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AGENTES DE RETENCIÓN Y DRENAJE

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by

Daniel Prieto

on 24 March 2014

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Transcript of AGENTES DE RETENCIÓN Y DRENAJE

RETENCIÓN
ETAPAS DE FABRICACIÓN DE HOJAS DE FIBRA CELULÓSICAS
NECESIDAD DE AGENTES DE RETENCIÓN
MECANISMO DE RETENCIÓN
MECANISMOS DE RETENCIÓN
VENTAJAS
LA RETENCION ES ESENCIALMENTE UN PROCESO DE FILTRACION EN EL CUAL LOS SOLIDOS SON CAPTURADOS POR FILTRACION POR MEDIO DE LA MALLA FORMADORA Y EL MANTO DE FIBRA.

EN LAS MAQUINAS PAPELERAS SE USAN QUIMICOS RETENTIVOS PARA MEJORAR LA FIJACIÓN DE DIFERENTES ADITIVOS , FINOS (TROZOS DE FIBRA) Y CARGAS, EVITANDO QUE ESTOS SE VAYAN POR LAS AGUAS BLANCAS DE DESGOTE EN LA MESA DE FABRICACIÓN.
ADSORCION
Es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material

Se basa en la formacion de aglomerados (flocs) mediante los cuales se entrelazan las particulas con lo cual se logra incrementar su tamaño efectivo, logrando asi su retencion sobre la hoja en el proceso de adsorción.



Adición de productos químicos orgánicos e inorgánicos antes de la formación de la hoja para:
Hacer menos costosa y más rapida la fabricación de papel y cartón.

Conseguir propiedades específicas en el papel final.

ESTOS PRODUCTOS QUÍMICOS SE DENOMINAN ADYUVANTES DE RETENCIÓN Y/O DRENAJE.

FILTRACION
MECANISMO POR EL CUAL LOS SOLIDOS SON RETENIDOS SOBRE LA MALLA
Etapa limitante: drenaje o desgote de la suspensión de fibras en la malla o tela de fabricación. Limita la velocidad de máquina de papel.

Ventajas:
Mejorar el desgote puede originar una hoja mas seca en las secciones de prensado y secado, por ende menor consumo de energía.
Influye en las propiedades de la hoja final del papel.
Incrementa la retención de sólidos finos
Disminuye la formación de depositos o pitch.
Disminuye los costos de fabricación de papel debido a pérdidas de aditivos.

Realizado por: Ing. Daniel Prieto
Agenda:
ETAPAS DE FABRICACIÓN
TEORIA DE RETENCION
NECESIDAD DE RETENCIÒN
VENTAJAS.
MECANISMOS
FILTRACION
ABSORCION
COAGULACION & FLOCULACION
CALCULO DE RETENCION

TEORIA DE DRENAJE
MECANISMO
VARIABLES QUE AFECTAN EL DRENAJE
COSTO ASOCIADO AL DRENAJE
DRENAJE Vs VARIABLE

TEORÍA DE RETENCIÓN Y DRENAJE
FAMELER DE VENEZUELA, C.A.
REALIZADO POR EL ING. DANIEL PRIETO
Producir una solución acuosa de fibras celulósicas.
Depositar esta suspensión de fibras celulósicas sobre una malla o tela móvil de fabricación de papel o cartón.
Formar una hoja a partir de los componentes sólidos de la suspensión por drenaje del agua.
COAGULACIÓN
COAGULACION
ES EL PASO INICIAL EN EL PROCESO DE RETENCION. DURANTE LA COAGULACION, LAS ESFERAS DE CARGA ELECTRICA QUE RODEAN LAS PEQUEÑAS PARTICULAS, SON NEUTRALIZADAS MEDIANTE LA APLICACION DE UNA FUENTE CATIONICA (COAGULANTE), REDUCIENDO LAS DIMENSIONES DE LAS FUERZAS DE REPULSION, PERMITIENDO ASI, QUE LAS PARTICULAS SE ACERQUEN ENTRE SI.
Floculación
Despues de la coagulación, polimeros de alto peso molecular (floculantes) son adicionados para entrelazar las particulas neutralizadas y retenerlas en la hoja.

FLOCULACIÓN
EFECTO DEL TAMAÑO DE LA PARTICULA SOBRE EL MECANISMO DE RETENCION

La optima dosificación del agente de retención es aquella en la cual, se obtenga buena retención (no necesariamente alta retención), junto con optimas propiedades opticas y de formacion en el papel.

ÓPTIMA DOSIFICACIÓN DE AGENTE DE RETENCIÓN
LAS PROPIEDADES DE LA HOJA COMO: OPACIDAD, FORMACION, BRILLO, POROSIDAD, RESISTENCIA Y LISURA PUEDEN SER ADVERSAMENTE AFECTADAS SI EXISTE UNA SOBRE DOSIFICACION DE FLOCULANTE.

VARIABLES QUE AFECTAN EL PROCESO DE RETENCION
RETENCION DEL PRIMER PASO

FPR (FIRST PASS RETENTION) ES LA PORCION DE SOLIDOS PROVENIENTES DE LA CAJA CABECERA, LOS CUALES NO PASAN A TRAVES DE LA MALLA.

FPR (%) = (CONSIST. H.B)- (CONSIST. A.M.) x 100
CONSIST. H.B

CÁLCULO DE LA RETENCIÓN
RETENCION DE CARGA
FPAR (FIRST PASS ASH RETENTION)

ES LA PORCION DE CARGA PROVENIENTE DE LA CAJA CABECERA, LAS CUALES NO PASAN A TRAVES DE LA MALLA.

FPAR (%) = (CONS. H.B x CARGA H.B.)-(CONS. A.M. x CARGA A.M.) x 100 .
CONS. H.B x CARGA A.M
CÁLCULO DE LA RETENCIÓN
TEORÍA DE DRENAJE
El proceso de fabricacion de papel requiere de grandes volumenes de agua para un volumen relativo de fibra.

El mas importante efecto del proceso de drenaje es la remocion del agua de la suspencion fibrosa para formar la hoja
ETAPAS DE REMOCION DE AGUA

ZONA DE FORMACION (DRENA EL 83% DEL AGUA TOTAL)
DRENAJE POR GRAVEDAD EN LA MESA DE FORMACION.
ZONA DE VACIO (DRENA EL 13% DEL AGUA TOTAL)
DRENAJE MEDIANTE SUCCION EN LAS CAJA DE VACIO, SOBRE LA SUPERFICIE DE LA MALLA
ZONA DE PRENSA (DRENA EL 2% DEL AGUA)
REMOCION DE AGUA MEDIANTE PRENSADO MECANICO EN LAS PRENSAS.
ZONA DE SECADO (DRENA EL 1%)
EVAPORACION SOBRE LOS CILINDROS SECADORES.

MECANISMO DE DRENAJE
Cuando las fibras estan libres para moverse independientemente una de las otras, el drenaje ocurre mediante un mecanismo de filtracion y las fibra son depositadas en capas discretas, generando asi la formacion de la hoja.

Cuando las fibras en suspencion estan inmovilizadas, los flocs se entrelazan en una espesa red. El drenaje ocurre entonces por thickening (engrosamiento) resultando asi, la formacion de una hoja mas fuerte.

VARIABLES QUE AFECTAN AL DRENAJE
TIPO DE MALLAS.
EFECTIVA SUCCION.
PESO BASE.
CONSISTENCIA.
GRADO Y NATURALEZA DEL REFINADO.
RELLENO.
LONGITUD DE FIBRA.
TEMPERATURA.

ANCHO DE LA FIBRA.
FIBRILACION DE LA FIBRA.
DISTRIBUCION DE LOS FINOS Y RELLENOS.
COMPACTACION DE LA PULPA HUMEDAD.
HIDRATACION
ADITIVOS.

COSTO ASOCIADO AL DRENAJE
Un 1% de incremento en la sequedad de la hoja al dejar las prensas, puede traducirse en un incremento de 3 a 5 % en el nivel de produccion, o un ahorro comparable en consumo de energía en los secadores.

Así un programa que promueva un incremento en la remoción de agua en la zona humeda, puede representar un importante impacto económico en los costos de producción.

EFECTO DEL DRENAJE EN LAS VARIABLES OPERATIVAS
La humedad aumentó un 5%
La reducción neta de velocidad fue de 15 F.P.M
Se incrementó el vacío en un 27%
La presión de vapor se incrementó en un 118%
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