LA CELULOSA
Es un biopolímero compuesto exclusivamente
de moléculas de β-glucosa (desde cientos
hasta varios miles de unidades).
La celulosa es la biomolécula orgánica más
abundante ya que forma la mayor parte de la
biomasa terrestre.
FIBRAS DE CELULOSA
La celulosa es una larga cadena polimérica de
peso molecular variable, con fórmula empírica
(C6H10O5)n, con un valor mínimo de n= 200.
Estructura de la celulosa: a la izquierda, β-glucosa; a la derecha, varias
β-glucosa unidas
La celulosa constituye la materia prima del
papel y de los tejidos de fibras naturales.
PRINCIPALES COMPONENTES DE LA
MADERA (GENERAL)
Celulosa
45%
Hemicelulosa
35 a 25%
Lignina
25 a 21%
Extractos
8 a 2%
MADERA
2%-8%
25% Maderas suaves
21% Maderas duras
Carbohidratos
Lignina
2%-8%
Celulosa
Glucosa
Extractivo
35% Maderas duras
25% Maderas blandas
Hemicelulosa
Glucosa
Manosa
Galactosa
Xylosa
Arabinosa
Terpenos
Ácidos recínicos
Ácidos grasos
Fenoles
Insaponificables
PRINCIPALES COMPONENTES DE LA
MADERA
MADERA
SUSTANCIAS
INORGÁNICAS
SUSTANCIAS
ORGÁNICAS
MOLÉCULAS DE BAJO
PESO MOPLECULAR
MACROMOLÉCULAS
CELULOSA
(40-50%)
LIGNINA
(20-30%)
HEMICELULOSA
(10-30%)
SUSTANCIAS
EXTRAÍBLES
ORGÁNICAS
INORGÁNICAS
HEMICELULOSA
Holocelulosa
NaOH ac.
KOH
Residuo
insoluble
Celulosa álcali resistente
Hemicelulosa
SUSTANCIAS EXTRAÍBLES
ORGÁNICOS
INORGÁNICOS
Hidrocarburos alifáticos Ciertos iones metálicos
y aromáticos.
que son esenciales
Alcoholes.
para el normal desarrollo
Fenoles.
del árbol .
Aldehídos.
Cetonas.
Ácidos alifáticos.
Glicéridos.
Compuestos nitrogenados.
LIGNINA
La lignina forma una capa externa alrededor de
cada fibra, y se unen entre sí por medio de
enlaces covalentes y de puentes de hidrógeno.
OBTENCIÓN DE PAPEL DE MADERA
El papel consiste en un tejido o entramado de
fibras vegetales con alto contenido de celulosa,
que han sido refinadas y tratadas en agua
antes de ser depositadas sobre un tamiz y
secadas.
El papel y los productos relacionados con él se
elaboran a partir de fibras de celulosa
presentes en las plantas.
Estas fibras pueden provenir de diferentes
vegetales: algodón, madera, paja de cereales,
caña de azúcar, piña, etc.
Actualmente
la
mayor parte de la
producción mundial
del papel proviene
de la madera. A la
vez, un tercio del
total de madera
procesada en el
mundo se emplea
para la fabricación
de pasta.
OBTENCIÓN DE LA PASTA
Para fabricar papel es necesario separar las
fibras de celulosa, fuertemente unidas por
lignina (adhesivo resinoso que provee el apoyo
estructural al árbol).
Las uniones entre los monómeros deben ser
quebradas para separar las fibras celulósicas
en la obtención de la pulpa para papel.
PAPEL A PARTIR DE SUS MATERIAS PRIMAS
MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA PULPA
La pasta puede producirse básicamente a
través de dos procesos:
Químicos
Métodos mecánicos
Dentro de los procesos Químicos tenemos al
sulfato, al sulfito y los mecánicos que es la
pasta mecánica y la combinación de los dos
procesos da como resultado un pulpa
semiquímica.
Dentro de los procesos “Químicos tenemos:
Sulfato
Sulfito
Los Mecánicos es:
La Pasta Mecánica
La combinación de los dos procesos da como
resultado un proceso de obtención de pulpa
semiquímica
PROCESOS QUÍMICOS
1) Procesos de sulfato o Kraf
Se realiza una cocción de las astillas de
madera con solución de sulfuro sódico e
hidróxido sódico en relación 1:3 durante 2-6 h
a temperaturas de 160 -170 ºC. Después, en
ebullición, se añade sulfato sódico que
posteriormente pasa a sulfuro sódico y se
elimina.
PROCESOS QUÍMICOS
2) Proceso Sulfito.
Este produce una pasta más clara, débil y el
proceso se realiza con una solución de bisulfito
cálcico con dióxido de azufre libre, y las
ligninas se transforman en lignosulfonatos
solubles.
PROCESO MECÁNICO
Este proceso consiste en obtener una pasta
mecánica por medio de energía mecánica,
como un refinador o un desfibrador, siendo un
proceso de baja calidad y alto rendimiento.
PROCESO DE OBTENCIÓN DE PULPA Y PAPEL
ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE PULPA
Y PAPEL
Descortezado
Astillado
Digestión o cocción
Lavado
Depurado
Limpieza
Blanqueado de pulpa
Drenado
Prensado
Secado
Calandrado
PAPEL ARTESANAL DE PIÑA
La corona de piña se considera una especie no
maderable y por su composición química está
constituida en su mayoría por celulosa.
El contenido de celulosa varía de acuerdo a la
especie y región de donde se obtiene la piña.
CARACTERÍSTICAS DE LA CORONA DE PIÑA
La fibra celulósica obtenida de la corona de
piña es muy corta e irregular en su tamaño lo
que la hace a fin con otras fibras.
Se puede combinar con otras fibras para
elaborar papel de mejor calidad para producir
papel corrugado para cartón de empaque.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA FIBRA DE PIÑA
COMPONENTES DE LA FIBRA DE PIÑA (%)
Celulosa
56 – 62
Hemicelulosa
16 – 19
Pectinas
2 – 2.5
Lignina
9 – 13
Materiales solubles en agua
1.5
Grasas y cera
4–7
Cenizas
2-3
PRODUCCIÓN DE PIÑA EN MÉXICO
La mayor cantidad de producción de piña que
se cosecha en México se concentra
principalmente en los Estados de Veracruz,
Oaxaca, Tabasco, Nayarit y Jalisco.
Pero la principal zona productora de piña se
encuentra en los estados de Veracruz y Oaxaca
(Cuenca de Papaloapan).
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PARA LA
OBTENCIÓN DEL PAPEL DE CORONA DE PIÑA
MATERIAL
I.
Manta de cielo
II. Esponjas
III. Papel pellón
IV. Bastidor
V. Cubeta de plástico
VI. Tina para formación del papel
VII. cuchillo
EQUIPO
I.
Reactor Bach
II.
Balanza
REACTIVOS
I.
Sosa Caustica (Hidróxido de Sodio)
II.
Acido Acético
III. Carbonato de Calcio
MATERIA PRIMA
I.
Coronas de piña
CARGAS
I.
Resistol
II.
Carbonato de Calcio
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Preparar la materia prima (corona de piña 2
Kg en seco aproximadamente), en trozos de 2
cm de longitud en promedio.
Preparar una solución con 500g de NaOH en
10 l de agua.
El reactor bach trabajará a una presión
interna (1.5 – 1.8 Kg/cm2) para alcanzar la
temperatura de 120oC aproximadamente.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Tener el servicio de vapor y agua fría para
proceder a la digestión de la pulpa y luego el
enfriamiento de la misma en el reactor.
Una vez terminada la digestión de la pulpa se
retira del reactor y se procede a su lavado.
Posteriormente la pulpa se blanquea con
hipoclorito de sodio y se deja reposando un
día.
FORMACIÓN DEL PAPEL
Se forma una suspensión de pulpa en una
tina, en la cual se le agregan carbonato de
calcio (50g) y resistol (15 ml).
Luego se procede a formar las hojas de papel
con los bastidores.
Finalmente las hojas se prensan para eliminar
el exceso de agua y se lleva a cabo el secado.
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