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Fibra y su microscopia sus efectos en el papel

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Se entiende por microestructura de la madera la que se puede ver con el microscopio óptico, es
decir que son las estructuras intermedias entre lo visible a simple vista, y las de nivel cuasi molecular,
solo distinguibles con el microscopio electrónico, que se denominan ultraestructuras. La microestructura
es la más importante para comprender la morfología de las materias primas fibrosas, como así
también para el análisis de lo que sucede durante los procesos de fabricación de la pulpa y el papel.
Con el microscopio óptico se ven perfectamente los elementos celulares de los tejidos vegetales, y
ello es lo que vamos a estudiar a partir de ahora.
Se debe aclarar primeramente que si bien botánica mente
los elementos de gran longitud de las coníferas se denominan
traqueidas, para los papeleros se engloban junto con las
de las latifoliadas con la denominación general de ‘fibras’.
Se definen cuatro parámetros morfológicos que poseen
mayor o menor influencia en las propiedades de la hoja

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Fibra y su microscopia sus efectos en el papel

  1. 1. Latin American Operations FIBRAS •Introduccion •Morfologia de fibras •Efectos de fibras en Tissue. •Propiedades •Pulpeo
  2. 2. Latin American Operations 0.1 mm Fibras Papeleras
  3. 3. Latin American Operations Fuentes de Fibra Fibra Virgen de Arboles Fibra Reciclada Virgen De fibras no Maderables
  4. 4. Latin American Operations Fuentes de Merma Yankee Dryer Roturas de Hoja Rollos rechazados Cortes o Trim
  5. 5. Latin American Operations Tendencia de precio NSBK
  6. 6. Latin American Operations PULP PRICE COMPARISONS 0 20 40 60 80 100 120 NSWK DIP EUC SSWK NHWK SHWK KCOP FIBER TYPES PRICEINDEX(NSWK=100) Precio comparativo de pulpas, 1992 – 1997 Donde: NSWK = Northern Softwood Kraft DIP = Deinked Pulp for Printing and Writing EUC = Eucalyptus SSWK = Southern Softwood Kraft NHWK = Northern Hardwood Kraft SHWK = Southern Hardwood Kraft KCOP = Kimberly-Clark Recycled Office Paper for the AFH Tissue Mills
  7. 7. Latin American Operations Costo de la fibra como porcentaje del costo de Manufactura Cost Category Materias Primas Materia prima + Empaques finales Cost o de Venta Pañuelo Facial 96% 65% 43% Toalla Cocina 87% 65% 35%
  8. 8. Latin American Operations •Introducion •Morfologia de Fibras •Estrustura de la madera •Celdas de Madera •Quimica de Madera •Efector de la fibra en el Tissue •Propiedades •Pulpeo Fibras
  9. 9. Latin American Operations Morfologia de la Fibra “La Forma y Structura De las fibras"
  10. 10. Latin American Operations
  11. 11. Latin American Operations 0.2 mm Vista ampliada de seccion transversal De la madera
  12. 12. Latin American Operations
  13. 13. Latin American Operations 0.1 mm Pulpa fibrosa de pino sureño
  14. 14. Latin American Operations SoftwoodHardwood Especies de hardwood y softwood 0.6mm
  15. 15. Latin American Operations
  16. 16. Latin American Operations
  17. 17. Latin American Operations 0.5 mm Fibras de pulpa de madera Softwood Hardwood
  18. 18. Latin American Operations Usos de la pulpa y fibra Fibras de pino del Norte Ejemplo: Abeto , Firs Fibras largas y delgadas usadas para tissue y grados de papel fino Fibras de pino del Sur Ejemplo: Pinos Loblolly, Longleaf, y Slash Fibras largas gruesas y rigidas usadas en cajas para carton y contenedores Usadas en cojines absorbentes
  19. 19. Latin American Operations Seccion transversal de tallo de pino
  20. 20. Latin American Operations Tipos de celdas Fibras de Pino Fibras de Latifoliadas Vasos de latifoliadas Tipos de celda de pino y latifoliadas se muestran con la misma ampliacion Southern Yellow Pine Ray Tracheid Parenchyma Cells Redgum Alder Birch Aspen Oak Latewood Eucalyptus Tracheid Oak Tracheid Aspen Redgum Western Hemlock Fiber Gmelina Softwood Hardwood Oak Earlywood 200m Se muestra su tamaño relativo real
  21. 21. Latin American Operations
  22. 22. Latin American Operations
  23. 23. Latin American Operations
  24. 24. Latin American Operations
  25. 25. Latin American Operations
  26. 26. Latin American Operations 0.05 mm Pino Eucalipto
  27. 27. Latin American Operations 1 2 3 4 5 6 7 Pinos y Abetos Latifoliadas Longitud promedio de fibrasFiberLength(mm) W.Hemlock W.Redcedar BlackSpruce JackPine ScotsPine Douglas-fir SouthernPines Redwood Eucalyptus Arce Alamo Abedul Roble AlamoAmarillo Gomaroja Gomanegra
  28. 28. Latin American Operations Pino Ponderosa Pino Jack Alamo
  29. 29. Latin American Operations Bagazo de Caña1.- Célula parenquimatosa 2.- Elemento vasal 3.- Célula parenquimatosa 4.- Elemento vasal 5.- Engrosamiento anular de un elemento vasal anular 6.- Varios engrosamientos anulares 7.- Dos células parenquimatosas en contacto a lo largo, como en el tejido 8.- Fibra de lumen ancho 9.- Fibra
  30. 30. Latin American Operations Fibras hechas por el hombre Rayón Nylon
  31. 31. Latin American Operations Celdas mayores de Softwoods & Hardwoods * Celulosa (Estructura) Lignina (Adhesivo ) * Hemicelulosa (Matris) Pared celular: Lumen Lamela media
  32. 32. Latin American Operations
  33. 33. Latin American Operations Lignina • Polimero tridimensional fenolico-propano
  34. 34. Latin American Operations OH OH Macrofibril Microfibril Cellulose Molecule Organizacion de la celulosa en las Fibras de la pared de madera
  35. 35. Latin American Operations Composicion de maderas tipicas Coniferas Abeto blanco 44 29 27 Pino Jack 41 30 29 promedio 43 28 29 Latifoliadas Alamo 53 31 16 Abedul 41 40 19 Arce Rojo 41 35 24 promedio 45 34 21 Pajas vegetales Tallo de maiz 43 43 14 Pitillos de trigo 42 36 22 Bagaso 45 35 20 Hemi- Celulosa Celulosa Lignina
  36. 36. Latin American Operations •Introduccion •Morfologia de Fibras •Efectos de las fibras en las Propiedades de la hoja. •Indice de grosor de pulpas. PCI •Pulpeo de maderas Fibras
  37. 37. Latin American Operations Propiedades de la hoja Pino/ Eucalipto Relacion de pulpas vs Propiedades de la hoja Relacion cantidad Pino/Eucalipto Formacion Lisura Imprimabilidad Opacidad Resistencia Porosidad Esponje Costo
  38. 38. Latin American Operations Softwood Hardwood Fiber Cross Sections Pulp Courseness Index = Pulp Courseness Index = Weight Length mg 100m Measurements are performed on a Kajaani FS-200 fiber analyzer. Fiber Cross Sections
  39. 39. Latin American Operations Fibras seccion transversal.Cross-Sections Alto PCI Bajo PCIFuente de fibra Latifoliada Pinos *PCI = Fibra peso/longitud Indicer de grosor de fibras(PCI)*
  40. 40. Latin American Operations Maderas Duras Eucalipto Kraft Phoenix 6.5 Jari 6.7 Scott Miranda 6.9 Aracruz 7.1 Cenibra 7.2 Bahia Sul 7.5 Mondi (Baycell) 7.5 Santa Fe (Chile) 8.1 Otras duras Kraft Indah Kiat 10.8 Riau Andalan 8.2 Latifoliada norteña Kraft Quinnesec HM 6.8 Quinnesec Reg. 9.3 Pontiac (Maple) 8.6 St.Croix 8.7 Thurso Aspen 8.6 LL 16(KC) 10.4 Alpac Aspen 10.1 Latifoliadas sureñas Kraft Bowater 9.3 GP Ashdown 11.2 Pensacola 11.5 CR-57 (KC) 11.5 Pt. Hudson 13.3 Madera Blandas Coniferas Norte Kraft Domtar 13.0 St. Felicien 13.1 Irving NB-50 13.1 Grand Praire 13.6 Newcastle NB-8813.6 LL-19 (KC) 14.5 Hinton 15.2 Northwood 15.8 Prince Albert 15.9 Munksjo 16.0 Radiata Kraft Arauco (Chile) 21.4 W. Softwood Kraft L-P Samoa 22.9 Coniferas sureñas Kraft GP Ashdown 26.5 CR-55 (KC) 26.6 Leaf River 30.1 Indice de grosor de Pulpas comerciales
  41. 41. Latin American Operations K-C Vendedores de pulpa Tissue 40o Hinton Coosa Terrace Bay Quinnesec Newcastle St. Croix Malette Jari Cenibra Aracruz Riocell 0o 10o 20o 30o Ence Ence Portucel Soporcel Miranda
  42. 42. Latin American Operations United States Southeastern United States Northeastern Eastern Canada United States Western Canada Western
  43. 43. Latin American Operations CHILE BRAZIL * Santa Fe * Riocell * Cenibra * Aracruz * Bahia Sul Jari *
  44. 44. Latin American Operations 0.3 mm Wood Cross-Sections Oak - High PCI Eucalyptus - Low PCI Aspen - Medium PCI
  45. 45. Latin American Operations Porque seleccionar pulpas? Suavidad Softness Grosor de pulpa (SW) Grosor de pulpa (HW) Pino de Sur Gmelina 1:1 SW:Euc. (Resistencia constante) 1:1 HW:Spruce (Resistencia constante) Alamo Eucalipto Abeto
  46. 46. Latin American Operations Abeto Pino sureño Eucalypto Alamo0.2 mm Efectos de PCI en la superficie de la hoja
  47. 47. Latin American Operations 0.1 mm KLEENEX Softique
  48. 48. Latin American Operations 0.1 mm Hi-Dri Toalla Cocina
  49. 49. Latin American Operations 0.5 mm KLEENEX Premium Higienico 30% LL-19 / 70% CR-57
  50. 50. Latin American Operations 0.5 mm KLEENEX Premium Higienico 30% LL-19 / 40% CR-57 / 30% Eucalyptus
  51. 51. Latin American Operations •Introduccion •Morfologia de fibras •Efectos de la fibra en las propiedades del tissue •Pulpeo •Pulpa mecanica •Pulpa quimica Fibras
  52. 52. Latin American Operations Pulpeo •Reduce la madera a una masa fibrosa •Separa y abre las fibras aparte Principales procesos de Pulpeo •Mecanico •Quimico •Semi-Quimico •Quimico - Mecanico •Termo - Mecanico •Quimico-Termo-Mecanico
  53. 53. Latin American Operations
  54. 54. Latin American Operations Pulpeo Mecanico – Triturador de Anillo
  55. 55. Latin American Operations Pulpeo Mecanico Molido o Refinacion de madera Groundwood de Piedra --> De troncos Groundwood de Refinado --> De trozos de madera Caracteristicas de la pulpa •Rendimiento ----------------> Alto •Costo -------------------------> Muy bajo •Brightness--------------------> Bajo •Brightness Estabilidad----> Baja •Resistencia--------------------> Baja •Esponje-------------------------> Alto •Lisura para Impresion ----> Excelente
  56. 56. Latin American Operations Semi-Quimico Quimico -Mecanico Termo - Mecanico Quimico – Termo - Mecanico Combinacion de : •Quimicos •Accion Mecanica •Calor Propiedades mejoradas vs. Pulpas Mecanicas •Longitud de fibra y resistencias •Blancura de la pulpa y color Ventajas en costo vs. Pulpas quimicas •Rendimiento •Costo
  57. 57. Latin American Operations Proceso de pulpeo Kraft (Molino Champion Quinnesec NHWK en 1986) Woodyard Cooking Cleaning Pulp Machine Bale Finishing Washing/Screening Bleaching Chip feeder Impregnation vessel Digester Blow- tank Knotters Washers Screens Cleaners Deckers Storage Logs Debarking drum Chipper Screens Chip pile Scalper Unbleached storage Chlorination stage with dioxide Extraction Chlorine dioxide Extraction Chorine dioxide Bleached Storage Cleaners Deckers Headbox Fourdrinier forming section Press Dryer Cutter Scale Wrapper Press Stack CD D1E1 D 2 E 2
  58. 58. Latin American Operations Pulpa quimica •Kraft (Sulphato)- Alcalino •Sulfito- Acido •Quimicos rompen y disuelven la lignina •Caracteristica de la pulpa Rendimiento ------------------>Muy bajo Costo -----------------------------> Muy Alto Brightness -------------> Alto Secuencias de Blanqueo-----> Multiple Requeridas Fibras ----------------------------->Largas, Fuertes
  59. 59. Latin American Operations Propiedades pulpas resumen Piedra Refinador Sulfito Kraft Semi-Quimico Rendimiento % Muy Muy Bajo Muy Intermedio Alto Alto Bajo Color Color Bronze Amarillo Cafe Ligero a oscuro Madera Ligero Oscuro Fibras Corta Largas Suaves, Largas , Intermedio Rotas Rigidas Largas Fuertes Resistencias Weak Stronger Moderate Strong Intermediate de pulpa Blanqueo Pobre Pobre Facil Duro Facil a dificil Costo Muy Bajo Alto Mas Alto Intermedio Bajo Groundwood Quimica
  60. 60. Latin American Operations Nuevos procesos Desprendimiento de Particulas de tinta toner Destintado Convensional Destintado Enzimatico
  61. 61. Latin American Operations Figura B. En esta seccion de madera coloreada con safranina, se puede ver el hongo Sapstain . La imagen de la izquierda menos ampliada muestra dos partes de parenquima en rayos atravesando el xylem. Al lado derecho se puede ver como sombras oscuras el hongo creciendo en la pared de los rayos.
  62. 62. Latin American Operations Uncreped LDC CTEC DRC UCTAD
  63. 63. Latin American Operations Cliente “deseos" & "necesidades” Desempeño de producto Balance en diseño de Producto

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