De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

Papel internacional : fábrica de papel Kraft

La ingeniería del papel es una rama de la ingeniería que se ocupa del uso de las ciencias físicas (por ejemplo, química y física) y las ciencias de la vida (por ejemplo, biología y bioquímica ) junto con las matemáticas aplicadas a la conversión de materias primas en productos y coproductos de papel útiles. . [1] El campo aplica varios principios en ingeniería de procesos y operaciones unitarias para la fabricación de papel , productos químicos , energíay materiales relacionados. La siguiente línea de tiempo muestra algunos de los pasos clave en el desarrollo de la ciencia de la ingeniería química y de bioprocesos: [2]

Desde una perspectiva patrimonial, el campo abarca el diseño y análisis de una amplia variedad de operaciones unitarias térmicas, químicas y bioquímicas empleadas en la fabricación de pulpa y papel, y aborda la preparación de sus materias primas a partir de árboles u otros recursos naturales a través de una pulpa. proceso, pretratamiento químico y mecánico de estas fibras de biopolímero recuperadas (por ejemplo, principalmente, aunque no únicamente, fibras a base de celulosa ) en una suspensión fluida, formación a alta velocidad y deshidratación inicial de una tela no tejida, desarrollo de propiedades de la hoja a granel mediante control de las operaciones de transferencia de energía y masa, así como postratamiento de la hoja con recubrimiento, calandrado y otros procesos químicos y mecánicos.[1]

Aplicaciones [ editar ]

Hoy en día, el campo de la ingeniería química y del papel se aplica a la fabricación de una amplia variedad de productos. El ámbito de la industria forestal y biología, ciencia química, (bio) química fabrica productos orgánicos y agroquímicos (fertilizantes, insecticidas, herbicidas), oleoquímicos , fragancias y sabores, alimentos, piensos , farmacéuticos , nutracéuticos , químicos , polímeros y energía a partir de materiales biológicos.

Los productos resultantes de la ingeniería del papel, que incluyen papel, cartón y diversos derivados del papel, se utilizan ampliamente en la vida cotidiana. Además de ser un subconjunto de la ingeniería química, el campo de la ingeniería del papel está estrechamente relacionado con la gestión forestal , el reciclaje de productos y la producción en masa de soportes basados ​​en papel.

Métodos [ editar ]

Despulpado mecánico [ editar ]

En el proceso de pulpa mecánica, "triturar" y "refinar" son los dos métodos principales utilizados para crear la pulpa. El triturado es el método de presionar troncos y astillas contra una piedra giratoria para producir fibras. La pulpa de refinería consiste en tratar astillas de madera con productos químicos o calor y luego triturar los objetos entre dos discos, uno o ambos giratorios. Hay cuatro tipos principales de despulpado en refinerías, que incluyen el despulpado mecánico con refinador, el despulpado termomecánico, el despulpado químico-mecánico y el despulpado quimiotermomecánico. [3] En este enlace se incluyen más descripciones de cada proceso: [4] La pulpa mecánica, en comparación con la pulpa química, es relativamente económica y tiene un alto rendimiento de pulpa (85–95%). Sin embargo,el papel creado es generalmente débil ya que retiene la lignina.[1]

Despulpado químico [ editar ]

El proceso de despulpado químico se utiliza para disolver químicamente la lignina que se encuentra en las paredes celulares del material que se somete al proceso. Una vez que las fibras de celulosa se separan de la lignina, se crea una pulpa que luego se puede tratar para crear papel duradero, cajas y cartón corrugado. La fabricación de pasta química se puede caracterizar por dos métodos principales: sulfato ( proceso Kraft) pulpa y pulpa de sulfito, y estos dos métodos tienen diferentes beneficios. La pulpa con sulfato se puede realizar en una amplia gama de variedades de árboles y da como resultado la creación de un tipo de papel resistente. Por el contrario, la pulpa de sulfito da como resultado un mayor volumen de pulpa que es más fácil de blanquear y procesar. Sin embargo, la pulpa con sulfato se usa más ampliamente ya que el producto es más duradero y los químicos usados ​​en el proceso se pueden recuperar, lo que resulta en una mínima contaminación ambiental. [5]

Procesamiento adicional de pulpa [ editar ]

Artículo principal: máquina de papel

Luego, la pulpa se procesa a través de un aparato que convierte la pulpa en una malla de fibras. A continuación, se presiona esta red de fibras para eliminar todo el contenido de agua y, a continuación, se seca el papel para eliminar todos los rastros de humedad.

Terminando [ editar ]

Artículo principal: Papel

Una vez que se han completado los procesos anteriores, el papel resultante se recubre con una cantidad minúscula de arcilla china o carbonato de calcio para modificar la superficie, y luego el papel se vuelve a aprestar dependiendo de su propósito previsto.

Reciclaje de productos [ editar ]

Artículo principal: Reciclaje de papel

Generalmente, el material a reciclar primero se somete a pulpa mecánica o química para convertirlo en pulpa. La pulpa resultante se procesa luego de la misma manera que se procesa la pulpa normal; sin embargo, a veces se agrega fibra original para mejorar la calidad y apariencia del producto.

Campos y temas relacionados [ editar ]

Hoy en día, el campo de la ingeniería del papel y los bioprocesos es diverso y abarca áreas que van desde la biotecnología y la nanotecnología hasta la generación de electricidad .

Los ingenieros de papel diseñan, construyen y operan plantas
La celulosa es un biopolímero natural.
  • Ingeniería Agricola
  • Ingeniería biomolecular
  • Ingeniería bioquímica
  • Ingeniería biológica
  • Modelado de procesos químicos
  • Ingeniería Química
  • Reactor químico
  • Dinámica de fluidos computacional
  • Ingeniería de corrosión
  • Ingeniería Ambiental
  • Dinámica de fluidos
  • Ingeniería de Alimentos
  • Ingenieria forestal
  • Transferencia de calor
  • Transferencia de masa
  • Ciencia de los Materiales
  • Microfluidos
  • Nanotecnología
  • Entorno natural
  • Polímeros
  • Control de procesos
  • Diseño de procesos
  • Proceso de desarrollo
  • Ingeniería de Seguridad
  • Procesos de separación
  • Ingenieria textil
  • Termodinámica
  • Fenómenos de transporte
  • Operaciones unitarias
  • Tecnología del agua

Colegios y universidades [ editar ]

Generalmente ofrecido como especialización dentro de la ingeniería química: [6]

  • Estados Unidos
    • Universidad de Auburn
    • Instituto de Tecnología de Georgia
    • Universidad de Miami
    • Universidad Estatal de Carolina del Norte
    • SUNY ESF
    • Universidad de Maine
    • Universidad de Minnesota
    • Universidad de Washington
    • Universidad de Wisconsin - Stevens Point
    • Universidad de Western Michigan
  • Canadá
    • École Polytechnique de Montréal
    • Universidad McGill
    • Universidad McMaster
    • Universidad de Columbia Britanica
    • Universidad de New Brunswick
    • Université du Québec à Trois-Rivières
    • Universidad de Toronto
  • Europa
    • Universitat Politècnica de Catalunya , España
    • Universidad Tecnológica de Darmstadt , Alemania
    • Universidad Tecnológica de Dresde , Alemania
    • Grenoble INP , Francia
    • Universidad Tecnológica de Helsinki , Finlandia
    • Instituto de Tecnología de Lund , Suecia
    • Universidad Tecnológica de Tampere , Finlandia
    • Technische Universitat Graz , Austria
    • Universidad Tecnológica Estatal de Polímeros Vegetales de San Petersburgo , Rusia
    • Universidad Técnica de Łódź , Polonia
    • Universidad de Manchester , Reino Unido
    • Universidad Åbo Akademi , Finlandia
  • Asia-Pacífico
    • Akademi Teknologi Pulp dan Kertas
    • Universidad de Monash [7]
    • Instituto Indio de Tecnología, Roorkee
    • Universidad Tecnológica del Sur de China

Ver también [ editar ]

Artículo principal: Esquema de la ingeniería química.

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c "Siemens AG. Tecnologías de pulpa y papel" . Siemens AG . Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2010 . Consultado el 23 de noviembre de 2010 .
  2. ^ Historia de la ingeniería química - en la Universidad Estatal de Carolina del Norte (y en general).
  3. ^ R. Gustafson (sin fecha). "Despulpado y Blanqueo" . Universidad de Washington. Archivado desde el original el 14 de enero de 2011 . Consultado el 23 de noviembre de 2010 .
  4. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 14 de enero de 2011 . Consultado el 24 de noviembre de 2010 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
  5. ^ Departamento de Ecología del estado de Washington (sin fecha). "Molinos de pulpa química" (PDF) . Consultado el 23 de noviembre de 2010 .
  6. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 9 de junio de 2010 . Consultado el 21 de abril de 2010 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace ):
  7. ^ "Instituto australiano de pulpa y papel (APPI)" . Universidad de Monash . Consultado el 29 de julio de 2010 .