General
Materias primas
Químicos
Mezclado de químicos
Lavado de entre-etapas
Grado de reciclado del ciclo de agua en el blanqueo

General

La materia prima madera, afecta los requerimientos en el blanqueo de la pulpa. Debido a su composición química, para las pulpas de maderas de latifoliadas es suficiente un blanqueo más suave en comparación con las pulpas de madera blanda. Los procesos unitarios que preceden a la etapa del blanqueo: cocción, lavado, tamizado y deslignificación con oxígeno, afectan el grado de blancura, la limpieza y las propiedades de resistencia de la pulpa y, por lo tanto, la técnica óptima de blanqueo. El grado de blancura de la pulpa también es afectada por las impurezas en el agua de la planta de blanqueo, la estructura del ciclo de agua y el grado de recirculación de la misma.

El mezclado con los químicos y el lavado de la pulpa entre las etapas, juega una parte importante en la planta de blanqueo. Si los químicos se mezclan mal dentro de la pulpa, esto conduce a un efecto de blanqueo desparejo. En el peor de los casos la pulpa puede parecerse una torta marmolada. La lignina disuelta en la etapa previa es enjuagada por los lavadores, de no ser así, consumiría innecesariamente productos químicos en la etapa subsiguiente.

Materias primas

Un factor importante que afecta al blanqueo, es la uniformidad de la calidad de la pulpa que entra. La calidad de la pulpa es afectada por las condiciones del proceso de cocción, lavado, tamizado y deslignificación con oxígeno, y su uniformidad. Por ejemplo, independientemente de tener el mismo número Kappa, la pulpa que ha sido cocida con un álcali residual suficientemente alto a través de la cocción y a un alto nivel de sulfidez del licor blanco, es más fácil de blanquear. Un álcali residual suficiente (específico para cada planta, un pH de alrededor 10-11) garantiza que la lignina no precipite de nuevo sobre la superficie de las fibras. Una sulfidez alta es también beneficiosa para la viscosidad inicial, pero no así una alta dosis de álcali. La calidad despareja de la pulpa eleva el consumo de químicos.

Las impurezas arrastradas en la pulpa consumen químicos de blanqueo, y por lo tanto es esencial un lavado y un tamizado efectivo antes de la planta de blanqueo. El tamizado debe ser lo suficientemente efectivo como para que los conglomerados de fibras entrantes al blanqueo, se blanqueen sin una excesiva carga de químicos.

La deslignificación con oxígeno entre la planta de cocción y la de blanqueo, disminuye en gran medida la cantidad de lascas.

Las especies de madera tienen diferentes composiciones químicas, así que diferentes pulpas requieren distintos tipos de blanqueo para blanquearlas. Para madera dura, gracias a su bajo contenido de lignina, es suficiente un blanqueo más moderado, comparado con las pulpas de coníferas.

El contenido de cortezas de la madera chippeada y los conglomerados de fibras originados de los nudos de la madera, impactan sobre el blanqueo. Las cortezas del abedul y del abeto son más difíciles de manipular que las de pino. El contenido de lignina de los nudos de la madera es mayor que el proveniente de otras maderas. Además las lascas de una cocción despareja, pueden conducirse al blanqueo. Para disolver la lignina de estas impurezas de pulpa durante el blanqueo, la pulpa debe ser sobreblanqueada. Como los grados finales de blancura consumen una extraordinaria cantidad de químicos y son críticos para el rendimiento y la viscosidad de la pulpa, la limpieza de la pulpa deberá ser manipulada de alguna otra forma que no sea por la adición de químicos de blanqueo. El grado de descomposición de la madera también aumenta el consumo de químicos de blanqueo.

El número Kappa o el contenido de lignina y de ácido hexenurónico de la pulpa entrante, afecta la dosis de químicos en el blanqueo. Cuanto más alto el número Kappa de la pulpa entrante al blanqueo, mayor será dosis de agentes de blanqueo para alcanzar un nivel dado de blancura. La mejor combinación de resistencia y rendimiento para madera blanda, se alcanza cuando la pulpa a ser blanqueada está cerca de un número Kappa de 35. Pero por otro lado, en la planta de blanqueo se originan la mayor parte de las aguas residuales provenientes de la planta de pulpa, y los químicos de blanqueo son más caros que los químicos de cocción y de la deslignificación con oxígeno.

Químicos

Para un blanqueo exitoso y de forma de lograr los resultados deseados, se debe conocer la eficacia y la naturaleza química de los agentes de blanqueo, así como se debe conocer su reactividad con la lignina y los carbohidratos.

La reactividad de la lignina residual con un cierto químico, depende de la estructura química de la lignina residual y de las modificaciones a las que la lignina ha sido sujeta durante el proceso de cocción. La lignina residual en pulpas cocinadas por diferentes métodos, pueden diferir químicamente considerablemente entre ellas, entonces para que el blanqueo sea exitoso, también se requiere una dosificación química o una secuencia de blanqueo diferente. Por lo tanto, es importante identificar la estructura de la lignina residual. Deben conocerse los tipos de grupos reactivos que están en la lignina, de forma de facilitar la selección de agentes de blanqueo que afecten los grupos en cuestión.

En el blanqueo siempre se usan tanto la etapa ácida como la alcalina. La etapa ácida y alcalina juntas forman una totalidad unificada. La lignina se disuelve en la etapa ácida. A pesar de que la mayoría de los productos de reacción son removidos en la etapa subsiguiente de lavado, aún es necesario la extracción alcalina. Los grupos carboxilos generados en la etapa alcalina también son neutralizados. Por lo tanto, la mayoría de los extractivos remanentes de la madera usualmente se disuelven en la primera etapa alcalina.

Mezclado de químicos

La operación unitaria más importante en el blanqueo es el mezclado de químicos de blanqueo dentro de la suspensión de pulpa.

Se requiere un mezclado eficaz para obtener pulpa blanqueada de calidad uniforme. Si se mezclan mal, alguna de las fibras reciben un tratamiento químico demasiado fuerte y pierden su resistencia para la producción de papel. Al mismo tiempo, parte de la pulpa se blanquea insuficientemente, así que aumenta la cantidad de impurezas en la pulpa. Habitualmente, un mezclado pobre conduce a una sobredosis de químicos que es antieconómica.

El dióxido de cloro (ClO2) se mezcla principalmente en un mezclador de consistencia media. También se utilizan para el mezclado, bomba MC o una combinación bomba-mezclador .

El álcali o álcali (NaOH) se alimenta a la banda de pulpa o en el tornillo de descarga del lavador de la etapa anterior. La mezcla de los productos químicos se produce en el tornillo de descarga del lavador, en el mezclador de vapor, si existe uno, y en la bomba de consistencia media subsiguiente.

El peróxido de hidrógeno (H2O2) se puede alimentar de costado en la toma de una bomba MC en un punto donde el aire ya haya sido removido de la pulpa. También, el peróxido diluído se puede ser alimentar al tornillo de descarga del lavador.

Si se usa oxígeno (O2) en la etapa de álcali, se mezcla con una bomba de consistencia media o con una boquilla de oxígeno adicionada después de la bomba de MC.

El ozono (O3) requiere equipamiento especial. En el proceso de consistencia alta, el ozono es alimentado dentro de una pulpa bien mullida en el reactor. En un proceso de ozono de consistencia media, el ozono se mezcla con la pulpa dentro de un mezclador MC.

Lavado entre-etapas

En el lavado entre las etapas de blanqueo, se remueven los químicos residuales y los productos de reacción solubles en agua, así ellos no consumen innecesariamente agentes de blanqueo caros en etapas subsiguientes . Adicionalmente, el lavado se usa con el objetivo de hacer que el pH y la temperatura de la suspensión de pulpa sea más adecuado para la siguiente etapa de blanqueo .

Los filtros de tambor de vacío , filtros de tambor presurizados y prensas de lavado se usan generalmente en los lavados entre las etapas de blanqueo. En los comienzos de los 90´s se equiparon nuevas plantas de blanqueo con filtros de tambor de vacío. En plantas más recientes han sido usados prensas de lavado o filtros de tambor a presión .

Grado de reciclado del ciclo de agua en el blanqueo

Tradicionalmente, la planta de blanqueo ha usado la mayoría del agua de una planta de pulpa. Recientemente, ha disminuido la cantidad de agua residual. Esto se ha logrado recirculando lo más posible al licor de lavado en la planta de blanqueo , antes de enviarlo al tratamiento de aguas residuales. Se habla de la circulación del licor de lavado cuando el filtrado de lavado de la etapa subsiguiente se usa como licor de lavado en una de las etapas anteriores.

Otro factor que ha permitido la reducción de la cantidad de aguas residuales proveniente de la planta de blanqueo, es la tecnología de lavado utilizada. Debido a que las lavadoras de vacío fáciles de usar restringen esta reducción, actualmente se instalan prensas de agua más eficientes o lavadores de tambor presurizado en plantas de blanqueo .

Cuanto más cerrada sea la circulación de agua, mayor será la cantidad de la lignina disuelta y de otros materiales orgánicos en los filtrados, lo cual consume químicos de blanqueo. Adicionalmente, se acumulan sales inorgánicas en los filtrados. Ellas pueden afectar adversamente en las reacciones de blanqueo. A medida que se aumenta el grado de recirculación, aumenta el riesgo de incrustaciones. Las incrustaciones son causadas ej. por la resina y el calcio de la madera dura. A menudo son las incrustaciones de calcio las que determinan los límites de recirculación. Las incrustaciones en los lavadores pueden taponear las líneas o cuando arrancan, pueden ensuciar la pulpa.