Tema II-4-b

Octubre 2007
Materia: Fundamentos de la producción de pastas celulósicas –
Tema II 4 (continuación): Delignificacion Extendida- Digestores Batch - Digestores
Continuos
REACCIONES PRINCIPALES EN EL PULPADO KRAFT
Carbohidratos:
Lignina:
• Deacetilación
• Reacciones de delignificación
• Peeling - Stopping
• Reacciones de condensación
• Hidrólisis
• Reprecipitación
• Reprecipitación
Al reducirse la alcalinidad sobre el final de la digestión pueden producirse la
reprecipitación de hemicelulosas y de lignina
Posibles mecanismos de reacciones de condensación en el pulpado alcalino
Parámetros de la digestión:
Los parámetros considerados en un pulpado químico son:
Nr Kappa - Rendimiento - Viscosidad- Blanqueabilidad
Dos aspectos claves son:
a) En la impregnación se consume gran parte del álcali y se produce la mayor parte de
las pérdidas de hemicelulosas.
b) No resulta conveniente continuar la digestión en la zona de delignificación residual ya
que produce: Pérdida de: Rendimiento – de Viscosidad – de Blanqueabilidad
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Modificaciones a un ciclo Kraft convencional:
1) Impregnación con licor negro (LN). licor verde (LV) o mezcla.
2) Distribución de la carga alcalina en varios puntos del proceso (“modificación del perfil
de la alcalinidad durante la digestión”).
3) Etapa final de delignificación con licor de bajo contenido de sólidos o directamente
con LB.
Permiten:
• Reducir la degradación inicial de hidratos de carbono.
• Desplazar el punto de inicio de etapa de delignificación residual (delignificación
extendida) hacia menor contenido de lignina principalmente por reducción de
reacciones de condensación de lignina.
Consecuencia:
• Se pueden obtener menores Nr kappa finales de digestión con aceptables:
Rendimiento - viscosidad de pulpa - blanqueabilidad.
Valores de n Kappa:
Coníferas: Digestión convenc.: 35, Delignif. extend: 20
Latifoliadas.: Dig. Convenc. 25, Delignif. extendida: 15
DIGESTORES CONTINUOS Y DISCONTINUOS
Comparación
Ventaja de los discontinuos:
• Más aptos para menor escala
• Menor inversión.
• Mayor flexibilidad:
- Cambios de condiciones de pulpado
- Aumentos de producción
Ventaja de los continuos
• Economía de vapor
• Más fácil manejo de los volátiles
DIGESTORES BATCH DE DESPLAZAMIENTO
El sistema consta en general de:
a) Varios digestores de entre 200 y 400 m3 de capacidad cada uno.
b) Serie de Tanques:
• Licor de impregnación (LN)
• Licor Negro caliente
• Licor Blanco caliente
Ciclo:
• Carga de los chips (Distribuido con ayuda de vapor) 30 min
• Entrada de licor de impregnación (95-120°C)
30 min
• Desplazamiento con LN caliente (140°C) y luego con LB caliente (145 °C) 35 min
• Calentamiento por circulación
20 min
(calentamiento directo o indirecto de la corriente), liberación de volátiles.
• Tiempo a Temperatura con circulación.
45 min
• Enfriamiento por desplazamiento con agua de lavado (100 °C) 40 min
• Descarga por dilución y bombeo.
30 min
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Ejemplo de
diagramación en el
tiempo de la
operación de cinco
digestores
discontinuos.
DIGESTORES CONTINUOS VERTICALES
El material tiene un flujo pistón descendente. La fase líquida tiene distintos circuitos según
la etapa de digestión. La etapa de impregnación puede estar separada para lo cual se usa
un recipiente separado del reactor principal ("Impregnation Vessel").
Para latifoliadas no es tan crítica la etapa de impregnación (podría obviarse la
impregnación separada).
Convencional:
Todo el álcali es incorporado en el inicio.
El lavado final es en caliente a una temperatura algo inferior a la de digestión ("Hi-Heat").
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Modificaciones
a) Impregnación con licor negro
b) Impregnación con licor negro y distribución de la carga del licor blanco (esquema
denomicado MCC, "Modified cooking circulation").
c) Idem b) y además el lavado en la base del digestor se realiza a la temperatura de
digestión y se incorpora algo de licor blanco transformándose esta etapa en una
continuación de la digestión. Esto permite reducir la temperatura de digestión (Esquema
designado como ITC, “isothermal cooking”).
.
El pH alto en el lavado evita la redeposición de lignina.
Rendimiento vs. N kappa y Viscosidad vs n kappa para el pulpado convencional y para el
pulpado ITC
Los videos vistos en clase muestran:
a) La circulación. ITC requiere alto flujo. Para la extracción del licor del cuerpo del digestor
se usan cribas circulares (barras cilindricas verticales separadar 4 mm). Estas cribas
circulares con circuito de retroflujo para destaparlas.
b) Circulaciones de licor en el digestor
(Todas llevan una incorporación de Licor blanco)
- Transfer circulation (corriente del impregnador al digestor)
- Trim circulation (calentamiento en la primer parte del digestor)
- MCC Circulation
- ITC Circulation
- Washing circulation
Black Licor Impregnation
El impregnador tiene dos sectores .
Arriba con co-corriente de BL y abajo contracorriente (BL a mayor Temperatura). Ambas
se juntan en el centro.
Nota:
- Propiedades de la pulpa mencionadas:
Tear Strength (resistencia al desgarro),
- Usos mencionados en el video: "Sack paper", "Printing paper"
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