refinos cónicos de pequeño ángulo, gran ángulo, discos, ...Una vez refinada la pasta se almacena en grandes tinas (tinajas), después de cada tina se bombea a otro de
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
26
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
mayor tamaño, llamada tina de mezcla, en la cual se efectúa la composición de acuerdo con la fórmula establecida.
FIBRAS SECUNDARIAS: Son las que han sufrido al menos un proceso de manufacturación, bien sea de impresión o cualquier otro manipulado( lo que llamamos papel reciclado). Las fibras secundarias se pueden mezclar con las primarias creando un papel llamado ( papel no impreso que surge de las operaciones de corte). Cuando el papel se recicla para embalaje es necesario extraer impurezas aunque no precisa de destintado. Sin embargo, cuando se trata de papel es blanco para su impresión es necesario destintarlas y blanquearlas.
1. El destintado Por lavado es el más antiguo eliminándose la tinta en fases sucesivas de lavado. Otro sistema de destintado es por flotación, los productos químicos se añaden formando espumas floculando (flotando) las partículas de tinta y últimamente empiezan a emplearse el destintado por encimas.
2. Preparación de la hoja: La formación del papel es exactamente igual para cualquier clase de papel, la diferencia viene dada por su composición y el acabado, el primer paso en la formación de la hoja consiste en transformar la parte
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
27
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
diluida en una lámina de líquido delgada, ancha y uniforme que debe estar perfectamente distribuida y con un caudal regular, ésta operación se lleva a cabo en la cabeza de la máquina, las fases que se precisan para formar la hoja, son:
1º- Tinta de mezclas, donde se realiza la formación del papel, los componentes que se añaden son: fibras, cargas, agentes encolantes, blanqueantes ópticos y otros aditivos, las fibras y cargas se añaden dispersas en agua, y una vez completada la mezcla se envía a otra tina (tinaja) (la de reserva), de la cual se suministra a la máquina.
2º- La depuración, proceso por el que se eliminan las impurezas de la mezcla, las partículas no deseadas, una manera de eliminar las impurezas es a través de una malla o tamiz perforado que hacen de filtro, otro tipo de depuradoras, son las denominadas centrífugas que se basan en la fuerza centrífuga de rotación de unos cuerpos cónicos que separan las partículas que salen por un extremo inferior abierto.
3º- Regulación del caudal y densidad de la pasta, que una vez depurada se envía a la caja de entrada, siendo necesario conseguir un flujo regular de las materias que componen el papel, la pasta es regulada de acuerdo con su densidad, resistencia y caudal.
4º- Es la caja de entrada a la máquina, consta de un cuerpo de caja de rodillos perforados que son los distribuidores y una salida sobre una tela, el sistema de entrada a la caja recibe el nombre de (manifold).
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
28
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5º- Manifold, es un dispositivo que provoca la presión y caudal constante de la pasta a todo lo ancho de entrada al cuerpo de caja, de esta manera es posible conseguir una regularidad de gramaje a lo largo de la hoja durante su producción.
6º- La mesa plana, la suspensión fibrosa es enviada a través del labio de la caja sobre una tela sin fin metálica o plástica, donde se formará la hoja de papel, la tela tendrá movimiento longitudinal y transversal que permitirá orientar las fibras en las distintas direcciones del papel. El sentido de máquina recibe el nombre de dirección de fibra ya que en ese sentido se colocan las fibras mayoritariamente. El sentido transversal se denomina contra fibra, así el papel tendrá uno u otro comportamiento según las direcciones, el sentido de fibra a de tenerse en cuenta en la máquina de impresión, en el plegado y en la encuadernación, la velocidad de la mesa ha variado de 30 /40m/min. Hasta los 800/400m/min. Pudiendo llegar a 1400m/min. La mesa convencional desgota en una sola dirección lo que una configuración distinta a las dos caras del papel, una cara resulta más rugosa mientras que la otra es mas lisa. Las nuevas máquinas mediante cajas aspirantes permiten el desgote, tanto hacia arriba y hacia abajo obteniéndose una hoja mas simétrica y con las caras más igualadas.
La tela: es una pieza fundamental en la formación de la hoja, permitiendo la distribución de la pasta, el desgote de agua, evitando
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
29
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
que las fibras se peguen a ella, se utilizan telas mecánicas o de plástico.
El desgote: con la pasta diluida sobre la tela, se inicia el proceso de renaje, al principio sale mucho agua, pero cuando la capa es compacta se hace más difícil su eliminación del agua, por este motivo se recurre a rodillos y cajas aspirantes cuya función es extraer el agua, los rodillos desgotadores soportan la tela a la vez que ayudan a eliminar el agua.
Los rodillos monta espumas: estos ayudan a conseguir mejor formación y lisura, con el fin de uniformar la hoja (para que salgan iguales y lisas) y en algunos tipos de máquinas se utilizan para hacer marcas de agua.
3. Estructura y consolidación de la hoja:
Las prensas, es la sección colocada después de la tela y donde continua por medios mecánicos la eliminación del agua de la hoja, en la prensa, las fibras son forzadas a un contacto íntimo, para que desarrollen nuevos enlaces, el prensado húmedo de la hoja se realiza con fieltro entre dos rodillos, existen 3 tipos de prensa:
Prensa aspirante, Propia de máquinas modernas, de hace mediante aspiración del agua.
Prensa ranulada, El agua penetra a través de ranuras, la humedad del papel pasa del 80% hasta el 65% ó 55% lo que permite eliminar un 25% de agua.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
30
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Prensa obsed, (no elimina el agua), se sitúa antes que la hoja entre la sequería, inmediatamente después de la zona de prensas siendo se función la de eliminar la diferencia de las caras del papel en las máquinas convencionales, es un prensado ligero que origina un alisado húmedo que iguala las dos caras del papel.
4. La sequería: Después de la zona de prensa se elimina el agua residual por calor, la sequería consta de dos partes, tanto la primera como la segunda sequería se divide en secciones con controles de velocidad para evitar tensión en la hoja, el calor se aplica al papel a través de grandes cilindros de metro y medio de diámetro cuya superficie es calentada por vapor, la temperatura empieza a 70º C alcanzando la máxima de 120º ó 130º C, el secado del papel comporta modificaciones estructurales, ej.: una contracción de la anchura de la fibra del orden del 20%, en la sequería el papel genera tensiones interinas, esto es muy importante desde el punto de vista de la estabilidad dimensional del papel en la impresión.
Tratamientos superficiales: Estos tienen lugar después de la primera saquería, el tratamiento superficial más corriente sice-press es un tratamiento simple, consiste en aplicar una pequeña tapa de ligante en la superficie con el fin de evitar problemas de impresión conocidos como resistencia al arrancado, las sice-
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
31
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
press la forma dos prensas que presionan el papel después de haber atravesado un baño de solución ligantes (este baño es compuesto por almidones), si solo se emplea ligante obtendremos un papel denominado OBSET, si además del ligante existe un cierto porcentaje existe un papel pigmentado, la capa que se aplica al papel soporte para el OBSET es de 1 a 2gr/m2 y para el pigmentado de 4 a 5gr/m2. La sice-press forma parte de la máquina del papel, y se sitúa entre dos secciones de la sequería, mejora la mejor impresion del papel y su estabilidad dimensional en algunas ocasiones actúa de pre-estucado. Actualmente existe una sice-press mejorada llamada gate-roll, la salsa en este caso es que transfiere a los rodillos aplicadores a través de un rodillo intermedio se suele emplear para los llamados papeles estucados de máquina lo que permite depositar una ligera capa de estuco entre 8 y 10gr/m2 y cara.
5. Las lisas: Son máquinas formadas por rodillos metálicos compuestos, su función es dar lisura al papel y regular el espesor de la hoja.
6. El pope: Después de las lisas, el papel se enrolla en una máquina llamada pope y a partir de aquí el papel puede seguir dos caminos: a) Pasar fuera de la máquina a otra sección de acabados. b) Si se trata de un papel estucado fuera de máquina estucadora y después a la sección de acabado.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
32
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
7. El estucado: Consiste en aplicar al papel una serie de pintura llamada salsa para ennoblecer el acabado, la realización de la salsa tiene lugar en una sección de la fábrica llamada cocina, la salsa está formada por unos pigmentos de gran finura y calidad, junto con ligantes como almidones, proteínas, latex, etc...También hay aditivos como blanqueantes ópticos, lubricantes, espumantes y micro-obicidas. La preparación de la salsa en la cocina se dispone de un depósito donde se cuece el ligante, un agitador tipo turmis para dispersar los pigmentos y donde se homogenizan los componentes, luego pasa por un filtro o tamiz para depurar el fluido y unas bimbas para el trasiego.
8. Mezcla de componentes: Sobre los pigmentos se añaden los ligantes solubles por medio de agitación; antiespomantes y aditivos y al final se ajusta el pH.
9. La estucadora: Máquina que aplica la salsa al soporte previamente fabricado, existen distintas formas de aplicar la salsa:
Mediante el estucado de rasqueta: Es el sistema más común se aplica el fluido al papel mediante una rasqueta de acero, forma una capa de estuco que puede ser dependiendo de la rasqueta de 12 a
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
33
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
13gr/m2. La velocidad media es de 600 a 700m/min., aunque hay estucadoras que alcanzan los 1200m/min.
El estucado del labio soplador: La aplicación se hace mediante un rodillo que elimina el acceso de salsa con aire a presión, permite depositar capas de 20 a 40gr/m2 su velocidad se limita por 360m/min. Suele ser utilizado para papeles de arte.
El estucado de alto brillo: Se denomina internacional como castcoated, el tipo de estucado es diferente y sujeto a dos patentes americanas:
Sistema warren, utiliza el labio de soplado una vez aplicado el estuco pasa por un pre secado de rayos infrarrojos y a continuación el secado definitivo se realiza en un cilindro cromado a 180º C que le proporciona un gran brillo.
Sistema champion, el papel pasa directamente al cilindro cromado sin secado previo, en ambos casos el estucado se realiza por una sola cara, los papeles de alto brillo de dos caras se fabrican contra colando dos caras (pegamos dos caras) con brillo.
10. Los acabados del papel 10.1 La rebobinadora , Tiene por misión rebobinar el papel eliminando posibles defectos, así como hacer empalmes en las posibles roturas, se produce antes y después del estucado.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
34
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
10.2 La calandra, Cuando el papel sale de la estucadora normal, es mate, el calandro permite convertirlo en brillante o semimate, las calandras se alternan, constando primero de rodillas duros metálicos, como rodillas más duras, sometido a la acción de frote bajo fuerte presión se origina el brillo, en una calandra con mayor presión se obtiene mejor visura y brillo. El brillo del papel será tanto mayor, cuanto más alto sea el gramaje de la capa de estuco, cuanto menos sea el calandrado mas bajo será el brillo.
10.3 La cepilladora, Son máquinas previstas de cepillos cilíndricos, que girando a gran velocidad presionan el papel obteniendo superficies más brillantes, el inconveniente es que disminuye la micro porosidad del papel.
10.4 La grofradora , Es una máquina especial que grava en la superficie del papel determinados relieves, se consigue pasando el papel entre dos rodillos, uno duro y otro blando, que presionan fuertemente produciendo el relieve, puede gofrarse tanto papeles estucados como no estucados.
10.5 La cortadora, Es la máquina que transforma el papel de bobinas a hojas.
10.6 El escogido, Operación para extraer al papel los defectos de fabricación que no hayan podido ser eliminados por otros automatismos. El embalaje, Es muy importante, no solo por el transporte sino también con vistas a su impresión, el papel puede retractirarse con plástico con objeto que al transportarlo no se altere su contenido enumeral.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
35
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5.2 DESCRIPCION DEL PRODUCTO 5.2.1 ¿QUÉ TIPOS DE PAPEL EXISTEN? Existen diferentes tipos de papel en función del origen de la materia prima y de las características del proceso de producción: • Papel de fibra virgen: aquel obtenido a partir de fibras vegetales naturales,
no recuperadas, por lo que implica un mayor consumo de recursos naturales. • Papel reciclado: para su fabricación se emplean fibras recuperadas de
papel y cartón post-consumo como materia prima. El papel 100% reciclado debe estar certificado con logotipos como el del ángel azul. •
Papel ecológico: resulta de un proceso de fabricación en el que se han
tomado medidas concretas para evitar el impacto ambiental, ya sea en cuanto al consumo de recursos y energía como en emisiones al aire, agua y producción de residuos, ruidos u olores. Para identificar los productos de menor impacto ambiental, existe la etiqueta ecológica de la Unión Europea. • Papel totalmente libre de cloro (TCF): el que se blanquea con sustancias
como el oxígeno o el ozono, nunca con cloro. • Papel libre de cloro elemental (ECF): para el blanqueado de la pasta no
se utiliza gas cloro por su poder contaminante, aunque sí contiene dióxido de cloro.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
36
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL • Papel procedente de plantaciones forestales: aquel que se obtiene a
partir de fibras vegetales no recuperadas pero procedentes de bosques de crecimiento rápido (normalmente pino o eucalipto) creadas para tal f in. Las plantaciones forestales pueden estar certificadas, lo que garantiza que están siendo gestionadas de acuerdo a las normas ambientales, económicas y sociales convenidas.
OJO: un papel ecológico puede ser papel no reciclado porque en su fabricación use fibras vírgenes no recuperadas y un papel reciclado puede ser no ecológico si, a pesar de utilizarse fibras recuperadas en su fabricación, tiene un proceso productivo contaminante. También hay disponible una amplia gama de papel reciclado con diferente calidad y durabilidad, índice de blancura o idoneidad para impresión y fotocopia: • Existen muchos tipos de papel reciclado, hoy en día el mercado ofrece
gran diversidad de gramajes y texturas para elegir el papel reciclado que mejor se adapte al uso que se le vaya a dar. • Respecto al color, cada vez se consigue una mayor blancura en la
fabricación del papel reciclado. En cualquier caso, es más agradable leer sobre papel reciclado ya que molesta menos el brillo. • Un papel reciclado garantizado para fotocopiado e impresión en máquinas
de uso común en oficinas, presenta los mismos problemas que el virgen. Lo
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
37
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
que suele provocar atascos o problemas en las fotocopiadoras o impresoras es el uso de distintos tipos de papel sin ajustar las máquinas a éstos.
5.2.2 FABRICACIÓN DEL PAPEL (SIGLOS XX Y XXI) 1) Pasta mecánica de madera Con la primera elaboración de la madera (primer proceso), se obtiene un producto impuro, porque la celulosa se utiliza mezclada con el resto de los componentes de la madera. Se utiliza para la elaboración de papeles de baja calidad (por ejemplo: papel prensa para periódicos); tiene más aprovechamiento
pero
menos
calidad,
además
tienen
escasa
consistencia y amarillea al poco tiempo de fabricación.
2) Pasta morena Se obtiene simplemente desfibrando la madera después de haberla lavado y hervido (para eliminar materias incrustantes y facilitar el desfibrado). Se consigue una pasta de fibras largas y resistentes. Se emplea para la elaboración de cartones, papel de embalaje, sacos de papel, etc.
3) Pasta química o celulósica Para la elaboración de papeles de buena calidad. Los primeros pasos son similares a los de la pasta mecánica pero luego: se cocina la madera con una solución llamada bisulfito, a gran temperatura (a vapor en la “lejiadora”). Luego se lava la masa con agua caliente para sacarle los
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
38
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
restos de bisulfito, se blanquea y se desfibra, y finalmente obtenemos una buena pasta de celulosa.
4) Pasta de paja Se obtiene de cereales y de arroz. Posee un color amarillento y se emplea para la elaboración de papeles de carnicería y para el int erior del cartón ondulado.
5) Pasta de recortes El recorte de papel se mezcla con las pastas para abaratar los costos. Según de donde proceda el recorte se dividen en las siguientes categorías:
De cortes de bobina: en la fábrica al cortar las bobinas, papeles de buena calidad.
De guillotina: aquí se clasifica según la blancura, composición, etc.
Recortes domésticos: estos provienen de las oficinas, para elaborar papeles de baja calidad
De la calle o impresos: solo utilizado para fabricar cartón gris.
6) Pasta de trapos Al estar compuesto por celulosa pura (libre de cortezas, lignina, etc) solo se realiza antes del proceso, una limpieza. Se emplean trapos de algodón, cáñamo, lino, yute y seda. Con ella se realizan papeles de primera.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
39
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5.2.3 Tipos de papel a. Papel cristal Papel traslúcido, muy liso y resistente a las grasas, fabricado con pasta química muy refinada y subsiguientemente calandrada. Es un similsulfurizado de calidad superior fuertemente calandrado. La transparencia es la propiedad esencial. Papel rígido, bastante sonante, con poca mano, sensible a las variaciones higrométricas. A causa de su impermeabilidad y su bella presentación, se emplea en empaquetados de lujo, como en perfumería, farmacia, confitería y alimentación. Vivamente competido por el celofán o sus imitaciones.
b. Papel de estraza Papel fabricado principalmente a partir de papel recuperado (papelote) sin clasificar.
c. Papel libre de ácido En principio, cualquier papel que no contenga ningún ácido libre. Durante su fabricación se toman precauciones especiales para eliminar cualquier ácido activo que pueda estar en la composición, con el fin de incrementar la permanencia del papel acabado. La acidez más común proviene del uso de aluminio para precipitar las resinas de colofonia usadas en el encolado, de los reactivos y productos residuales del blanqueo de la pasta (cloro y derivados) y de la absorción de gases acídicos (óxidos de nitrógeno y azufre) de atmósferas contaminadas
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
40
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
circundantes. Un proceso de fabricación de papel ácido es incompatible con la producción de papeles duraderos.
d. Papel kraft Papel de elevada resistencia fabricado básicamente a partir de pasta química kraft (al sulfato). Puede ser crudo o blanqueado. En ocasiones y en algunos países se refiere al papel fabricado esencialmente con pastas crudas kraft de maderas de coníferas. Los crudos se usan ampliamente para envolturas y embalajes y los blanqueados, para contabilidad, registros, actas, documentos oficiales, etc. El término viene de la palabra alemana para resistencia.
e. Papel liner Papel de gramaje ligero o medio que se usa en las cubiertas, caras externas, de los cartones ondulados. Se denomina kraftliner cuando en su fabricación se utiliza principalmente pasta al sulfato (kraft) virgen, cruda o blanqueada, normalmente de coníferas. La calidad en cuya fabricación se utilizan fibras recicladas se denomina testliner, a menudo constituido por dos capas.
f. Papel (cartón) multicapa Producto obtenido por combinación en estado húmedo de varias capas o bandas de papel, formadas separadamente, de composiciones iguales o distintas, que se adhieren por compresión y sin la utilización de adhesivo alguno.
g. Papel pergamino vegetal Papel sulfurizado verdadero METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
41
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
h. Papel símil-pergamino Papel sulfurizado verdadero
i. Papel similsulfurizado Papel exento de pasta mecánica que presenta una elevada resistencia a la penetración por grasas, adquirida simplemente mediante un tratamiento mecánico intensivo de la pasta durante la operación de refinado, que también produce una gelatinización extensiva de las fibras. Su porosidad (permeabilidad a los gases) es extremadamente baja. Se diferencia del sulfurizado verdadero en que al sumergirlo en agua, durante un tiempo suficiente, variable según la calidad, el símil pierde toda su resistencia mientras que el sulfurizado conserva su solidez al menos en parte.
j. Papel sulfurizado Papel cuya propiedad esencial es su impermeabilidad a los cuerpos grasos y, asimismo, una alta resistencia en húmedo y buena impermeabilidad y resistencia a la desintegración por el agua, incluso en ebullición. La impermeabilización se obtiene pasando la hoja de papel durante unos segundos por un baño de ácido sulfúrico concentrado (75%, 10 °C) y subsiguiente eliminación del ácido mediante lavado. Al contacto con el ácido, la celulosa se transforma parcialmente en hidrocelulosa, materia gelatinosa que obstruye los poros del papel y lo vuelve impermeable.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
42
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
k. Papel tisúe Papel de bajo gramaje, suave, a menudo ligeramente crespado en seco, compuesto predominantemente de fibras naturales, de pasta química virgen o reciclada, a veces mezclada con pasta de alto rendimiento (químico-mecánicas). Es tan delgado que difícilmente se usa en una simple capa. Dependiendo de los requerimientos se suelen combinar dos o más capas. Se caracteriza por su buena flexibilidad, suavidad superficial, baja densidad y alta capacidad para absorber líquidos. Se usan para fines higiénicos y domésticos, tales como pañuelos, servilletas, toallas y productos absorbentes similares que se desintegran en agua.
l. Papel permanente Un papel que puede resistir grandes cambios físicos y químicos durante un largo período (varios cientos de años). Este papel es generalmente libre de ácido, con una reserva alcalina y una resistencia inicial razonablemente elevada. Tradicionalmente la comunidad cultural ha considerado crucial usar fibras de alta pureza (lino o algodón) para asegurar la permanencia del papel. Hoy día, se considera que se ha de poner menos énfasis en el tipo de fibra y más sobre las condiciones de fabricación. Un proceso de fabricación ácido es incompatible con la producción de papeles permanentes.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
43
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
m. Papel fluting Papel fabricado expresamente para su ondulación para darle propiedades de rigidez y amortiguación. Normalmente fabricado de pasta semiquímica de frondosas ,pasta de alto rendimiento de paja de cereales o papel recuperado, se usa en la fabricación de cartones ondulados.
5.2.4 PROPIEDADES BÁSICAS DEL PAPEL
Peso base o gramaje
Es el peso en gramos de un metro cuadrado de papel. El peso base afecta a la mayoría de las propiedades físicas, ópticas y eléctricas del papel, por lo que es muy importante que sea uniforme para trabajar sin problemas tanto en los procesos de transformación como en el uso. También es importante porque influye en el precio, debido a que el papel se puede vender por kilos o por número de hojas, por lo que la variación en su peso base, influye en el número de hojas que se pueden obtener de un kilogramo de papel. Como es imposible mantener el peso del papel exactamente en el gramaje especificado, se maneja una tolerancia de ± 5%, a menos que se especifiquen otros límites de tolerancia al hacer el pedido. Se expresa en gramos por metro cuadrado (g/m²) o en kilos por millar.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
44
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Calibre o espesor
Es la distancia que separa las dos caras del papel perpendicularmente y se refiere al grueso del papel. En algunos casos, como sucede con muchas cartulinas, ésta propiedad las define para su comercialización. El calibre influye en casi todas las propiedades físicas, ópticas y eléctricas del papel. Es importante mantener su uniformidad a lo ancho de la máquina de papel, tanto para la impresión, como para algunos otros usos. El espesor del papel depende de su peso base, sin embargo, papeles del mismo gramaje pueden tener espesores diferentes ya que depende también de qué tan compacta sea la hoja, o sea, de su densidad. El espesor del papel es muy importante en papeles para impresión, saturación, transformadores eléctricos y cajas plegadizas entre otros. Se acostumbra expresar en puntos, que son milésimas de pulgada o en milímetros.
Densidad y bulk
La densidad es el peso en gramos de un volumen de un centímetro cúbico de papel, se expresa en gramos por centímetro cúbico (g/cm³). El bulk es la recíproca de la densidad, es decir que lo podemos obtener al dividir 1 entre la densidad, en igual forma si dividimos 1 entre el bulk, obtendremos la densidad. El bulk es el volumen que ocuparía un gramo de papel, se expresa en centímetros cúbicos por gramo (cm³/g). El bulk indica la voluminosidad del papel, representa lo que ocuparía una pila de hojas.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
45
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Formación
Es la uniformidad con que están distribuidas las fibras y otras materias sólidas en la hoja de papel. En la práctica esto se refiere a la apariencia de la hoja al ser vista contra la luz. Se dice que un papel tiene mala formación cuando las fibras se encuentran distribuidas en forma poco uniforme y al ser observado al contraluz, le da al papel un aspecto moteado, de nubes o aborregado. En cambio, un papel con buena formación presenta un aspecto uniforme que se asemeja a un vidrio pulido. La formación influye en el comportamiento del papel, debido a que está relacionada con sus propiedades físicas y ópticas. Entre las propiedades que dependen mucho de la formación del papel, están el calibre la opacidad, las resistencias, la suavidad y la uniformidad de absorción. Una formación mala, puede afectar las posibilidades del papel para ser recubierto y las características de impresión del papel.
Blancura
La blancura es una característica del papel que se aprecia a simple vista y es fundamental en el resultado de la impresión multicolor, de allí su importancia. Se expresa en %. Es complicado definir un papel blanco y nos encontramos con que normalmente está matizado, de manera que se tiene un blanco que puede ser azulado, rojizo o verdoso. Lo más importante es que sea uniforme, cosa que es difícil mantener de un lote a otro.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
46
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Opacidad
Es la cantidad de luz que pasa de un lado al otro del papel. Un papel perfectamente opaco, es aquel que impide absolutamente el paso de la luz a través de él, como ejemplos de papel opaco tenemos el papel negro con el que se envuelven las películas fotográficas y la mayoría de los cartones. La opacidad es una propiedad importante en los papeles para impresión, especial-mente en gramajes bajos, por lo que generalmente forma parte de sus especificaciones. Se expresa en %.
Brillo
Es la propiedad por la cual una superficie es capaz de reflejar la luz en forma semejan-te a como sucede en un espejo. El brillo que se pide en el papel depende del tipo de trabajo y del gusto del diseñador. El papel brillante es adecuado para llamar la atención en anuncios y revistas. En muchos impresos de calidad es muy apreciado un papel con brillo alto, como es el caso de los papeles cubiertos, debido a que estos papeles realzan la impresión.
Color
El color lo define el proceso de fabricación, el sistema más utilizado para medirlo en el papel, es el Hunter L,a,b Este sistema ha tenido mucha aceptación debido a que es fácil de entender e interpretar. Se define por medio de tres valores que son:
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
47
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
L - Representa el valor de negro a blanco, es decir lo claro o lo oscuro de un co-lor. Un blanco perfecto tiene un valor de 100 y un negro perfecto tiene un valor de cero en la escala L.
a - Un valor positivo en la escala A, indica lo rojo, un valor negativo en esa escala, lo verde.
b - Un valor positivo en la escala B, indica lo amarillo, un valor negativo, lo azul.
Lisura
Esta propiedad se refiere a la estructura de las superficies exteriores del papel y se percibe por los sentidos de la vista y el tacto. El papel más liso es más atractivo y agradable al tacto y permite el contacto completo del papel con la película de tinta de la imagen, por lo que se logran impresiones más nítidas en los papeles más lisos.
Direccionalidad
El papel tiene dos direcciones o sentidos principales, lo que significa que no se comporta igual si se le toma en una de sus direcciones o se le toma en la otra dirección. Esto se debe a la orientación de las fibras que es mayor en el sentido en que corre la máquina de papel, a esta dirección se le llama sentido de fabricación o de la máquina, también se le conoce como hilo o grano del papel. La otra dirección, perpendicular a la primera, se denomina sentido transversal o contrahílo.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
48
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Es conveniente tener en cuenta la diferencia entre los dos sentidos del papel para su transformación y uso. Por ejemplo, cuando se imprime papel en hojas por el proceso offset, es importante que el sentido de fabricación sea paralelo al lado más largo de la hoja, de manera que al entrar a la prensa, este lado quede paralelo al eje de los cilindros, en esta forma si hay problemas de registro por falta de estabilidad dimensional, se puede compensar por medio de empaques en los cilindros de la placa y de la mantilla, cosa que no se logra cuando el hilo del papel entra perpendicular a los cilindros de la prensa. Esto es porque en sentido transversal la hoja crece más que en sentido de fabricación.
Humedad relativa
Siempre hay humedad en la atmósfera en forma de vapor de agua. La humedad absoluta es el peso total de agua contenida en un volumen determinado de aire, se acostumbra medir en kg/m3. Si la atmósfera contiene la cantidad máxima de agua que podría soportar, está saturada. La humedad relativa es la relación entre la humedad existente en el aire a determina-da temperatura y la humedad de saturación a la misma temperatura. Cuando la humedad relativa es de 50%, el aire contiene la mitad del vapor de agua que podría contener a esa temperatura. Al variar la temperatura, cambia la humedad relativa aunque no cambie el contenido de humedad del aire, debido a que cuanto mayor sea la temperatura, mayor cantidad de vapor de agua puede contener el aire, por lo que a mayor temperatura será menor la humedad relativa y viceversa.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
49
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
Es importante que la humedad relativa del ambiente en que se trabaja esté en equilibrio con el contenido de humedad del papel para evitar problemas por falta de estabilidad dimensional. Se recomienda que el taller tenga una humedad relativa de 45 a 55% y el papel tenga un contenido de humedad de 4.5 a 6.5%.
Estabilidad dimensional
Es la aptitud de un papel para conservar sus dimensiones y forma cuando varía su contenido de humedad, por ejemplo cuando está expuesto a cambios de humedad relativa del ambiente o cuando soporta esfuerzos físicos y mecánicos durante su impresión o transformación. Por la naturaleza de las fibras de celulosa es inevitable que exista cierta inestabilidad dimensional, pero controlando cuidadosamente la fabricación del papel se puede reducir a un mínimo que normalmente no se percibe. Como resultado de la expansión y contracción que sufre el papel al absorber o perder humedad, pueden cambiar sus dimensiones, su calibre, ondularse, enroscarse, enchinarse, arrugarse o desarrollar orillas onduladas o apretadas.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
50
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5.2.5 PRODUCCION MUNDIAL
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
51
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL INICIO DEL PROCESO El material limpio y troceado se introduc e en un aparato con una presión y temperatura elevadas, donde se trata con sosa cáustica o sulfato de sodio o de magnesio. Estos disolventes eliminan la materia resinosa y la lignina y dejan fibras puras de celulosa que se mezclan con otras de madera.
ETAPAS INTERMEDIAS El proceso se completa lavando, cribando, secando, filtrando y blanqueando el material hasta lograr las láminas de papel. • La pulpa acuosa cae sobre una cinta de tela
mecánica y circula por una serie de rodillos.
• Una pila poco profunda recoge la mayor
parte del agua que escurre. • Unas bombas de succión situadas bajo la
cinta aceleran el secado del papel. • Un cilindro giratorio confiere una textura
apropiada y dibuja unas marcas de agua que identifican al fabricante y la calidad. • Dos rodillos cubiertos de fieltro extraen más
agua de la tira de papel y consolidan las fibras.
OBTENCIÓN DEL PAPEL El papel se transporta mediante una cinta de tela a través de dos grupos de cilindros de metal liso que sirven para prensar las dos superficies de papel. Una vez alisado, se pasa por una serie de rodillos calientes que completan el secado, y por otros fríos y lisos que prensan el material (proporcionando un brillo satinado). Posteriormente, se corta con cuchillas giratorias y se enrolla en bobinas, para después ajustarlo al tamaño necesario para lo que se vaya a emplear (en rollos para una imprenta o en hojas).
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
52
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
5.3 DIAGRAMACION DEL PROCESO PRODUCTIVO
Se tala los troncos de los arboles (eucalipto, etc.)
Luego pasa a un descortezador. Que lo va a convertir en pasta refinada.
La pasta del refinado pasa a unos depósitos de reserva (llamados Tinas)
La hoja es pasada por las prensas
El papel es transportado por una telas hacia unos desgotadores como lo son los rodillos que absorben el agua
Luego pasa por un depurador probabilístico.
Después del prensado en húmedo la hoja pasa a los secadores .
De los secadores el papel llega a la calandria o calandra.
Finalmente el papel llega al plegador donde se procede a recogerlo en una bobina.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
53
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
54
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
6.1 CONCLUSIONES 6.1.1 CON RESPECTO A LAS MATERIA PRIMAS Podríamos decir que si bien es cierto se toma como materia prima esencial en la elaboración de papel a la fibra vegetal, al ser tan esencial e importante no solo en el sector industrial sino también en la vida de cada uno de nosotros lleva a la producción en exceso de esta produciendo así mayor contaminación del medio y la tal a indiscriminada.
6.1.2 CON RESPECTO A LOS INSUMOS Cada insumo es cumple un rol muy importante dentro de la elaboración del papel, ya que éstas otorgan al papel características específicas (el color, brillo, densidad, etc.)
6.2 RECOMENDACIONES 6.2.1 CON RESPECTO A LAS MATERIAS PRIMAS Se debe reducir la contaminación del medio ambiente en la producción de fibra vegetal, así como también dejar de lado la tala indiscriminada ya que esto nos perjudica a nosotros mismos.
6.2.2 CON RESPECTO A LOS INSUMOS El exceso de insumos puede dar como resultado una mala calidad de producto final, por eso se recomienda hacer las medidas exactas y precisas para este tipo de proyectos.
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
55
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
BIBLIOGRAFIA 1. http://www.quiminet.com.mx/principal/resultados_busqueda.php?N=Prensa 2. http://www.articulosinformativos.com.mx/Suministros_Para_Oficinasa854264.html#8063509 3. http://www.portalplanetasedna.com.ar/el_papel.htm 4. http://www.greenpeace.org/raw/content/argentina/contaminaci-n/impactosde-la-producci-n-de-p.pdf 5. http://www.lenntech.es/papel-celulosa.htm 6. http://es.wikipedia.org/wiki/Papel 7. http://www.textoscientificos.com/papel/historia 8. http://aula2.elmundo.es/aula/laminas/lamina1069937674.pdf 9. http://www.eumed.net/tesis/2007/jsml/hipotesis%20y%20objetivos%20del%2 0papel%20del%20estado%20en%20la%20industrializacion.htm
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
56
Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión FACULTAD DE INGENIERÍA EAP INGENIERÍA INDUSTRIAL
ANEXOS
METODOLOGIA DEL TRABAJO INTELECTUAL
57