Procesos Alcalinos

PROCESOS ALCALINOS




El proceso a la sosa, patentado en 1854, fue el primer método químico para obtener pulpa, aunque actualmente se utiliza muy poco y por lo general no aparece en las estadísticas de la industria. El proceso al sulfato surgió como una modificación del proceso a la sosa y fue descubierto por el químico alemánKarl S. Dahl en 1883; la primera implementación comercial ocurrió en Suecia en 1885. A este último proceso se le dio el nombre de kraft (que en alemán y sueco significa "fuerte") porque las pulpas producidas son muy resistentes, particularmente cuando la cocción se termina manteniendo un alto contenido de lignina en la pulpa. En la tabla 7.1 se muestra las principales características de estosprocesos.


Tabla 7.1: Procesos alcalinos
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Agentes Temp. Máx. Tiempo Rendimiento
Proceso pH Base activos (°C) (hr) en pulpa (%)
______________________________________________________________________________Sosa 13-14 Na+ HO- 155-175 2-5 50
Kraft 13-14 Na+ HS-, HO- 155-175 1-3 45-55
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Generalmente, estos dos procesos se estudian en conjunto por la similitud en las condiciones de pulpeo y reacciones que ocurren con loscomponentes de la madera. En este capítulo el mecanismo de reacción que se estudia está más enfocado a las reacciones de la lignina en el proceso kraft por ser éste el más utilizado en el mundo y por ende, el que se conoce mejor.

El proceso al sulfito fue por muchos años el más importante en la producción de pulpas químicas. Con la aparición del pulpeo kraft, estapreponderancia fue disminuyendo hasta que a mediados de la década de 1930 los dos procesos se usaron casi con la misma frecuencia. Por ese tiempo se desarrolló un eficiente sistema de recuperación de reactivos para el proceso kraft (fig. 7.1), lo que incrementó de manera notable su importancia. Hoy en día, la producción de pulpa química en el mundo se realiza en su mayor parte mediante el proceso kraft,con cerca del 80%, contra 10% del proceso al sulfito.

El proceso kraft tiene varias ventajas sobre el proceso al sulfito, entre las que se encuentran las siguientes:

- Puede usarse cualquier especie de madera, lo que provee flexibilidad en el suministro de la misma.
- Pueden tolerarse cantidades sustanciales de corteza en lasastillas.
- Los tiempos de cocción son cortos.
- La pulpa tiene una excelente resistencia.
- El proceso de recuperación de reactivos del licor negro está bien establecido.
- Se pueden producir diferentes tipos de pulpa kraft, ya sea blanqueada o sin blanquear, esta última por sus propiedades de resistencia se utiliza en papeles paraembalaje de diversos productos.


7.1 PREPARACION DEL LICOR DE COCCION KRAFT (LICOR BLANCO)

El licor de cocción en el proceso a la sosa consiste de una solución acuosa 20 a 25% de NaOH; Dahl encontró que cuando se pierde álcali, éste puede reemplazarse mediante la adición de sulfuro de sodio, por lo que en el proceso kraft el licorde cocción es una solución acuosa de hidróxido y sulfuro de sodio (NaOH y Na2S). En este sistema se tiene el siguiente equilibrio:

S-2 + H2O  HS- + OH- K1 = [(HS-)(OH-)] / (S-2)
HS- + H2O  H2S + OH- K2 = [(H2S)(OH-)] / (HS-)

Figura 7.1: Esquema de la producción de pulpa al sulfato y sistema de recuperación de reactivos....