Presentación sobre producción de Celulosa en Chile

1. Proceso de fabricación de Pulpa de
Papel (Celulosa)
Nombre : Alvaro Viveros Ibarra.
Asignatura : Tecnologías de Producción Industrial.
Académico: Rodrigo Fica Monroy.

2. Contenido
1) Objetivos.
2) Fundamentos Teóricos.
3) Conclusiones.
4) Bibliografía.

3. Objetivos
• Objetivo General
• Describir la cadena productiva involucrada en la elaboración de
pulpa de papel, también denominada celulosa en Chile.
• Objetivos Específicos
• Describir el origen de las materias primas y energía utilizada.
• Describir el proceso productivo y elaborar un diagrama de flujo del
proceso.
• Mencionar los principales usos de los productos fabricados o
servicios.
• Descripción de las emisiones (sólidas, líquidas, gaseosas, energía) al
medio ambiente (al suelo, al agua y al aire) y los impactos
ambientales asociados
• Mencionar las formas de control de las emisiones.

4. Fundamentos Teóricos
• A nivel industrial, se distingue que las principales cadenas productivas
corresponden a la cadena productiva de los productos de celulosa y el papel y
la cadena productiva de productos madereros semi elaborados y
manufacturados.
• Respecto a la cadena de productos de celulosa y papel, la actividad industrial
se ha ido especializando en la producción de celulosa, que corresponde a un
producto intermedio que se utiliza luego para producir papeles.
• La celulosa posee gran parte de las características de un commodity, una de
las que cobra relevancia se refiere a la fluctuación fuerte de precios (Comisión
Económica para América Latina y el Caribe - CEPAL, 2077).
• Según datos de Conaf, de los 75,6 millones de hectáreas que posee Chile
continental, 16,6 millones tienen cobertura de bosques.
• De éstas, 2,87 millones corresponden a plantaciones forestales y 13,6
millones a bosque nativo y el resto a otros usos.
• En términos globales, el consumo creció 78% en el período considerado, desde
24,4 millones de metros cúbicos sólidos sin corteza (m3 ssc) en el año 2000,
hasta los 43,6 millones de m3ssc en 2015 (Oficina de Estudios y Políticas
Agrarias - ODEPA, 2018).

5. Fundamentos Teóricos
Materias Primas
Trozas Debobinables
y Aserrables: se
caracterizan por su
gran diámetro y
calidad y que, por
tanto, permiten
obtener buenos
productos.
Trozas Pulpables: se
trata de aquellas de
menores diámetros,
de posición superior y
por no haber sido
sometidas a poda.
Primarios
Celulosa: es una fibra vegetal que conforma las
paredes de las células que dan origen a la madera.
Papeles y Cartones: el papel es una estructura
obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, las
cuales se entrecruzan formando una hoja resistente y
flexible.
Cartulina: las cartulinas son papeles compuestos de
una o varias capas de distintos materiales obtenidos de
la celulosa cruda o blanqueada, de la pulpa mecánica o
del papel reciclado.
Papel Tissue: es un papel suave y absorbente para uso
doméstico y sanitario, que se caracteriza por ser de
bajo peso y crepado.
Semi Elaborados de menor Procesamiento

6. Fundamentos Teóricos
Ilustración 1 Diagrama del flujo productivo de productos forestales en Chile.
Fuente: Elaboración propia a partir de (Comisión Económica para América Latina y el Caribe - CEPAL, 2077).

7. Fundamentos Teóricos
• Existen básicamente dos tipos de procesos productivos de celulosa, el
mecánico y el químico.
• El proceso mecánico se caracteriza por que la madera es triturada
físicamente, y además, es sometida a altas temperaturas y presiones.
• Este proceso sólo utiliza madera de fibra larga, como el pino.
• En los procesos químicos, se utilizan sulfitos y sulfuros.
• Con respecto al primero, se utiliza Na2SO3 y SO2, una alternativa menos
contaminante en relación al uso de sulfuros.
• En el proceso químico, que normalmente se denomina kraft, se agrega el
uso de diversas sustancias químicas para disolver la lignina contenida en la
madera lo que permite el blanqueo del producto.
• El proceso kraft puede utilizar tanto maderas de fibra corta como el
eucalipto, así como también maderas de fibra larga como el pino.
Proceso Industrial de la Pulpa de Papel

8. Fundamentos Teóricos
• Normalmente se distinguen los siguientes tipos principales de productos en la
industria:
I. Celulosa blanca de fibra larga: denominada por la sigla BSKP (Bleached
Softwood Kraft Pulp).
II. Celulosa blanca de fibra corta: denominada por la sigla BEKP (Bleached
Eucalyptus Kraft Pulp).
III. Celulosa no blanqueada de fibra larga: denominada por la sigla UKP
(Unbleached Kraft Pulp)
IV. Celulosa termo mecánica (denominada por la sigla TMP): que normalmente
no es blanqueada pero que puede ser blanqueada para dar origen a la
celulosa BTMP (Bleached Thermo Mecanical Pulp).
• El proceso Kraft se separa en 2 áreas, Fibra y Recuperación y Energía. El área de
Fibra comprende tres etapas, cocción, deslignificación y blanqueo, mientras que
Recuperación y Energía incluye las secciones de evaporadores, caldera
recuperadora, caustificación y el horno de cal como se puede apreciar en la
Ilustración 2.
Proceso Industrial de la Pulpa de Papel

9. Fundamentos Teóricos
Ilustración 2 Esquema del proceso Kraft
Fuente: Elaboración propia a partir de (Sanchez G., 2017)

10. Fundamentos Teóricos
Actividades Unitarias
Rollizos: Los rollizos son cortes de troncos de árboles, se componen de madera y tienen una corteza
externa formada de células muertas.
Descortezado y generación de astillas: Los equipos tienen una sección inicial de lavado, para retirar
barro u otras impurezas que pueda tener la materia prima.
Cocción: El objetivo de esta operación es realizar las reacciones químicas entre el licor blanco y la
lignina presente en las astillas, disolviendo parte de esta para liberar las fibras. Lavado – Lavado pre-
oxígeno
Deslignificación: El objetivo de esta etapa es separar la mayor cantidad de lignina para mejorar la
calidad de la pulpa. Clasificación – Lavado post oxígeno
Blanqueo: El objetivo de esta etapa es extraer el remanente de lignina y otras impurezas para
aumentar la blancura y obtener una pulpa de la calidad requerida. Etapa ácida – Etapa Eop
presurizada – Etapa dióxido D1-Dn – Etapa dióxido D2
Máquina de secado: El objetivo del área de secado es limpiar y clasificar la fibra para fabricar el
producto final de la planta, que corresponde a hojas de celulosa. Depuración y circuito de
aproximación – Formación de la hoja – Prensado y secado – Cortadora y línea de embalaje
Proceso Industrial de la Pulpa de Papel

11. Fundamentos Teóricos
Ilustración 4 Proceso productivo de la celulosa con Blanqueo ECF
Fuente: Elaboración propia a partir de (Comisión Económica para América Latina y el Caribe - CEPAL, 2077).

12. Fundamentos Teóricos
• Se describen las actividades y dispositivos generales involucrados en el
proceso, complementariamente puede visualizarse el diagrama del
proceso en la Ilustración 5
• Evaporadores: El licor negro que proviene del digestor es el líquido
residual del proceso de cocción, corresponde a una mezcla de los
componentes degradados de la madera y los químicos utilizados en la
cocción (Lignina + Cenizas + Fibras degradadas + Licor blanco).
Condensados.
• Caldera recuperadora: Las calderas de recuperación tienen funciones
variadas, se encargan de eliminar el agua residual que trae el licor negro
concentrado que proviene de los evaporadores, quema la fracción
orgánica de ese flujo, se utiliza el calor generado en la combustión para
producir vapor, reduce los compuestos oxidados de azufre y los
transforma en sulfuros, y separa la fracción inorgánica para,
posteriormente, recuperar los químicos del proceso. Circuitos de
agua/vapor y gases/aire de combustión
Consumo de Energía y Recuperación de Químicos
.

13. Fundamentos Teóricos
• Caustificación: El objetivo de esta etapa es recuperar los químicos
utilizados en la cocción para volver a formar licor blanco. Proceso licor
verde – Apagado de cal.
• Horno de cal: En este equipo se busca transformar el carbonato de calcio
presente en los lodos de caustificación en cal viva nuevamente. El proceso
ocurre mediante una reacción de calcinación. Tratamiento previo de lodos
– Producción de cal
• Estanques de almacenamiento: Como es usual en este tipo de plantas, se
cuenta con diferentes estanques de almacenamiento a lo largo del
proceso, con el objetivo de permitir interrupciones en el suministro y/o la
demanda
Consumo de Energía y Recuperación de Químicos
.

14. Fundamentos Teóricos
.
Ilustración 5 Diagrama resumen del proceso.
Fuente: Elaboración propia a partir de (Sanchez G., 2017)

15. Fundamentos Teóricos
.
Fuente: Elaboración propia a partir de
(Sanchez G., 2017)
Tabla 3 Flujo del proceso.
Flujos Detalles
F1 Astillas
F2 Astillas Cocidas
F3 Pulpa Café
F4 Pulpa Café
F5 Pulpa Café
F6 Pulpa Blanca
F7 Pulpa Blanca
F8 Celulosa
F9 Licor Negro
F10 Licor Negro
F11 Licor Negro Concentrado
F12 Licor Negro Concentrado
F13 Cenizas
F14 Agua
F15 Licor Verde
F16 Licor Verde
F17 Dregs (residuos)
F18 Licor Verde Limpio
F19 Licor Verde Limpio
F20 Licor Blanco
F21 Cal Viva
F22 Lodos
F23 Caliza
F24 Petróleo
F25 Licor Blanco
Estanque Numero de Estanques Capacidad Contenido
TK1 1 500 [ADt] Astillas sopladas
TK2 1 500 [ADt] Pulpa Café
TK3 1 600 [ADt] Pulpa Blanca
TK4 3 6.500 [m3] Licor Negro
TK5 3 850 [m3] Licor Negro Concentrado
TK6 1 2.250 [m3] Licor Verde Crudo
TK7 1 6.000 [m3] Licor Verde Limpio
TK8 2 3.200 [m3] Licor Blanco
Fuente: Elaboración propia a partir de (Sanchez G., 2017)
Tabla 4 Estanques de almacenamiento.

16. Fundamentos Teóricos
Principales Impactos Ambientales
.
Principales compuestos orgánicos
que se disuelven desde la madera
son: carbohidratos, compuestos
fenólicos y derivados de la
lignina, ácidos resínicos y ácidos
grasos.
Se forman compuestos
organoclorados, mercaptanos y
otros compuestos orgánicos semi
oxidados, los principales reactivos
que derivan hacia los efluentes
son, reactivos inorgánicos como
hidróxido de sodio, sulfatos,
cloratos y agentes floculantes.
Algunos de los posibles procesos
de tratamiento son los siguientes:
Clarificación, Decantación,
Filtrado, Neutralización de pH,
Tratamiento biológico por medio
de lodo activado.
Agua
El proceso productivo de celulosa
(kraft) genera emisiones al aire, de
compuestos sulfurados como el
dióxido de azufre que se
denominan normalmente con la
sigla TRS (Total Reduced
Sulphur).
El proceso de digestión genera
dos tipos de gases, los gases de
gran volumen y baja
concentración (HVLC) y los gases
de bajo volumen y alta
concentración (LVHC), los cuales
requieren sistemas de control
diferentes.
Prevención de la generación en el
origen, la captura y destrucción
de gases TRS, el uso de
precipitadores electroestáticos,
ciclones, filtros y absorbedores y
un sistema de monitoreo en línea
para el control operacional.
Aire
Los principales residuos sólidos del
proceso productivo de la celulosa
provienen del tratamiento de
efluentes líquidos que genera los
denominados “lodos” remanentes
del tratamiento de las aguas
(sedimentos).
Los lodos de las plantas de
tratamientos de Riles pueden ser
enviados devuelta a las calderas
del proceso productivo.
Residuos de licores pueden ser
dispuestos en vertederos o
pueden ser devueltos al suelo en
los lugares de plantación forestal
pues provienen de dicho sistema.
Residuos de corteza y madera
pueden ser quemados en las
calderas, pueden ser
transformados en compost o
pueden ser devueltos a las zonas
de plantación forestal.
Suelos

17. Fundamentos Teóricos
Principales Impactos Ambientales
.
Tabla 1 Tipos de emisiones atmosféricas y etapas del proceso
productivo donde se generan.
Etapa del
proceso
productivo
Tipo de compuestos
Forma de medición
analítica, sigla o
denominación de
compuestos
Proceso de
digestión
Compuestos
sulfurados
TRS
Proceso de
blanqueo con
cloro
Compuestos clorados
o compuestos
orgánicos persistentes
COPs
Acumulación de
materia prima
Compuestos orgánicos
volátiles
COV
Combustión Óxidos de nitrógeno
NOx
General Partículas sólidas PTS
Tabla 2 Tipos de residuos sólidos, fase del proceso
productivo donde se generan y nivel de peligrosidad.
Fase del proceso
productivo
Tipo de residuo
solido
Nivel de
peligrosidad
Tratamiento de
efluentes líquidos
Lodo o sedimento Baja
Fase de digestión Residuos de licores Baja
General
Residuos
domésticos
Baja
General
Residuos de
mantención
industrial
Alta
Análisis de
laboratorio
Residuos de
laboratorio
Alta
Fuente: Elaboración propia a partir de (Comisión Económica para
América Latina y el Caribe - CEPAL, 2077).
Fuente: Elaboración propia a partir de (Comisión
Económica para América Latina y el Caribe - CEPAL,
2077).

18. Fundamentos Teóricos
Principales Impactos Ambientales
.
Olores molestos: Las emisiones atmosféricas del proceso industrial de la celulosa se caracterizan por presentar olores
molestos. Específicamente, los compuestos sulfurados (TRS) generan un olor que es descrito comúnmente como olor a
“huevo podrido”.
Ruido: Como toda instalación industrial de gran envergadura, la producción de celulosa genera ruido. En el caso de
existir zonas residenciales en la cercanía de las plantas este efecto puede ser de relevancia.
Paisaje: Las instalaciones industriales productoras de celulosa tienen una gran envergadura. Debido a ello, se trata de
elementos que pueden modificar significativamente el paisaje de las zonas donde se ubican. Ello puede tener especial
relevancia en zonas donde existe una clara vocación turística como también en zonas con importantes usos
residenciales y comerciales del suelo.
Ecosistemas: La emisión de residuos industriales líquidos puede afectar los ecosistemas acuáticos y la disposición de
residuos sólidos puede afectar los ecosistemas terrestres en el caso de no considerar las medidas de manejo adecuadas.
Corredores ecológicos y fragmentación de hábitats: Los corredores ecológicos son áreas por las cuales existen vías
de desplazamiento normal de fauna. En el caso de la industria chilena de la celulosa, la gran mayoría de las plantas
industriales se han instalado en una posición central dentro de los territorios forestados con especies exóticas.
Consumo de recursos hídricos: En Chile, la demanda de agua de la industria de la celulosa equivale a alrededor de un
30% de la demanda hídrico de naturaleza industrial.
Efectos indirectos: algunos de los más importantes son el aumento de los flujos de transporte, el almacenamiento de
insumos y materias primas.
Otros Efectos Ambientales

19. Conclusiones
• La industria del papel en Chile depende mayoritariamente de la actividad
forestal, donde la producción de madera aserrada y de celulosa son los
grandes consumidores de trozas por parte de la industria chilena.
• Lo anterior permitió visualizar un aprovechamiento de materia prima para
la generación de pulpas químicas en desmedro de las de origen mecánico
por medio de un mejoramiento de la capacidad industrial instalada.
• El proceso a través del cual se produce pulpa de papel (celulosa) se
compone de múltiples etapas y actividades, en las cuales se genera una
cantidad de residuos que pudieron detallarse a medida que fue
desarrollándose la investigación propuesta.
• En definitiva, en la industria chilena de la celulosa los grandes éxitos
productivos y comerciales quedan matizados por estos otros rasgos
inconvenientes debido a los impactos ambientales provocados en su
desarrollo.
• Tal como se deduce del caso estudiado, la relación entre los temas
productivos y ambientales y la forma en que se desarrolla una industria
como la de la celulosa es de naturaleza compleja.
.

20. Bibliografía
• Comisión Económica para América Latina y el Caribe - CEPAL. (2077).
Análisis de la cadena productiva de la celulosa y el papel a la luz de los
objetivos de desarrollo sostenible: estudio del caso de Chile. Santiago:
Naciones Unidas.
• González M., J. (2016). La industria de Pulpa y Papel en Chile. Santiago:
Panorama de la industria de Celulosa y Papel y Materiales lignocelulósicos.
• Instituto Forestal - CORFO. (1987 ). Desarrollos tecnológicos relevantes
para la Industria de Pulpa y Papel.
• Oficina de Estudios y Políticas Agrarias - ODEPA. (2018). Celulosa chilena:
Avances y perspectivas de su comercio exterior. Santiago: Oficina de
Estudios y Políticas Agrarias - ODEPA.
• Sanchez G., C. (2017). Optimización del nivel de inventarios de Pulpa de
Celulosa en el proceso productivo. Santiago.
.

21. Proceso de fabricación de Pulpa de Papel
(Celulosa)