DETERMINAR LA CANTIDAD DE MACROSTICKIES Y MICROSTICKIES PRESENTES EN EL PROCESO PRODUCTIVO DE PLANTA DE DESTINTADO Y DE MOLINOS.

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1 UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA PAPELES VENEZOLANOS C.A. DETERMINAR LA CANTIDAD DE MACROSTICKIES Y MICROSTICKIES PRESENTES EN EL PROCESO PRODUCTIVO DE PLANTA DE DESTINTADO Y DE MOLINOS. PASANTE: HERNÁNDEZ JOSÉ C.I.: FICHA: IF976 TUTOR ACADÉMICO: LINARES CARLOS F. TUTOR(A) EMPRESARIAL: SILVA YTALÍ 28 DE SEPTIEMBRE DE 2011

2 OBJETIVO GENERAL DE LAS PASANTÍAS Determinar la cantidad de macrostickies y microstickies presentes en el proceso productivo de Planta de Destintado y de Molinos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE LAS PASANTÍAS Cuantificar los macrostickies presentes en diversos puntos del proceso de Planta de Destintado y Molinos. Cuantificar los microstickies presentes en el proceso productivo de Destintado y Molinos. Determinar los puntos críticos de acumulación y presencia de stickies (macro y micro). Realizar caracterización fisicoquímica de las aguas de los puntos incluidos en el mapeo (ph, Temperatura, Suspensión Sólidos Totales, Carga Iónica, Potencial Z, % Finos). Proponer alternativas para la disminución de stickies en Destintado y Molinos.

3 UBICACIÓN DE LA EMPRESA Papeles Venezolanos C.A. (PAVECA) está ubicada en la carretera nacional Guacara San Joaquín Edo. Carabobo zona industrial El Tigre, estado Carabobo, a 150 Km. de Caracas; 16 Km. de Valencia, y a 70 Km. de Puerto Cabello. Figura 1. Ubicación de la Empresa (Fuente: Papeles Venezolanos, C.A). RESEÑA HISTÓRICA Papeles Venezolanos C.A. (PAVECA) es una empresa productora de papel tissue, fundada en Venezuela en 1953 en la ciudad de Guacara, estado. Carabobo, en 1956 es cuando inicia se une con dos compañías de gran importancia, el grupo canadiense Kruger y, Tamayo & Cía. PAVECA marcó la pauta en 1957 cuando se inicio en la producción de papel higiénico de lujo en Venezuela (marca SUAVE). PAVECA C.A. comenzó a operar con un solo molino y en la actualidad cuenta con 6 molinos capaces de producir toneladas métricas de papel por año, 30 líneas convertidoras (7 de Higiénicos, 3 de Toallas, 18 de Servilletas, 1 de envoltura, 1 Institucional), capaces de producir más de 9.5 millones de cajas por año. Con una capacidad de producción de 270 toneladas diarias de papel higiénico o tissue, Papeles Venezolanos (PAVECA) se consolida entre las cinco primeras plantas de América Latina en su segmento de negocio y es, sin duda, el más grande productor de papel tissue del país.

4 PAVECA distribuye directamente sus productos a nivel Nacional, en más de 2000 puntos de venta; para esto cuenta con un centro de distribución central situado en Guacara estado Carabobo y 8 depósitos ubicados en las principales ciudades del País. PAVECA cuenta con una integración vertical con DEFORSA, empresa filial dedicada a producir materia prima forestal extraída de los árboles de eucalipto, insumo básico para la manufactura de pulpa. DEFORSA dentro de su ideología tiene una alta responsabilidad para con el medio ambiente manejando proyectos de reforestación y conservación de flora y fauna. La vinculación de PAVECA con el consumidor venezolano se expresa en la permanencia del compromiso de la empresa, y también en las formas de desarrollar propuestas innovadoras acordes con las exigentes preferencias del consumidor, un ejemplo de ello es la marca líder del mercado Rosal, que ofrece varias presentaciones con diferentes números de hojas, que permiten adaptarse a las necesidades de cada consumidor. PAVECA también es líder del mercado en otras categorías de productos, como lo es toallas absorbentes con la marca Don Toallin Jumbo Pack, y Household Napkins hace lo propio en la categoría de servilletas. MISIÓN Mantener nuestro liderazgo como empresa estratégicamente integrada, haciendo el mejor papel del mercado para cuidado personal y del hogar, que satisfaga las necesidades de los consumidores, clientes, accionistas y nuestro talento humano, creando conciencia ambiental y con responsabilidad social. VISIÓN Consolidar nuestro liderazgo a través del Talento humano, capacidades productivas y de comercialización, incursionando en nuevos mercados nacionales e internacionales, mediante la diversificación de productos. POLÍTICAS Mantener una Organización actualizada mediante estrategias de vanguardia que garanticen un desarrollo integral de sus miembros para obtener una rentabilidad adecuada a través de incrementos continuos de productividad, óptima calidad de los

5 productos a la entera satisfacción de nuestros clientes a nivel Nacional Internacional. como OBJETIVO GENERAL DE LA EMPRESA Lograr una mayor productividad, optimizando la fabricación, mercadeo y ventas del papel tissue. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROCESO El proceso productivo de la empresa se puede expresar de manera resumida mediante el siguiente diagrama de flujo, en él se señalan las distintas etapas que conforman dicho proceso, desde que se recibe la materia prima hasta que se obtiene el producto final y es despachado a los clientes o consumidores. Materia Prima Pulpadoras Sistema de Limpieza Separador Separador Limpiador Espesadores Ciclònico Rebobinado Prensado y Secado (Molinos) Formaciòn de Hoja (Molinos) Preparaciòn Pasta Almacèn Limpiador Refinaciòn Ciclònico Separador Centrifugo Almacèn Semi Elaborado Conversiòn Almacèn Producto Terminado Clientes Figura 2. Diagrama de proceso general de la empresa.

6 IMPORTANCIA DE LAS PASANTÍAS Actualmente, Papeles Venezolanos, C.A. ha incrementado su consumo en diversos químicos, entre ellos el Shellsol, solvente utilizado principalmente para la disolución de stickies presentes en la suspensión de pulpa. Se entiende como stickies aquellos puntos de pega que se encuentran suspendidos y están compuestos principalmente por polivinilacetato. Estos puntos de pega provienen principalmente de la materia prima de Planta de Destintado, que no es más que papel reciclado con alto contenido de plásticos. Cuando estos stickies llegan al área productiva de Molinos ocasionan obstrucción o taponamiento de las vestimentas (tela y fieltro) lo que conlleva al incremento en el uso del disolvente anteriormente mencionado. Así mismo, en el área productiva de Conversión estos stickies ocasionan ruptura del papel generando perdida de tiempo y material. Dichos stickies también se extienden a la parte de efluentes, lo cual hace que exista un aporte extra de contaminante para todos los procesos. UBICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS EN LAS PASANTÍAS Los análisis se realizaron en tres etapas de la empresa: DESTINTADO En esta etapa se procesa el papel reciclado, donde éste pasa por una pulpadora, la cual agita constantemente la materia prima con agua caliente y diversos químicos con la finalidad de separar la fibra del resto de los componentes. Posteriormente la pulpa pasa por diversos equipos de lavado para reducir sus contaminantes (pera de descarga, tamices, triturador, celdas de flotación, depuradores, etc). Luego la pulpa pasa por una etapa de blanqueo donde es tratada con peróxido de hidrógeno y posteriormente con hidrosulfito de sodio. Por último la pulpa es almacenada en forma de láminas (Wet- Lap), la cual va a formar parte de la materia prima alimentada en Molinos. MOLINOS Dependiendo del producto a obtener, se realizan ciertas formulaciones o mezclas de pulpa antes de pasar a la etapa de Molinos, la pulpa obtenida de Planta de Pulpa y Destintado se conoce como pulpa mecánica. La suspensión que se obtiene pasa inicialmente a una caja de sobre flujo, con la finalidad de asegurar un flujo regular de suspensión fibrosa, caudal, consistencia, y proporción constante. Luego se le realiza un

7 proceso de filtración de agua de forma continua o discontinua mediante presión, quedando de esta manera las fibras entrelazadas y evitando así que se tapen los poros de la tela para que la pasta no se adhiera a ella. Después que la suspensión ha pasado por el proceso de filtración, se somete a presión con fieltros entre prensas cilíndricas (Secador Yankee), de esta forma el papel libera casi toda su humedad. Una vez terminado el secado en el cilindro, la hoja de papel es separada del mismo a través de cuchillas, dispuestas con una inclinación específica para iniciar la etapa de bobinado. Ésta consiste en recoger la hoja de papel secada directamente del secador Yankee y realizar un bobinado a velocidad específica hasta obtener bobinas de papel seco semielaborado que posteriormente será trasladado al área de Conversión. EFLUENTES La mayor parte del agua recuperada en Molinos es sometida a un tratamiento primario, para reinsertarla en el proceso de nuevo. El agua recuperada de Molinos se clasifica en dos sistemas o circuitos: Circuito 1 (que agrupa las aguas recuperadas en los Molinos 1, 2 y 4) y Circuito 2 (Molinos 3, 5 y 6). Cada circuito está integrado por un clarificador y un tanque de almacenamiento de agua clarificada. El agua de desecho que se produce en Planta de Pulpa y en Planta de Destintado se envían al Circuito 3, comprendido igualmente por un clarificador y un tanque de almacenamiento. Sin embargo, el agua clarificada en este circuito es inservible para el proceso, debido a sus características químicas, y por ende se envía a una laguna de tratamiento secundario, para de allí ser enviada a sistemas de riego en dicho lugar. ACTIVIDADES REALIZADAS EN LAS PASANTÍAS CUANTIFICACIÓN DE STICKIES Los stickies se clasifican dependiendo de su tamaño, aquellas partículas mayores de 100 µm se conocen como macrostickies, las ubicadas entre 20 y 100 µm se conocen como microstickies, y las partículas menores a 20 µm se conocen como coloides. Para determinar los microstickies y los coloides, se emplea un microscopio de capacidad máxima 100x, en esta técnica el analista observa la pulpa o agua a analizar y realiza un conteo de partículas contaminantes. El porta muestra consta de varias divisiones teniendo un volumen total de 2,50E-07 con el cual se puede obtener una concentración de stickies en partículas/ml.

8 Para determinar los macrostickies, se emplea un Tamiz Somerville con placa de ranuras de 0,006 pulgadas de ancho. En este se adiciona la cantidad de pulpa equivalente a 15,0 g secos, la cual durante 20 minutos es sometida a agitación con agua para deshacer la pulpa convirtiéndola en finos la cual va pasando a través de las ranuras de la placa, de esta forma solo los puntos de pega quedan atrapados en dichas ranuras. Luego se extrae la pega de la placa con una espátula, y se filtra. Se coloca el papel de filtro en una lámina de acetato (con la parte sucia viendo hacia la lámina), y se procede a realizar un tratamiento térmico. Este consiste en hacer pasar la lámina junto con el papel de filtro y dos fieltros húmedos por un baño de maría controlado a aproximadamente 95 C bajo presión y succión constante durante 5 minutos, esto se realiza con el motivo de ablandar los stickies para que se adhieran a la lámina de acetato. Para que la adhesión de los stickies sea efectiva, posteriormente se somete a una presión de 40 psi durante 20 minutos. Luego se lava cuidadosamente la lámina con agua y una brocha, se seca con papel absorbente y se procese a escanear la lámina. Los resultados se obtienen en ppm (mm 2 /Kg). Se determinó que el método de macrostickies solo puede ser aplicado para la pulpa, ya que no da buenos resultados para las aguas del proceso debido a la baja consistencia (gsecos/100ml) y se requieren muchas cantidades de agua para lograr los 15 gramos secos, el equipo no posee dicha capacidad. Esto se puede observar en las gráficas 3 y 4 de los anexos, demostrándose que a mayor cantidad de muestra es menor la cantidad de stickies; sin embargo, no se puede obtener suficiente muestra para obtener error mínimo. OTROS ANÁLISIS REALIZADOS Con el fin de observar el comportamiento de los stickies con respecto a otras propiedades de la pulpa, también se realizaron los siguientes análisis: Temperatura ph Carga Iónica Potencial Z Suspensión de Sólidos Totales (SST) Porcentaje de Finos Estos resultados se pueden observar en la tabla 2 de los anexos.

9 RESULTADOS Con respecto a microstickies y macrostickies, como era de esperarse, la mayor cantidad encontrada fue en Plata Destintado, ya que en dicha planta es donde se originan, en la Tabla 1 se puede comparar la cantidad de dichos stickies encontrados en Planta Destintado, Molinos y Efluentes. Tabla 1: Comparación de los stickies en Planta Destintado, Molinos y Efluentes. Molinos Macrostickies (mm2/kg) Microstickies *10E+06 (part/ml) Zona Entrada Salida Entrada Salida 4 28, ,16 % Remoción Macrostickies % Remoción Microstickies PM 5 9,025 C1 1,76 3,73-111,93% Efluentes C2 5,285 5,72-8,23% Planta Poseidon 95,392 11,088 88,38% Destintado 211/wet-lap 1247, , ,352 71,808 92,04% 81,17% Se realizaron análisis en diferentes zonas de Planta Destintado para observar el comportamiento de los stickies con respecto a los otros parámetros, y el más influyente fue la Temperatura, por lo que el estudio se enfocó a comparar los puntos de pega con la Temperatura en el proceso. Según la teoría, a mayor Temperatura, los stickies se dispersan por la pulpa transformándose en microstickies, y cuando la Temperatura desciendo estos se aglomeran formando partículas más grandes (macrostickies). Esta teoría se pudo confirmar en Planta Destintado y se puede observar en la gráfica 1 y 2, las cuales fueron obtenidas el día 15 de Septiembre de 2011, y fue el comportamiento observado el resto de los días que se realizaron los muestreos. Se puede observar que en el inicio del proceso de destintado se encuentra la mayor cantidad de macro y micro stickies. Desde 211 (comienzo del proceso) hacia la salida de la caja de nivel de la celda 1, siguen disminuyendo los stickies ya que la pulpa pasa previamente por un tamiz y por dicha celda. En el punto verde de la gráfica de macrostickies (Gráfica 1), se puede observar una disminución de los macrostickies y un incremento de la temperatura, dicha disminución se debe a que la pulpa pasa previamente por una lavadora y por una doble prensa; sin embargo, algunos de estos macrostickies tambien se dispersan debido a la

10 alta temperatura convirtiendose en microstickies, lo cual se puede comprobar observando el punto verde en la gráfica de los microstickies (Gráfica 2). Luego del incremento de microstickies debido a la alta temperatura, se observa que en el punto rojo aumentan los macrostickies (Gráfica 1) y los microstickies disminuyen (Gráfica 2). Esto se debe a una caida de temperatura de aproximadamente 25ºC, cumpliendo con la teoría de que los stickies a altas temperaturas se encuentran dispersos en la pulpa en forma de micropartículas y al disminuir la temperatura estos se aglomeran formando partículas mucho más grandes (macrostickies). Luego de observar este fenómeno entre la torre peróxido y la salida de la celda 2, el proceso sigue su curso con normalidad disminuyendo aún más la cantidad de stickies en la pulpa hasta obtener la wet-lap (lámina) /09/2011 Macrostickies Temperatura (ºC) S. Celda 1 T. Perox S. Celda 2 Wet-Lap Macrostickies (mm2/kg) Gráfica 1: Macrostickies obtenidos en Planta Destintado comparados con la Temperatura del proceso (barras = Temperatura; Líneas = Stickies).

11 80 15/09/2011 Microstickies Temperatura (ºC) S. Celda 1 T. Perox S. Celda 2 Wet-Lap Microstickies (part/ml) Gráfica 2: Microstickies obtenidos en Planta Destintado comparados con la Temperatura del proceso (barras = Temperatura; Líneas = Stickies). CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS Capacidad de realizar análisis rutinarios a la pulpa del papel (consistencia, carga iónica, sólidos totales, etc). Conocimientos medios sobre puntos de pega (stickies) provenientes del reciclado del papel. Manejo de equipos (stickies, microscopio, carga iónica, potencial, phmetro, formadora de hoja, clasificador de fibras, etc). Conocimientos básicos sobre el proceso para elaborar el papel.

12 CONCLUSIONES La principal fuente de stickies en la empresa es Planta Destintado. En Molinos y Efluentes también se localiza cierta cantidad de stickies, que contribuyen significativamente en el proceso del papel. La técnica para obtener macrostickies esta limitada para la pulpa de papel. El parámetro más influyente en los stickies es la Temperatura, ya que el resto no varía mucho en los procesos. RECOMENDACIONES Mejorar o cambiar la técnica para obtener macrostickies de manera que pueda ser aplicada para las aguas del proceso. Obtener un microscopio más capacitado para el análisis de microstickies. Implementar equipos para la retención de stickies en las aguas del proceso. Mejorar los tamices empleados en el proceso de Planta Destintado, principalmente los ubicados antes del aumento de Temperatura en la Torre de Peróxido.

13 ANEXOS Tabla 2: Todos los parámetros obtenidos en los diferentes puntos de muestreo en Molinos, Planta Destintado y Efluentes en el día 22/08/2011. Zona Comienzo ( ) Caja de Nivel Celda 1 ( ) Torre Peróxido ( ) Salida Celda 2 ( ) Wet-Lap Destintado Entrada Poseidon Salida Poseidon Temp. (ºC) ph Carga Iónica (µeq/g) Potencial Z (mv) % Finos Sólidos Totales (g/ml) Macro- Stickies (mm2/kg) Micro- Stickies (part/g) , ,20 4,00E , ,51 1,03E , (g/gt) 78,98 1,16E , ,15 1,88E , (g/gt) 134,54 1,13E , ,31E , , ,87 2,31E+08 Agua Entrada Tanque C1 Agua Salida Tanque C1 Agua Entrada Tanque C2 Agua Salida Tanque C2 Agua Tanque 802 Agua Tanque 803 Agua PM#5 hacia Destintado Aguas Negras Molino 4 Aguas Negras Molino ,828 0, ,40E ,473 0, ,14E ,817 0, ,64E ,849 0, ,14E ,989 0, ,151 0, ,559 0, ,76E ,817 0, ,08E ,914 0,002 1,41E+07

14 Wet-Lap Tanque 802 Salida C2 Clarificador 2 Torre Peróxido Salida Celda 2 Entrada Poseidon Poseidon Dfsrfxdf Molinos Aguas Negras Molino 4 Agua PM#5 Aguas Negras Molino 6 Destintado Comienzo Caja de Nivel Celda 1 Salida Poseidon Tanque 803 Salida C1 Clarificador Figura 3: Diagrama de flujo general de Planta Destintado (gris claro), Molinos (blanco) y Efluentes (gris oscuro). Peso Total (g) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Agua Entrada C2 1400, , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 Stickies (mm2/kg) Días 4 5 Gráfica 3: Relación entre los macrostickies (líneas) y la cantidad de muestra usada (barras) en el equipo en la entrada del Clarificador 2 (Efluentes). 0,00

15 2,5 Agua Salida Tanque C Peso Total (g) 1,5 1 0, Stickies (mm2/kg) Días Gráfica 4: Relación entre los macrostickies (líneas) y la cantidad de muestra usada (barras) en el equipo en la salida del tanque del Clarificador 2 (Efluentes). 0