Optimización del proceso de fabricación de papel, utilizando un refractómetro de Vaisala K-Patents

SOLTEX CHILE • December 29, 2021
K-Patents

Por Marta Saldías | msaldias@soltex.cl

Product Manager Instrumentación Analítica en Soltex Chile S.A.


El lavado de pasta de celulosa (BSW, brown stock washing) se considera una operación clave en la industria papelera, ya que influye en la economía del proceso de fabricación de la pasta y en el impacto medioambiental de la fábrica. El propósito del lavado de pasta de celulosa es eliminar los compuestos solubles tanto orgánicos como inorgánicos de la suspensión de celulosa (pasta de celulosa), mientras se usa la menor cantidad posible de agua o licor de lavado.


Para obtener el componente principal del papel (pasta de celulosa), las astillas de madera se cocinan en una solución fuertemente alcalina, el resultante de esta cocción se conoce como pasta café (brown stock), ya que es de color marrón oscuro. Antes de que estas fibras se puedan utilizar en la fabricación de papel, deben ser lavadas, para remover la mayor cantidad de material disuelto y de esta manera obtener una pasta fibrosa y suave de un color mas claro.

Como se observa en la imagen, este proceso comienza en el digestor, en donde se realiza el despulpado para fabricar la pasta café. Después de la cocción, la pasta de celulosa avanza a la línea de fibra en donde pasa a través de sistemas de lavado para remover la mayor cantidad de sólidos disueltos de la pasta antes de la etapa de blanqueo.


Mientras mas limpia sea la pasta, menor será el requerimiento de productos químicos en los procesos posteriores de blanqueo y recuperación de químicos. En teoría, si utilizamos una cantidad en exceso de agua para el lavado, obtendremos una pasta extremadamente limpia, pero en la práctica debemos aplicar la menor cantidad de agua posible, ya que el agua utilizada en el lavado debe ser evaporada y esto incrementa los costos de energía.

Mientras mas limpia sea la pasta, menor será el requerimiento de productos químicos en los procesos posteriores de blanqueo y recuperación de químicos. En teoría, si utilizamos una cantidad en exceso de agua para el lavado, obtendremos una pasta extremadamente limpia, pero en la práctica debemos aplicar la menor cantidad de agua posible, ya que el agua utilizada en el lavado debe ser evaporada y esto incrementa los costos de energía.


La operación de lavado es un compromiso y tiene que ser un equilibrio entre los costos de evaporación y los costos químicos, y el objetivo de esta operación es equilibrar de manera correcta ambos factores. Optimizando la operación de la línea de fibra, la fábrica garantiza el mejor desempeño económico y ambiental.

¿ Como podemos optimizar el lavado de la pasta?

Se debe medir y evaluar el rendimiento del lavado, utilizando parámetros multivariables, siendo los principales el factor de dilución y la perdida de lavado. El Factor de dilución nos indica la cantidad de agua añadida al proceso por cada tonelada de pasta. La Perdida de lavado es la cantidad de sólidos disueltos que no fue separada durante el lavado, y que al contrario es arrastrada a la etapa de blanqueo. Otros parámetros importantes de señalar son los balances de masa, el factor de desplazamiento (DR) y el factor de eficacia Nordén (E-value), estos indican la eficacia real del lavado y ayudan a mejorarla. La perdida de lavado y todos estos parámetros importantes, pueden ser obtenidos en tiempo real mediante las mediciones de sólidos en línea de Vaisala - Kpatents.

Métodos de medición de la pérdida de lavado

Los sólidos disueltos siempre han sido indicación de la perdida y eficacia del lavado. Sin embargo, no siempre ha sido posible medir los sólidos disueltos en línea, y por eso la medición de los compuestos inorgánicos mediante la conductividad ha sido utilizada como indicación en tiempo real de la perdida del lavado. Otro método utilizado habitualmente para indicar la perdida de lavado es la demanda química de oxígeno (DQO), ya que afecta el consumo de químicos de blanqueo. Mientras que la conductividad mide los cambios inorgánicos, esta prueba de laboratorio indica solamente la fracción orgánica del total de sólidos, DQO tiene su lugar en el laboratorio, pero no puede ser utilizada para el control del proceso, debido al retraso y trabajo que implica.

El total de sólidos disueltos (TDS), ha demostrado ser el parámetro más adecuado y fiable para la medición de la perdida y eficacia de lavado, ya que considera todos los sólidos lavables (orgánicos e inorgánicos), esta es la única medición completa de la perdida de lavado.

El Refractómetro de Proceso de Vaisala- K-Pantents mide en línea y en tiempo real el TDS, teniendo la particularidad de medir selectivamente los sólidos disueltos sin influencia de las fibras o burbujas. Se entrega ya calibrado de fábrica, convirtiéndolo en la solución de medición óptima para el control del proceso.


Con las mediciones precisas y confiables de Vaisala-K-Patents, las fábricas pueden monitorear y optimizar toda la línea de fibra, y también las etapas individuales del lavado de la pasta. Se pueden evitar perturbaciones en el proceso, mejorar la eficacia y la estabilidad del lavado, aumentar la productividad, disminuir el impacto ambiental y reducir significativamente los costos de operación.

En Soltex somos representantes de Vaisala-K-Patents y tenemos varios casos de éxito en la industria papelera con nuestros refractómetros en línea, Para mayor información contactar a Marta Saldías en msaldia@soltex.cl



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