¿Que es la Celulosa?

La Celulosa es el principal componente de las paredes celulares de los árboles y otras plantas. Es una fibra vegetal que al ser observada en el microscopio es similar a un cabello humano, cuya longitud y espesor varía según el tipo de árbol o planta.
Las fibras de algodón, por ejemplo, tienen una longitud de 20-25 mm., las de Pino 2-3 mm. y las de Eucalipto 0,6-0,8 mm.. De igual manera, el contenido de celulosa varía según el tipo de árbol o planta que se considere. A continuación se muestra la composición de distintos árboles y plantas:
En la actualidad, las Plantas de celulosa de Chile extraen esta fibra de la madera del pino y del eucalipto, separándola de los otros componentes de la madera como la lignina y la hemicelulosa. Durante siglos, esta fibra se ha constituido en la materia prima para la fabricación de diversos objetos de uso cotidiano, entre los cuales sobresale, por su importancia, la elaboración del papel.

Los árboles constituyen la principal fuente de fibras naturales para más del 90% de la producción de celulosa a nivel mundial; el restante 10% es aportado por otras plantas, tales como pastos, bambúes, bagazo de caña de azúcar, algodones, linos, cáñamos y otros.

¿Cómo se produce la celulosa en el árbol?

Los árboles, plantas y algas fabrican las sustancias para su crecimiento mediante el proceso de la fotosíntesis (foto = luz/síntesis = hacer). En el caso de los árboles y plantas verdes, consiste en una reacción química que se produce en las hojas con la ayuda de la clorofila (pigmento verde que absorbe la energía de la luz del sol para convertirla en alimento) y que combina la energía de la luz solar, el dióxido de carbono del aire y el agua absorbida del suelo. A través de este proceso el árbol obtiene alimento en la forma de azúcares, tales como la sacarosa y la maltosa. Toda esta cadena concluye con la instalación de la glucosa en el cambium (capa situada entre la corteza y la madera del árbol) para ser sintetizada, dando origen a la celulosa.
La fase inicial del proceso de fotosíntesis es la descomposición del agua (H₂O) en Oxígeno, que es liberado a la atmósfera a través de los estomas y el Hidrógeno. Se requiere luz directa para realizar este proceso. Posteriormente este Hidrógeno más el Carbono y el Oxígeno del dióxido de carbono (CO₂) son transformados en una secuencia de compuestos cada vez más complejos, los cuales finalmente dan origen a un compuesto orgánico estable denominado Glucosa (C₆H₁₂O₆) y Agua. Esta fase del proceso utiliza la energía acumulada y por lo tanto puede desarrollarse en la oscuridad
La glucosa llega al cámbium a través del floema, la otra componente del sistema circulatorio de las plantas. El cámbium es un tejido vegetal específico de las plantas leñosas, ubicado entre la corteza y la madera, compuesto normalmente por una capa única de células embrionarias que son las responsables del crecimiento de las plantas. En los árboles, cada año el cámbium origina dos capas de células adultas. La primera, hacia el interior, es de madera o albura, cuyo nombre científico es xilema y se reconoce al momento de cortar el árbol como los anillos de crecimiento del tronco. Las Partes de Un Árbol
Corteza Externa:
Esto es lo que se ve del tronco desde fuera. Esta capa protege al árbol de los insectos, enfermedades, temperaturas extremas u otros daños.

Floema :

Es la corteza interna. Transporta los carbohidratos producidos en las hojas hacia abajo, a las otras partes del árbol, donde se convierten en el alimento que necesita el árbol para crecer.

Cámbium :

Esta es una capa delgada de células embrionarias, del espesor de una célula, ubicada en la parte interior de la corteza interna. Aquí es donde se produce el crecimiento del árbol. Cada año el cámbium produce las células que constituyen el Xilema y el Floema. Una vez producidas las nuevas células del floema, las antiguas se secan y pasan a formar parte de la corteza. Hacia el interior del cámbium, las nuevas células de madera se unen a la albura (xilema). Así se producen los anillos de crecimiento del árbol.

Xilema :

También conocida como albura, cuya función es conducir el agua y las sales minerales desde las raíces hacia las hojas. La albura está compuesta por largas moléculas de celulosa que le dan al árbol su fortaleza.

Duramen:

En los árboles más viejos, en la medida que se forman nuevos anillos de crecimiento desde afuera hacia dentro, los anillos interiores, de albura más vieja, se bloquean con resina y se transforman en duramen. El duramen ya no puede transportar fluidos , pero su rigidez ayuda a sostener el árbol en el centro del tronco. El duramen típicamente es más oscuro que la albura. Este árbol aún no había desarrollado el duramen.
Esquema explicativo de las partes de un árbol

La celulosa representa alrededor del 50% del peso seco de la madera (una vez extraída el agua). Debido a que las uniones entre las moléculas de glucosa son tan firmes, las moléculas de celulosa son muy resistentes y por esa misma razón, la madera también es resistente. Las uniones laterales entre las moléculas de celulosa también son muy fuertes, lo que hace que ellas se agrupen para formar filamentos, los cuales a su vez forman estructuras más gruesas, similares a una cuerda, llamadas microfibrillas.

1.1.Tipos de Celulosa

Desde el punto de vista técnico y comercial, la celulosa recibe diferentes denominaciones, dependiendo del proceso que se utilice para separar las fibras de celulosa del resto de las componentes de la madera:
La Celulosa Química se obtiene a partir de un proceso de cocción de las partículas de madera (chips) con diferentes productos químicos a altas temperaturas y presiones.
La Celulosa Mecánica, mejor conocida como Pulpa Mecánica, se obtiene desfibrando la madera a altas temperaturas y presiones. Entre ambas categorías está también la celulosa denominada.
Quimio-Termo-Mecánica, donde se utiliza una combinación de los procesos anteriores.
La celulosa resultante de estos procesos tiene la forma de una pasta (tiene un alto contenido de agua) y tiene aún un contenido importante de lignina, que le da una tonalidad color café, similar al color natural de la madera.
Dado que uno de los principales usos finales de la celulosa es la producción de papeles blancos, es necesario blanquear la pasta de celulosa a través de un tratamiento con productos químicos en orden a extraer la lignina, resinas, iones metálicos y otras sustancias que podrían afectar el proceso de producción del papel.

Usos Finales de la Celulosa:

Para reconocer la importancia de la celulosa, es necesario conocer sus diferentes aplicaciones y usos, los cuales se han ordenado de acuerdo al tipo de celulosa:

La celulosa (pulpa) mecánica

En Chile como en todo el mundo, este tipo de celulosa prácticamente no se transa en el mercado y es consumida directamente en las mismas Plantas donde se produce para fabricar papel de diarios, papel para guías de teléfonos y volantes. Es una celulosa de alto rendimiento, en el sentido que conserva un alto porcentaje de la lignina y otras sustancias de la madera y en consecuencia, es relativamente económica. Normalmente se utiliza en combinación con celulosa química para la fabricación tanto de estos papeles como otros destinados a revistas y catálogos, a los cuales a menudo se les agrega una capa de estucado para mejorar la calidad de impresión.

La celulosa quimio-termo-mecánica (CTMP)

Esta celulosa tiene propiedades intermedias entre la pulpa mecánica y la celulosa kraft. Es un método de producción de celulosa relativamente nuevo, ya que se comenzó a utilizar en la década de los años 80, representando hoy alrededor de un 6% del total de las celulosas que se transan en el mercado. A menudo es blanqueada y un porcentaje significativo de la producción está integrada a máquinas que producen papel periódico y cartulina para envases. Sus atributos físico-mecánicos y bajo costo también permiten que sea utilizada en la producción de papeles blancos de impresión y escritura, sustituyendo a la celulosa química.

La celulosa kraft cruda

Producida principalmente a partir de madera de pino que ha sido sometida a un tratamiento químico específico denominado kraft o al sulfato. Como su nombre lo indica, no es sometida a un proceso de blanqueo. Se trata de un segmento con un alto grado de integración a la producción de papeles y cartones. Representa alrededor de un 4% del total de las celulosas que se transan en el mercado. Es la más resistente de las celulosas y de hecho la palabra alemana kraft significa fuerza. Por esta razón constituye la materia prima para la fabricación de papeles para embalajes: papel kraft linerboard para cajas de cartón corrugado, papel sack kraft, para sacos y saquitos de papel, papel kraft de embalaje, cartulinas y cartones.

La celulosa kraft blanqueada fibra larga

Producida a partir de madera de pino, que además de haber sido sometida al proceso kraft, es posteriormente blanqueada. Esta celulosa representa un 45% del total de las celulosas que se transan en el mercado. Por sus excelentes índices de resistencia, es utilizada como materia prima para la fabricación de papeles y cartones blancos para embalaje. También se usa como fibra de refuerzo en una amplia variedad de papeles. Permite así alcanzar los parámetros de resistencia deseados cuando se usa en combinación, por ejemplo, con un elevado porcentaje de fibras recicladas.

La celulosa kraft blanqueada fibra corta

Producida a partir de madera de eucalipto, acacia u otros árboles de maderas duras. Esta celulosa representa un 43% del total de las celulosas que se transan en el mercado. En particular, la celulosa de eucalipto tiene un conjunto de propiedades biométricas que la transforman en una fibra única, especialmente adecuada para la producción de papeles tissue de alta calidad, papeles finos de impresión y escritura, papel fotocopia y papeles estucados. Además, esta celulosa es fácil de refinar, lo que permite alcanzar las propiedades finales deseadas del papel reduciendo el consumo de fibras largas (fibras de refuerzo) y ahorrando energía en refinación. La celulosa kraft se embala en fardos de 250 kilos. Cada fardo está constituido por un número variable de pliegos de celulosa de unos 80 cm. de largo por 70 cm. de ancho y un gramaje (peso por m²) entre 700-850 g/m². Para su exportación y venta se agrupan 8 fardos en dos columnas de cuatro, para formar el denominado unit, de 2.000 kilos (2 toneladas).

¿Que es el PAPEL?

El papel es una estructura obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, las cuales se entrecruzan formando una hoja resistente y flexible. Estas fibras provienen del árbol y, según su longitud, se habla de fibras largas -de aproximadamente 3 milímetros (generalmente obtenidas de pino insigne u otras coníferas)- o de fibras cortas -de 1 a 2 milímetros (obtenidas principalmente del eucalipto).

ORIGEN DEL PAPEL

El vocablo papel -papyrus, en latín-, alude a la planta egipcia Cyperus papirus , de la familia de las Ciperáceas , cuyas hojas sirvieron como soporte de escritura a los egipcios, griegos y romanos entre el 3.000 a C. y el siglo V d.C.
Los egipcios obtenían el papiro de una planta del mismo nombre (llamada thuf en el antiguo Egipto), caracterizada por sus hojas largas, tallos blandos -de parte inferior muy gruesa- y sección triangular. La médula del papiro era consumida como alimento una vez hervida y también se usó en la elaboración de un material similar al papel.
En Egipto se fabricó el papiro a partir de capas estiradas de la médula, las que se ordenaban en forma transversal. Esta pulpa se impregnaba de agua, se prensaba y se secaba; una vez seca, se frotaba contra una pieza de marfil o una concha lisa para darle más suavidad a su textura. El tamaño fluctuaba entre los 12,5 x 12,5 cm y entre los 22,5 x 37,5 cm. Cada hoja se unía a otra, formándose rollos de entre 6 y 9 metros, aunque se han encontrado de longitud superior a los 40 m.

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.

El Proceso productivo del papel

Las fibras necesarias para fabricar el papel se mezclan, en las proporciones requeridas, en una gran cuba llamada pulper, que actúa como una juguera, formando una pasta acuosa que contiene las fibras. Esta pasta cae luego sobre una tela móvil o fourdrinier donde se produce el entrecruzamiento de las fibras.
A medida que la tela avanza, se va drenando el contenido de agua de la pasta, quedando sobre la tela una película de fibras húmedas que constituyen la hoja de papel.
El peso o gramaje de los papeles puede aumentarse agregando mayor cantidad de fibras en la pasta, es decir, incrementando la densidad de ésta.
Otra alternativa es juntar tres o más hojas de papel en una sola, como ocurre en el caso de las cartulinas múltiplex. En este caso, las hojas provenientes de tres telas se juntan en una sola antes de pasar por la prensa y, para facilitar su pegado, se les agrega un adhesivo en base a almidón.
A continuación, la hoja de papel pasa por prensas que la estrujan y luego a través de cilindros secadores calentados con vapor, que terminan de secarla.
Algunos papeles -llamados monolúcidos- pasan por un solo gran cilindro, que tiene la particularidad de dejar el papel más terso y brillante por la cara que queda en contacto con el cilindro. En la práctica se pueden combinar cilindros normales con un cilindro monolúcido.
Para los papeles o cartulinas que serán destinados a usos en los que la impresión es muy importante, se requiere una superficie muy tersa y brillante. Esto se logra aplicando una fina capa de pintura que permite obtener papeles o cartulinas estucadas; el papel o cartulina pasa por un rodillo aplicador que contiene esta pintura y luego se elimina el exceso raspando con un cuchillo, el cual deja lisa y pareja la superficie estucada. Como el estuco moja el papel, éste requerirá de secado adicional en los cilindros secadores.
Por último, el papel o cartulina es rebobinado en la parte final de la máquina, resultando un rollo listo para ser usado o para ser cortado y convertido a resmas de diversos tamaños

Maquina de Papel
1.Cajón de entrada La pasta acuosa que contiene las fibras cae sobre una tela móvil donde se produce la formación de la hoja por el entrecruzamiento de las fibras.

2.Tela El exceso de agua de la pasta acuosa se elimina a través de la tela por gravedad y vacío.

3.Prensas Secadoras La hoja de papel pasa por prensas que por presión y succión eliminan parte del agua.

4.Cilindros Secadores La hoja de papel húmeda pasa por distintos grupos de cilindros secadores que por calor la secan.

5.Monolúcido Es un cilindro de gran diámetro cuya función es la de entregar una cara del papel más lisa y brillante.

6.Prensa Encoladora El papel recibe un baño de almidón con el cual se sella la superficie de éste.

7.Lisa Son rodillos de acero por los cuales pasa el papel proporcionándole tersura y un espesor homogéneo al ancho.

8.Bobinadora El papel se enrolla en el pope de la máquina para luego ser bobinado y/o cortado a las medidas requeridas.

Etiquetas: Como se calcula la longitud de fibra de celulosa, Como se determina la celulosa en la caña de azucar, Fardo de celulosa peso y metros kg toneladas años, Metodo fabricacion papel fibras naturales, Planta de acopio de madera, Proceso de fabricacion de celulosa proceso kraft, Propiedades de la celulosa de pino, Pulpa de celulosa en toallas higienicas funcion