El género quercus como materia prima para pastas ... · 21 Encina. Pastas semiquimicas al sulfito neutro. Caracteristicas fisico-mecanicas y opticas .... 130 22 Alcornoque. Pastas

UNIVERSIDAD DE MADRIDFACULTAD DE CIENCIAS

TESIS DOCTORAL

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR

PRESENTADA POR

Pedro Barbadillo Gómez

Madrid, 2015

© Pedro Barbadillo Gómez, 1972

El género quercus como materia prima para pastas

semiquímicas y químicas

lûQ^.OBARUNIVERvSIDAD DE MADRID FACDDTAD DE CIENCIAS

EL GENERO QIIERCUS COMO MATERIA PRIMul PARA PASTAS 3EMIQUIMICAS

Y QUIMICAS

Meraoria que présenta

PEDRO BARBADILLO GOMEZ

para optar al grade de

DOCTOR EN" CIENCIAS QUIMICAS

fMOLniüEaamfomcisB I S L l O T e c A

Facultad de C iencias Qui'micas B I B L I O T E C A Registre ......

Madrid- 1 9 7 2

Norm a UNE 1011 A-4

INDICE

Pagina

DEDICATORIA

RECONOCIMIENTO

INDICE DE CUADROS

INDICE DE FIGURAS

RELACION DE ESPECIES F0R5STALES CITADAS

1 INTRODUCCION........................................ 1

2.- ESTUDIO BIBLIOGRAFICO . . . . . . . . . . . . . . . 132.1. Pastas seniiquimicas 132.11. Proceso sejiiqaimico al su lfito neutro (NSSC) . , 152.12. Procesos semiqulmicos al b isu lf i to . • • • • . . 2 62.2. Influencia de la corteza . . . . . • . • , . . • 282 . 3 . Resumcn 3^

3 .- PARTE EXPSRDvlENTAL................................... . . . o . . . . 423*1. Generalldades . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3 . 2 . - APLICACION DE LOS PROCESOS SEMIQUIMICOS AJ SUT FITO NEUTRO (NSSC) Y AL BISULFITO, AL ESTUDIO DEL QUER-eus RUBRA, L. ................................................... 45

3 . 2 1 . Introduccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 . 2 2 . Analisis de les resoltados obtenidos . . . . . . 513 . 2 2 1 . Caracte r i s t ic as quiraicas . . . . . . . . . . . . 513.222. Rendimientos y consume de productos quimicos. . . 533 . 2 2 3 . Compoitamiento durante el refine . » . . . . . . • 5 63 . 2 2 4 . Caracteristicas mecânicas . . . , . . . . . . . . 5 83 . 2 2 5 . Caracteristicas opticas . . . . . . . . . . . . . 643 . 2 2 6 . Coînparaci(5n entre las pastas semiquimicas al sul

f i t e neutro y al b isu lf i te . . . . . . . . . . . 6 53 . 2 3 . Resumen de les resultades obtenidos . . . . . . . 66

3 . 3 . - APLICACION DE LOS PROCESOS SEMIQUIMICOS AL SULFITO NEUTRO Y QUIMICO AL SULFATO, AL ESTUDIO DE LOS QUERCUS MACIONALES . . . . . . . . . . . . . . . 108

3 . 3 1 ' Introduccion . . . . . . . . . . . . 1083 . 3 2 . Caracterlsticas f is ic a s y biometricas . . . . . . IO93 .33» Caracterlsticas quiraicas . . . . . . . . . IO9

3 . 3 4 . - PASTAS SEMIQUIMICAS AI. SULFITO NEUTRO . . . . . . 1123 . 3 4 1 . Analisis de los resultades obtenidos . . . . . . I I 53 . 3 4 2 . Resumen de los resultades obtenidos . . . . . . . 124

3 . 3 5 .- PASTAS QUIMICAS AL SULFATO . . . . . . . . . . . I3 83 . 3 5 1 . Analisis de los resultades obtenidos . . . . . . 1423 . 3 5 2 . Resumen de los resultados obtenidos . . . . . . . 147

4.- CONCLUSIONES FINALES....................................................................................... l62

5 .- BIBLIOGRAFIA............................................................................................................. 168

N o rm o UNE ?011 A-4

DEDICATORIA

SOlo a una persona, Carmina, mi mujer, puede i r dedicado este trabajo. Ella, no sOlo me animO y estimulo incansablemente, sino que supo, cuando mi ausencia del hogar fue inevitable, llevar la responsabilidad de la vida familiar con entusia_s mo, dedicaciOn y , sobre todo, in teligencia.

N orm a UNE 1011 A-4

REC ONOCIMIENT 0

A la hora de presentar esta te s is , el autor se encuen-

tra , ineludiblemente, en la obligacion moral de expresar su agra

deciniiento a cuantas personas y Centros ban hecho posible, con -

su consejo y ayuda, la realizac.iOn de este trabajo. No constitu-

ye ello una tarea fa c i l , no porquo sea d i f i c i l agradecer, que es,

despues de dar, une de los actes que mas satisfacciOn producen -

en esta vida, sino por el temor a posibles olvidos, ya que son -

muclias las personas con las que el autor esta en deuda.

Siguiendo un orden cronolOgico quisiera, en primer lu-

gar, expresar mi agradecimiento a la ComisiOn Fullbright y a la

Empire State University Research Foundation de la Universidad de

Nueva York, Syracuse, por la concesiOn de las becas que me perini

tieron rea liza r parte del trabajo en los Estados Unidos.

A continuaciOn debo mencionar las facilidades de todo

tipo que obtuve por parte del In s titu te Forestal de Investigacijq

nés y Experiencias (boy In s titu te Nacional de Investigaciones '-

Agrarias), y de D. Luis Bustamante Ezpeleta, Jefe de la SecciOn

de Celulosas, para mi desplazamiento a les Estados Unidos y para

la realizaciOn de la segunda parte del trabajo. Con D, Luis Bus

tamante, muy especialmente, contraje una deuda de gratitud d i f i -

c i l de saldar.

Mi agradecimiento, también, a los Profesores Frederic

W. 0*Neil, Jefe del Pulp and Paper Department del State Universi

ty College of Forestry, Syracuse, New York y Frank W, Lorey, que

fue mi consejero y amigo durante la realizacidn del trabajo.

No puedo silenciar el apoyo y estimulo de mi companero

Julio Marcos de Lanuza, para llevar a buen termine la tarea em-

prendida.

Y, finalmente, no existen, realmente, palabras, para -

agradecer el interns y apoyo con que be contado, desde el primer

memento, por parte del Prof. Dr. D. José Luis Otero de la Ganda-

ra , por baber aceptado la direccién de la te s is y su revision.

A todos, mi agradecimiento.

N orm e UNE 1011 A-4

INDICE DE CUADROS

Numéro Pagina

1 Produccién (en miles de toneladas), de pastas decelulosa, papel y carton . . , • . • • • 12

2 Consumos "per capita" de productos papeleros (enkg) ............................ 12

3 Composicién quimica de las diferentes materias -primas fibrosas utilizadas • • « . . • • • • e . » 71

h Lejiado de madera de Quercus rubra (roble rojo -americano), por los procesos semiquimicos al sul f i to neutro (nSSC) y al b isu lf i to , Coiidiciones - operatorias y resultados o . . . . « • • 7 2

5 Composicién quimica de las diferentes pastas . • • 71

6 Blanqueo de las pastas al su lfito neutro y al bisu lf ito . o . . . . . 73

7 Caracteristicas de las pastas semiquimicas al -su lf ito neutro, crudas, sin depurar ...................................... 74

8 Caracteristicas de las pastas semiquimicas al -su lfito neutro, crudas, depuradas . . . . . . . . 75

9 Caracteristicas de las pastas semiquimicas al bi .su lf ito crudas (rendimiento 6 3 ^) . . . . . . . . . 7 6

10 Caracteristicas de las pastas de bajo rendimiento, blanqueadas . . . . . . . . . . . 77

11 Caracteristicas de las pastas semiquimicas al sulf i to neutro, crudas, de elevado rendimiento (obtenidas por interpolacién de las curvas de r e f i ne) ............................ 7 8

12 Caracteristicas de las pastas al su lf ito neutro, crudas y blanqueadas, de bajo rendimiento (obte-nidas por interpolacién de las curvas de refino) . 79

13 Caracteristicas de las pastas semiquimicas al bd.su lfito (obtenidas por interpolacién de las curvas de refino) . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

14 Especies del gêner o Quercus. Caracteristicas f i sicas y biométricas . . . . . . . . . . . . . . . 110

15 Especies del género Quercus. lAnalisis quimico dela madera . . . . . ............................. . . . . . . . . . 111

16 Especies del género Quercus. Pastas semiquimicasal su lfito neutro, Condiciones operatorias y re sultados . . . . . . . . . . . . ................................. 1 2 5

17 Especies del género Quercus, Pastas semiquimicas

N orm a UNE ION A-4

al sulfito neutro. Condiciones operatorias y re sultados . . 0 0 . . . 1 2 6

18 Toza. Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Carac te r is ticas fisico-mecanicas y opticas . . . . . 127

19 Quejigo. Pastas semiquimicas al su lfito neutro -Caracteristicas fisico-mecânicas y opticas . . . . . 128

20 Encina. Pastas semiquimicas al su lfito neutro. -Caracteristicas fisico-mecanicas y épticas . . . . 129

21 Encina. Pastas semiquimicas al su lfito neutro.Caracteristicas fisico-mecanicas y opticas . . . . 13 0

22 Alcornoque. Pastas semiquimicas al su lfito neutro . Caracteristicas fisico-mecanicas y opticas . 1 3 I

2 3 Blanqueo de pastas semiquimicas de encina y toza . 132

24 Pastas semiquimicas, blanqueadas, de encina y tp_za. Caracteristicas fisico-rnecanicas y épticas . . 133

2 5 Pastas al sulfate , de Quercus. Cocciones efectuadas con sulfidez 25 y 20^, Condiciones operator ias y resultados ..................................................................................... 149

2 6 Pastas al sulfate , de Quercus. Coccinnes efectuadas con sulfidez 15 Y 10^. Condiciones operator ia s y resultados . . . . . . . . ........................ . . 1 5 O

27 Pastas al su lfate , de Quercus. Variacién del ren dimiento con el d lcali active, para sulfddez con^t a n t e ........................................................................................................... 151

28 Pastas al su lfate , de Quercus. Variacién del ren dimiento con la sulfidez, para a lca li active coiist a n t e ......................................................................................................................... 152

2 9 Pastas al su lfate , de toza y quejigo. Caracteristicas f isico-mecanicas y opticas ........................................ 153

3 0 Pastas al su lfate , de encina y alcornoque, CaraRte r is t ic a s fisico-mecanicas y épticas ................................. 154

31 Blanqueo de pastas quimicas al sulfate, de enci-nas y t o z a . ............................. 155

3 2 Pastas al su lfate , de encina y toza. Coraparaciénentre las carac teris ticas de pastas crudas y - blanqueadas, a 45 - SR ......................................... 1 5 6


INDICE DE FIGTJRAS

Ndniero • ' Pagina

1 Estructuras reactivas de la lignina . . . . . . 40

2 Coraposicién de una l e j i a de coccién a l b isu lf i toa diferentes pH .............................................. 4l

3 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Rendimiento en funcién del consume de reactivo. Muestrasdel tronco y de ramas, con y sin corteza . . . . . 8 l

4 Pastas semiquimicas al su lfito neutro (rendimiento 75^). Curvas de refino ............................................... 82

5 Pastas semiquimicas al su lfito neutro (rendimien to 6 5^), a p a r t i r de madera del tronco. Curvas -de refino . . . . . . . . . . . . . 8 3

6 Pastas semiquimicas al su lfito neutro y al bisul f i to , a p a r t ir de madera de ramas (rendimiento -

6 5 ^). Curvas de refino . . . . . . . . . . . . . . . 84

7 Comparacién entre las pastas semiquimicas al su l—I f i to neutro y al b isu lf i to , a 3^5 SR . . . . . . . 8 5

8 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Volumen e_specifico . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

9 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Resistenciaal estallido .................................. 88

10 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Resistenciaa la traccién . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 9

II Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Resistenciaal deqgarro .............................................. 9 0

12 Pastas eemiquimicas al su lf ito neutro. Resistenciaal plegado. Pastas de bajo rendimiento (6 5 ^) . . . 91

1 3 Pastas semiquimicas al b isu lf i to . Resistencia alesta llido y al desgarro. Pastas de ramas de bajo - rendimiento (6 5 ^) . . . . . . . . . . . .............................. 9 2

14 Pastas semiquimicas al b isu lf i to . Resistencia ala traccién y al plegado. Pastas de ramas de bajo rendimiento (6 5 ^) ............................ 93

15 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Comparacién entre pastas del tronco y de ramas, obtenidas a - p a r tir de madera sin corteza, sin depurar. Volumen especifico y resisÿencias al es ta llido y a la traç_

céiên . . . . . . . 9 4

1 6 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-cién entre pastasdal tronco y de rainas, obtenidas a p a r t i r de madera sin corteza, sin depurar. Resistencia s al desgarro y al p legado .................................. , 95

. . . / . . .N orm a UNE 1011 A-4

17 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara- ci6n entre pastas del tronco y de ramas, bbteni das a p a r tir de madera sin corteza, depuradas.Volumen especifico y resistencias al estallidoy a la t r a c c id n ....................................... 9^

18 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara- cién entre pastas del tronco y de ramas, obtend. das a pa rtir de madera sin corteza, depuradas.Resistencias al desgarro y al plegado . . . . . . 97

19 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara- cion entre pastasdal tronco y de ramas, obtenidas a p a rtir de madera sin corteza, blanqueadas.Volumen especifico y resistencias al estallidoy a la traceién .............................................. . . . . . . . . 9 8

20 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-cién entre pastas düL tronco y de ramas, obtenidas a p a r t ir de madera sin corteza, blanqueadas,Resistencias al desgarro y al plegado . . . . . . 99

21 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-cién entre pastas del tronco y de ramas, obtenir das a p a rtir de madera con corteza, sin depurar.Volumen especifico y resistencias al estallidoy a la traccién ................................................................................. 100

22 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-cién entre pastas del tronco y de ramas, obten^

- das a p a r t ir de madera con corteza, sin depurar.Resistencias al desgarro y al plegado ........................ 101

2 3 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara- cién entre pastas del tronco y de ramas, obtend. das a p a r t ir de madera con corteza, depuradas.Volumen especifico y resistencias al estallidoy a la t r a c c i é n .............................................................. 102

24 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-cién entre pastas del tronco y de ramas, obtenir das a p a r tir de madera con corteza, depuradas. Resistencias al desgarro y al plegado . . . . . . IO3

2 5 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara- cién entre pastas del tronco y de ramas, obtend das a p a r tir de madera con corteza, blanqueadas.Volumen especifico y resistencias al estallido ya la traccién ; . . . . ; ^ . . . ; ^ . ; ; . 4 . 104

2 6 Pastas semiquimicas al su lfito neutro. Compara-ci<5n entre pastas del tronco y de ramas, obtenu das a p a r t i r de madera con corteza, blanqueadas. Resistencias al desgeirro y al plegado . . . . . . IO5

2 7 Coraparacién entre pastas semiquimicas al s u l f i to neutro y ad b isu lf ito , de 659 de rendimiento. obtenidas a p a r t i r de ramas. Caracteristicas delas pastas exentas de corteza ................................... IO6

28 Comparacién entre pastas semiquimicas al s u l f i to neutro y al b isu lfito , de 659 de rendimiento, obtenidas a p a r t i r de rainas. Caracterlsticas delas pastas con corteza ............................ IO7


29 Pastas semiquimicas de Quercus. Variacion delrendimiento en funci6n del consumo de Na„SO . , . 1 3 4

3 0 Pastas semiquimicas de Quercus. Comparacién -entre pastas obtenidas en identicas condiciones operatorias ......................... 133

31 Pastas semiquimicas de Quercus. Comparacidn -entre pastas del mismo rendimiento . . . . . . . 1 3 6

3 2 Comparacidn entre pastas crudas y blanqueadasde encina y t o z a .............................................................. 137

33 Pastas al sulfato, de Quercus. Rendimientos - en funcién del consumo de a lca li durante la -coccién ........................ . . . . . . . . . . . . . . . 137

3 4 Pastas al sulfate , de Quercus. Rendimientos -en funcidn del a lca li activo, para sulfidez - co n s tan te ................................................... I3 8

33 Pastas al sulfato, de Quercus. C aracterls ticas de las pastas obtenidas con sulfidez 139^y alcali activo 2 0 ^ .................................................................... .1 5 9

3 6 Pastas al sulfato, de Quercus. C aracterls ticas de las pastas obtenidas con sulfidez 2 3 ^y é lcali activo 1 3^ . 1 6 0

37 Pastas al su lfato , de Quercus. C aracterls ticas de las pastas obtenidas con sulfidez 2 0 ^y alcali activo 10^ . 1 6 I


RELACION DE ESPECIES FORESTALLS CITADAS

Nombre cientifico

1. Abies concolor EngeIm

2. Abies grandis Lindl.(Abies pinsapo Boiss)

3 . Abies hispanica De Chambr. (Abies pinsapo Boiss.)

4. Alisus glutinosa Vill.

5 . Betula papyrifera Marsh.

6. Broussonetia papyrifera Vent.

7 . Carya glabra Sweet

8. Cedrus libani Laws.

9 . Eucalyptus camaldulensis Dehn. (Eucalyptus ro s tra ta Schlecht)

10. Eucalyptus gigantea Hoock.f.

11. Eucalyptus globulus Labill.

12. Eucalyptus regnans F.v.M.

13' Fagus s ilva tica L,

14. H ëritiera fomes Buch.

15* Nyssa sylvatica Marsh.

1 6 . Pinus banksiana Lamb.

17» Pinus caribaea Morelet

1 8 . Pinus contorta Dougl.

19» Pinus echinâta ^ i l l .

20. Pinus e l l i o t t i i Engelm.

21. Pinus insignis Dougl.(Pinus radiata D. Don.)

22. Pinus palustris Mill.

2 3 . Pinus pinaster Sol.

24. Pinus ponderosa Dougl.

2 3 . Pinus strobus L.

Nombre vulgar

Abeto del Colorado

Abeto blanco americano

Abeto

Aliso

Abedul

Morera (de Japon)

Hickory genuino

Cedro (del Lxbano)

Eucalipto ro s tra ta o rojo

Eucalipto gigante

Eucalipto globulus

Eucalipto regnans

Haya

Sundri

Tupelo negro

Pino banksiano

Pinavete

Pino contorcido

Pinotea americano

Pinotea

Pino insigne o radia ta

Pino palustre

Pino pinaster, negral o rodeno

Pino ponderosa

Pino canadiense


- 2 -

26. Pinus taeda L.

2 7 . Populus nigra L.

28. Quercus alba L.

2 9 . Quercus coccinea Muenchh.

3 0 . Quercus fa lca ta Michx.

3 1 . Quercus ilex L.

3 2 . Quercus lusitan ia Webb

33» Quercus Marilandica Muenchh,

3 4 . Quercus Pedunculata Ehrh. (Quercus robur L .)

35. Quercus pyrenaica Villd. (Quercus toza Bosc.)

3 6 . Quercus rubra L.

37» Quercus se s s i l if lo ra Salish (Quercus petrea Lieb.)

3 8 . Quercus suber L.

3 9 . Quercus Velutina Lam.

40. Tsuga heterophylla Sarg.

Pino de incienso o taeda

Alamo negro

Roble blanco americano

Roble escarlata

Roble rojo americano

Encina, carrasca, chàparro

QuejigoRoble negro americano

Carvallo, robre

Toza, roble, rebollo

Roble rojo del Norte (USA)

Roble, roure

Alcornoque, sobreiro

Roble rojo del Sur (USA)

Tsuga del Pacifico

Norma UNE 1011 A-4

1. INTRODUCCION

En todo el mundo se viene registrando, ano tras aho, -

un considerable aumento de la produccién de pastas de celulosa -

con destino a la industria papelera. Las cifras mundiales corre^

poiidientes al aho 1969 fue r on de 1 0 3 » 9 mi 11 one s de toneladas de

pastas producidas, de los que 98,0 millones de toneladas lo fue-

ron a partir de madera y 5,9 millones de toneladas, se obtuvieron

a p a r tir de otras fib ras no raadereras (35). Si se tiene en cuen-

ta que la produccion mundial en 1 9 6 O fue de 58,8 millones de to

neladas (3 4 ), se deduce que se produjo un incremento del 76,7^ -

en e l période 1 9 6 O-I9 6 9 . La produccion mundial de papel, en 1969,

fue de 1 9 9 , 4 millones de toneladas. El to ta l de madera con destn.

no a la industria de fabricacion de pastas fue, el mismo aho, de

2 7 6 , 9 millones de toneladas, lo que supone solo un 22,7^ del to

ta l de madera sacada, ya que el reste se empleo en aserrio, apeos

para minas, industria de tableros, etc. (35)• Este, sin tener en

cuenta casi un millon de toneladas de madera de ramas, empleadas

principalmente como combustible.

Las c ifras anteriores dan una idea, breve pero clara,

no solo del considerable incremento de este sector industria l, -

sino también de la ingente cantidad de materia prima celulosica

précisa para su normal funcionamiento, un 9 6 ^ de lo cual lo con^

tituye la madera.

Espaha no ha sido ajena a este crecimiento de la indu^

t r i a papelera, sino todo lo contrario, como se verâ en las c ifras

que se dan mas abajo, Puede decirse que este sector de nuestra -

industria ha realizado un esfuerzo meritorio en la liltima década,

alcanzando incrementos de produccion que, en el case del papel y

cartén no son superados ni siquiera por el Japon.

Las c ifras del Cuadro n5 1 muestran con claridad el d^

sarrollo de nuestra industria papelera en los ultimos ahos, que

supera, en cuanto a Indice de produccion de papel y carton, como

antes se ha indicado, al Japon. Y hay que tener en cuenta que e^

N orm a UNE 1011 A-4 . . . / . . .


te ultimo pals, ha superado en c ifras to ta les de produccion de -

papel y cartén al Canada, en tan sélo nueve ahos, ya que en i 9 6 0 ,

la produccién del Japon era algo mas de la mitad de la de Canada.

Otro Indice del desarrollo .de este sector industria l -

nacional, lo constituye el consumo "per capita" de productos pa

peleros. A este efecto, el Cuadro n? 2, en e l que se incluyen -

los datos correspondientes a los principales palses, es también

ilu s tra tivo al respecte.

Es évidente, a la v is ta de las c ifras anteriores, el -

enorme incremento producido en nuestro pals en el consumo de prq

ductos papeleros, Sin embargo, nuestras c ifras absolutas son aun

modestas, comparadas con las de otros palses europeos, Ello sugiq

r e ; no obstante, que en los ahos venideros, el consumo ha de se-

guir aumentando en Egpaha a un ritmo muy elevado, para t ra ta r de

ponerse a un nivel cercano al de los palses desarrollados, la d^

ferencia con los cuales es, de momento, muy notable. Las plantas

industriales actualmente en construccion, los planes -ya conoci-

dos- para los préximos ahos, asi como el indudable apoyo que ha

de prestar al desarrollo el nuevo Plan de Accién Concertada para

la industria papelera, hacen pensar con fundamento en que el in

cremento prévisible habra de ser una realidad.

Antes se ha indicado que un 9^^ de la materia prima cq

lu lésica con destino a la fabricacién de pastas lo constituye la

madera. Hasta la década de 19^0-1950, la mayor parte de la made

ra u tilizada lo e r a (b coniferas, ya que estas especies, entre -

las que destacan los abetos y los pinos, producen pastas con ex-

celent es carac terls ticas mecanic as y, ademas, abundan en los pal

ses productores de pastas. Sin embargo, la demanda siempre cre

d e n t e de papel y carton, obligé a considerar la conveniencia de

u t i l iz a r también madera de frondesas, considerada hasta entonces

de in fe rio r calidad que la de coniferas.

La invest igacién, el esfuerzo coinbinado de fabric ante s

y, sobre todo, la necesidad, condujeron al desarrollo y puesta a

punto de procedimientos de fabricacién adecuados para la madera

de frondosas, entre los que destacan los procesos semiqulmicos.

Esto ha hecho que ta ies procedimientos hayan sufrido un crecimien

- J ~

to realmente aspectacular, sélo comparable al proceso al sulfato

para la obtencién de pastas quimicas.

Hoy, un 35^ de la cantidad to ta l de madera empleada en

la fabricacion de pastas, esta constituida por madera de frondo

sas, cantidad muy importante si se tiene en cuenta la gran pro-

porcion de madera de coniferas que se destina a la fabricacién -

de pasta mecanica.

Espaha es un pals d e f ic i tario en madera, especialmente

de coniferas. Las importaciones anuales ascendieron en 19^9 a -

1 0 7 . 8 5 5 toneladas (3 O)* Esta madera esta constituida, principal-

mente, por abeto y pino y, en mucha mener proporcién y no de for

ma continuada, sino periodica, por madera de frondosas (eucalip

to y haya, principalmente).

A esta c i f ra habrla que sumar la correspondiente a la

equiValencia en madera de las pastas de celulosa importadas, pa-

ra tener una idea mas exacta del d é fic it de madera. Esta c ifra ,

que fue de 287.287 toneladas de pasta, équivale a 1.378.978 tonq

ladas de madera que, sumadas a la c if ra correspondiente al tone-

la je de madera importado, arrojan una c ifra to ta l de 1.486.833 -

toneladas para el citado aho 1969»

Se dispone en nuestro pals -refiriéndonos, por supues-

to, al campo de la fabricacion de pastas- de excelente madera de

P. insigne, que no cubre, desgraciadamente, la demanda y de P. -

pinaster, entre las coniferas. Otras especies abundan en peque-

has extensiones y no cuentan, practicamente, en este somero re-

cuento que de nuestras disponibilidades estâmes haciendo.

Dentro de las frondosas hay que re fe r irse , en primer -

lugar, a los eucaliptos que, como dijo una persona tan autoriza-

da como el Prof. Rydholra (97)» constituyen la madera del fu tu re ,

En nuestro pals abunda el E. Globulus, de excelente calidad, en

el norte de la peninsula V en el sur, aunque la calidad de esta

ultima no iguala a la del norte. Son muy importantes las planta-

ciones de E. camaldulensis o ro s tra ta , que se extienden por el -

sur y por Extremadura. Su calidad, sin embargo, coraparada con la

. . . / . . .N orm a UNE 1011 A-4

— 4 —

del E. Globulus, es notablemente in fe rio r . No obstante, se esta

utilizando en la fabricacion de pastas, aunque mezclado con el -

globulus en una proporcién no superior al 3 0 ,.

Otras frondosas, que solo se u ti lizan en pequeha esca-

la, dada su escasez, son el haya y el chopo, Puede decirse al -

respecte, que los eucaliptos constituyen la materia prima de fron

dosas que se emplea, de forma general y continuada, en la s fabr_i

cas nacionales. Y es de esperar que sus disponibilidades aumen-

ten, habida cuenta de las extensas zonas que estan siendo repo-

bladas con estas especies.

Sin embargo, existen énormes disponibilidades en Egpaha

de madera de Quercus, entre las que cabe c i ta r , por ser las mas

abundantes, la encina (Q. ilex ) , el alcornoque (q. suber), el tjo

za (q. toza) y el quejigo (Q. lus itan ica). Estas especies, con -

la excepcién quiza del alcornoque, son practicamente improducti-

vas hoy en dia, al desaparecer su principal aprovechamiento para

la preparation de carbon vegetal y como combustible. Se extienden

por toda la peninsula y, aunque es d i f i c i l dar c ifras reales so

bre su distribucién, dado que se encuentran mezcladas entre si y

con otras especies, no es exagerado afirmar que cubren una exten

sién superior a los 3 millones de Has.

Parece légico, dado que Espaha no dispone de la canti

dad de madera que necesita para abastecer su industria papelera,

analizar y estudiar las posibilidades de aprovechamiento que pre

senta una réserva fo res ta l como lo es la constituida por los mon

tes de quercus. Con este fin se ha realizado el présenté trabajo.

La madera constituye la materia prima por excelencia pa

ra la fabricacién de pastas de celulosa* Anteriormente se ha he

cho re fe re n d a a las razones que h an potenciado el en ieo de madje

ra de frondosas que, aunque inicialmente se debié a la escasez -

de madera de coniferas, hoy se ve favorecido por el desarrollo -

de técnicas de fabricacién especificas de pastas a p a r t i r de ma

dera de frondosas. No hay que olvidar tampoco que un 6^, aproxi-

madamente, de la pasta producida en e l mundo, lo es a p a r t i r de

. . . / . . .Normo UNE 1011 Â-4

- 3 “

plantas anuales. Algunas de estas se aprovechan directamente para

su utilizacion como materia prima celulésica, como son el espar

to, el bambd y la caha, mientras que otras son residuos agrlco-

la s , ta ies como el bagazo de la caha de azdcar y la paja de ce

re aie s.

La madera es un producto natural con una composlcién -

quimica extremadamente d i f i c i l de défin ir, debido a la heteroge-

neidad de sus componentes, en gran parte de elevado peso molecu

la r . Sus componentes principales son la celulosa (45“50^), la

lignina (l3-35^)> las hemicelulosas (20-33^) y las substancias -

solubles en disolventes organicos o inorganicos (3-10^).

No puede efectuarse una separacién cuantita tiva de es

tes componentes quimicos sin a lte ra r su estructura debido, prin

cipalmente, a su peso molecular, la similitud existente entre al

gunos de e lles , al tipo de enlaces que mantienen unidos estes -

componentes y el elevado grade de crista lin idad del sistema (8 7 ).

Los diverses procesos de obtencion de pastas de celulq

sa se agrupan en très categorlas:

a) Procesos mecaniêos. En elles se logra el desfibrado de

la madera por procedimientos puramente mecanicos.

b) Procesos quimicos. La separacién de las fibras se efeq

tila mediante procedimientos quimicos.

c) Procesos semiqulmicos. Son intermedios entre los prone

S O S mecanicos y los quimicos. En elles existe un primer tra ta -

miento quimico de la madera, efectuado en condiciones més suaves

que en los procesos quimicos, seguido de un tratamiento mecanico

que tiene por objeto lograr la separacién de las fibras de la ma

dera parcialmente tratada.

Para la fabricacién de pasta mecénica, las mejores es

pecies son las pertenecientes a los générés Picea y Abies, que -

son las que se emplean en el Noroeste de los Estados Unidos, en

Canada y en los palses del Norte de Europa. La u tilizac ién de -

. . . / . . .


- 6 -

los pinos en la fabricacion de pasta mecanica viene condicionada

a que su contenido de résina no sea elevado. En Canada y EE.UU,

se u tilizan , en c ie r ta escala, los pinos strobus, banksiana, ca

ribaea, taeda, echinata y palustris , «as! como el ponderosa y el

contorta, estos ultimes en las zonas montahosas del pals. En E_s

PEiha solo e l P. insigne es apropiado para este f in y , dentro de

las limitaciones que impone su disponibilidad, se emplea con

exito para fabricar pasta mecanica.

Las frondosas no son, en general, apropiadas para fa

bricar pasta mecanica, debido a que el tratamiento mecanico que

sufren los ro llizos de madera, produce una excesiva rotura de -

las fib ras , ya de por si mas cortas que las de las coniferas, -

con lo que se obtiene una gran proporcion de f inos en la pasta

résultante. Ademas, la gran proporcion de vasos existente en e^

te tipo de madera, que se rompen con suma facilidad en el t r a ta

miento mecanico, aumenta aun mas el percentaje de fines en la -

pasta. No obstante, tras un ligero tratamiento quimico que t i e

ne por objeto disolver una pequeha parte de la lignina de la ma

dera, se ban empleado algunas frondosas para la obtencion de -

. pasta mecanica, en refino de discos y no en desfibradora de mun

las. Este es el caso del empleo del Eucaliptus regnans en Aus

tra l ia . Sin tratamiento quimico previo y en de sfibradora de muq

las, la madera de chopo ha sido utilizada con éxito en I t a l i a y

en EE.UU.

Los procesos quimicos admiten, tan to madera de conifq

ras como de frondosas, Existen, naturalmente, c iertas limitacio

nes que aconsejan el uso de determinadas especies, segun el prq

ceso de que se tra te . Asi, el proceso acido al b isu lf i to , es -

apropiado para maderas con poco contenido en résina, ta les como

abetos y frondosas en general. El proceso alcalino al sulfato -

admite cualquier especie, por lo que es el de uso mas general.

Los procesos semiqulmicos, en especial el proceso al

su lfito neutro, admiten también, en principio, cualquier espe-

cie . Tienen la ventaja sobre los quimicos de que los rendimien-

lo s en pasta que se obtienen son sup^riores. Su blanqueo, sin -

Norm a UNE 1011 A-4

- 7 -

embargo, ofrece mayor dificultad, dado que existe un. mayor por-

centaje de lignina residual en la pasta y , en el caso de las co

niferas, las carac terls ticas mecanicas son inferiores a las de -

las pastas quimicas. Por ello , su empleo con madera de conife

ras es mas bien limitado.

Los procesos semiqulmicos, por el contrario, son idéa

les pcira las frondosas, por diverses razones, entre las que des

tacan las siguientes;

a) Se obtienen rendimientos superiores a los de las pas

tas quimicas obtenidas a p a r tir de las mismas especies.

b) Sus carac terls ticas mecanicas son superiores a las de

las pastas quimicas de las mismas especies.

c) Permiten aprovechar especies de escasa o nula u t i l iz a

cién por otros procesos.

d) Pueden obtenerse, modificando convenientemente las con

diciones operatorias, pastas para blanquear y pastas para su ut^

lizacién en crudo (sin blanquear).

e) Las pastas crudas de frondosas son inmejorables para -

su empleo en la f abricacién de papel para ondular con destino a

la f abricacién de cartén ondulado,

f) De una forma general, aunque no siempre se cumple, so

bre todo en palses d e f ic i tarios de madera, la madera de frondo

sas tiene un coste mener que la de coniferas lo que, unido al ma

yor rendimiento en pasta obtenido en los procesos semiqulmicos,

bac en estes sumamente interesantes para la u tilizac ién de estas

especies en la industria papelera.

Estas son, expuestas a grandes rasgos, las a l te rn a ti-

vas que se presentan a los fabric antes de pastas, a la hora de -

decidir las peculiaridades de su instalacién, Generalizando, ré

su lta mas practice, desde un punto de vista de in terés nacional,

analizar las posibilidades del pals, con objeto de disponer de -


- 8 -

una industria racionalmente concebida.

Con esta idea presente, se va a estudiar las disponibi

lidades de madera de nuestro pals, con objeto de cnntrar las di

rectrices que ban guiado al trabajo que ahora se présenta.

Los procesos de fab ricacién que se siguen en nuestro -

pals, y las especies que se consumen, son las siguientes:

a) Proceso mecanico.- U tiliza P. insigne, de procedencia

nacional y abeto y pino de importacion.

b) Procesos quimicos .- U tiliza P. insigne y E. globulus -

en el proceso al b isu lf ito . Para pastas al sulfato se emplean -

los pinos insigne y pinaster y, esporadicamente, otras especies

de pinos nacionales y de importacién. Se emplean también, dentro

de las frondosas, el E. globulus, el E. ro s tra ta (este en mucha

mener proporciôn, dada su peor calidad) y ya, en un piano infe

rio r , cantidades menores de chopo, haya, etc.

c) Procesos semiqulmicos.- Hasta el présente no se fab ri-

can, mas que a escala reducida, pastas semiquimicas en nuestro -

pals. A p a r t i r de haya se fab rican pastas mecano-qulmicas (que -

es una variante del proceso semiqulmico). Esta prevista, sin em

bargo, la instalacién, en un future préxirao, de una fabrica ca-

paz para 80.000 ton/ano de pasta semiqulmica al su lfito neutro,

obtenida a p a r t i r de E. ro s tra ta que, como antes se ha indicado,

es poco apropiado para la fabricacién de pasta quimica.

Salta facilmente a la v ista , una vez hechas las consi

der aci one s anteriores, el interés que présenta en nuestro pals,

el empleo de las extensas disponibilidades de madera de quercus

existentes (encina, alcornoque, toza, roble, e tc .) , de escaso o

nulo aprovechamiento hoy en dla, para la fabricacién de pastas -

semiquimicas, sin olvidar, dada la actual estructuracién cë nues

tra industria de pastas, su aprovechamiento para fabricar pastas

quimicas.

El présenté trabajo se ha dirigido a ta l fin , y ha te-

nido como objetivo principal, estudiar las posibilidades de em-

Normo UNE ÎÛ1Î A-4

- 9 -

pleo de esta materia prima.

El trabajo, por razones técnicas, esta dividido en dos

partes.

La primera de e l la s se efectuo en los Estados Unidos -

(state University College of Forestry, Syracuse, New York), ya -

que no disponiamos aqui de los conocimientos y equipo necesario

para llevarla a cabo. En e lla , el trabajo se limité a la élabora

cién de pastas semiquimicas por los procesos al b isu lf i to y al -

sulfito neutro, de madera del tronco y de ramas, con y sin corte

za, de Quercus rubra. El pi ante ami ent o del plan de trabajo de e_s

ta primera parte del programa, requiere una explicacién.

El separar el estudio de la madera del tronco del de -

las ramas se basa en que la explotacién de estas especies podria

hacerse, bien de una forma to ta l -es decir, procediendo a la cor

ta de arboles y subsiguiente repoblacién del terrene con la mis-

ma o d istin tas especies- o bien aprovechando la gran produccién

de ramas de las especies consideradas.

Ademas, el descortezado de estas especies ofrece gran

des d ificu ltades , por lo que se considéré conveniente preparar -

pastas, tanto de madera con corteza como sin e lla , con objeto, -

en primer lugar, de conocer las diferencias entre ambos tipos de

pastas. Posteriormente se procedié, en el transcurso del trabajo,

a eliminar, por depuracién centrifuga, la parte externa de la cor

teza que, indudablemente, confiere carac terls ticas perjudiciales

a la pasta résultante. Los resultados obtenidos fueron altamente

esperanzadores y aparecen convenientemente resehados en la parte

experimental (capitule 3 . 2 ) ,

La segunda parte del trabajo, a la v is ta de los resu l

tados antes obtenidos, se efectué en Espaha, en los laboratories

de la Seccién de Celulosas del In s ti tu te Forestal de Investiga

ciones y Experiencias (hoy In s ti tu te Nacional de Investigaciones

Agrarias). En ésta, el trabajo se ha centrado en la obtencién de

pastas, tanto semiquimicas como quimicas al sulfato, a p a r t i r de


— 1 0 —

las principales especies de Quercus nacionales (capltulo 3*3)»

Antes de terminar esta Introduccion al trabajo efectua

do, se qui ere recalcar, una vez mas, la importancia que puede tq

ner para la industria papelera nacional el abordar, de una forma

racional, el aprovechamiento de las disponibilidades de madera -

de quercus que existen en nuestro pais. Extensiones, hoy p rac ti

camente improductivas, pueden revalorizarse de una forma especta

cular mediante su repoblacion con otras especies, también de fron

dosas, que no requeririan transformacion u lte r io r alguna de las

instalaciones que se montaran con este fin . Es decir, se tra ta -

de abordar, de forma programada y estudiada, un auténtico plan -

celulésico, ya solicitado anteriormente (3 ), que permitiera d is

poner de una mayor cantidad de materia prima evitando, o al mè

nes disminuyendo, las costosas importaciones que hoy se efectuan.

Hay dos campos en los que in c id ir ia de una forma terminante el -

disponer de mayor cantidad de madera de frondosas ; uno lo consti

tuye el de los papeles de impresion y el otro el de los papeles

para ondular. En estos ultimos, la demanda de una mejor calidad

-motivada fundamentalmente por el aumento de las exportaciones -

en embalajes de cajas de cartén ondulado- es, por decirlo asi, -

agobiante y es légico suponer que los papeles semiquimicos (es -

decir, los papeles para ondular fabricados a p a r t i r de pastas sq

miquimicas) ayudarian a resolver en gran escala este problema, -

que se esta planteando con caractères de urgencia. Los papeles -

para ondular, fabricados a p a r tir de pasta de paja, no bastan, -

en muchos cases, a satisfacer esa creciente demanda de una mejor

calidad del producto terminado.

Otras muchas razones podrian aducirse para ju s t i f ic a r

la necesidad de abordar y rea lizar el Plan Celulésico Nacional -

a que antes se ha aludido. De entre los d is tin tos argumentos que

podrian present arse, se sehala sélo la agudizacién del problema

que la fa l ta de madera con destino a la industria de fabricacién

de pastas plantea en la mayoria de los paisas. Se prevé, segun -

la PAO, un d efic it considerable de madera, que se hara patente -

en e l quinquenio 1975-1980. Quiere ésto decir que las importaciq


— 1 1 —

nes van a verse considerablemente afectadas por la d ificu ltad de

efectuar compras en el exterior, Ademas, se observa una tenden-

cia, que légicamente se planteara con signos mas graves en el fu

turo, a semitransformar en origen la,madera, con lo que es muy -

posible que las importaciones previsibles en el future, bayan de

hacerse de pastas o semipastas y no de madera, con el consiguien

te aumento en el desembolso de divisas.

Con todo lo que se ha expuesto hasta ahora -y no se han

abordado problemas de aumento de puestos de trabajo, mayor renta

bilidad de la riqueza nacional y de la propia industria papelera,

e tc .- queda clara y terminantemente probada la urgencia en aumen

ta r las disponibilidades propias de materia prima con destino a

la industria papelera. El aprovechamiento -con este f in - de las

extensas zonas pobladas con especies de quercus es un problema -

que ha sido considerado con interés en los ultimos ahos y es pa

tente la preocupacién de los organismos forestales por encontrar

le una solucion. Solucion que, indudablemente, no es f a c i l y que

requiere la colaboracion de todos los organismos y de la propia

industria, directamente implicados en é l.

No se pretende, como una de las conclusiones de este -

trabajo, el que el problema pueda resolverse basandose en los r^

sult ado s obtenidos. Otros aspectos, de tipo economico, social y

hasta politico , inciden sobre el problema. Pero lo que s i puede

afirmarse, como consecuencia del estudio realizado y de la inve^

tigacion efectuada sobre ello , es que, técnicamente, el problema

tiene solucién.

N orm o UNE 1011 A-4

C uadro nfi 1 . - PRODUCCION DE PASTAS DE CELPLOSA. PAPEL Y CARTON (EN MILES DE TONEIADAS) (8 3 )

PASTAS DE CELULOSA papel y CARTON

1)960 1969Increm ento

1960/69i960 1969

Increm ento1960/69

Estados Unidos

Canadâ

P a lses europeos de la OCDE

Japôn

Espana

21.818

9,955

13.456

3 .523

320

38.811

16.398

23.285

7.679

626

f 64,1

4- 64 ,7

4- 73 ,0

4-118,0

4- 96 ,5

29.630

7.953

19.861

4.513

361

46.148

11.134

32.945

11.310

1.123

4- 55 ,7

4. 40 ,0

4- 6 5 ,9

4-150,0

4-211,0

Cuadro nS 2 . - CONSUMOS "PER CAPITA" DE PRODUCTOS PAPELEROS (Kg) ( 83)

i960 1969Increm ento

1960/69

Estados Unidos

Canadft

Aleaania

Bêlgica

Francia

I t a l ia

Europa (OCDE)

Ja p d a

Espana

196.0

120.0

7 9 .3

62 .8

5 7 ,7

31.3

5 6 .9

4 6 ,5

1 2 .3

250.0

155.1

122,5

107.2

92,8

65,5

88,0

108,8

38,1

4- 27,5

29,2

4- 54,5

70,7

4- 60 ,8

4-109,3

4-109,3

4-134,0

4.209 ,8


2. ESTUDIO BIBLIOGRAFICO

2.1. Pastas semiquimicas

Las fibras deffondosas, mas finas y cortas que las de

coniferas son, sin embargo, de gran u tilidad para mejorar la for

macién y el acabado del papel, asI como otras carac terls ticas -

que se exigen a los papeles de impresion. Esto se debe a su finu

ra, flexibilidad y tamaho, lo que se traduce en una mejora del -

volumen especifico y de la opacidad del papel résultante, asi cq

mo del coeficiente de dispersion ( l ) . El espesor de la pared ce-

lu la r tiene también una influencia positiva sobre la opacidad -

(7 0 ) y es bien sabido que el elevado valor de la relacion entre

el espesor de pared y el diametro de la f ib ra , en el caso de las

frondosas, influye favorablemente sobre la opacidad. La estabild.

dad dimensional, ca rac terls tica de gran importancia en los pape

les de impresion, mejora por adicion de pasta de frondosas a la

composicién fibrosa del papel, como han puesto de manifiesto -

JOHANSSON (5 5 ) y WULTSCH ( 1O8 ), entre otros.

Las carac terls ticas mecanicas de las pastas quimicas -

de frondosas son, en general, inferiores a las de las pastas de

coniferas y esto puede, en c iertas ocasiones, lim itar su empleo.

Es el caso, por ejemplo, de los papeles industria les (kraft para

sacos, embalajes, e t c . ) , en los que se requiere, fundamentalmen

te , una gran resistencia . No es el caso, sin embargo, de los pa

peles para impresion y escritura , en los que otras c a ra c te r ls t i

cas, ta ies como opacidad, estabilidad dimensional e imprimabili-

dad, son de mucha mayor importancia que la resis tencia .

El rapide desarrollo de los procesos de elaboracién de

pastas semiquimicas de frondosas, mas rés is tan tes que las pastas

quimicas de frondosas (l5)» ha producido, como consecuencia, la

generalizacién del uso de dichas pastas en la fabricacion de una

amplia garaa de tipos de papeles. Asi, las pastas semiquimicas

. • . / . . .

N orm a UNE 1011 A 4

— I 4 —

blanqueadas se u ti lizan en papeles de impresidn y escritu ra , mien

tras que la industria del- cartdn u t i l iz a grandes cantidades de -

pasta semiqudimica cruda, especialmente en la elaboracion de pape

les para ondular con destine a la fabricacidn de carton ondulado.

El procedimiento semiquxmico de obtencion de pastas -

fue definido por Me GOVERN (7 6 ), como un proceso en dos etapas,

que incluxa un primer tratamiento quxmico, necesario para elimi-

nar una parte de la fraccidn no celulosica de la madera, seguido

de un tratamiento mecauico de desfibrado, que tiene por objeto -

separar las fibras entre s£, obteniéndose, de esta forma, la pa_s

ta cruda.

Segun lo anterior, las a s t i l la s de madera sufren un -

tratamiento quxmico, efectuado en condiciones moderadas, con el

agente apropiado (su lf i te âcido, b isu lf i to , su lf ite neutre, sul

fa te , e tc . ) , para ser desintegradas a continuacion en un refine

de discos.

Las pastas semiqulmicas presentan rendimientos interme

dies entre la pasta mecànica y las pastas quimicas. Cubren una -

zona de rendimientos -que depende del proceso utilizado y de la

extension del tratamiento qudtmico preliminar- comprendida entre

6 0 y 8 5 ^, aproximadamente. En general, las pastas con rendimien

tos superiores a 5 0 ^ (entre 5 0 y 6 5 ^, prâcticamente) j se denomi-

nan xndistintamente pastas de alto rendimiento o pastas semiqui-

micas. Cuando quieren obtenerse pastas semiquxmicas para blanquear,

el rendimiento, normalmente, no debe ser superior a 6 5^, aunque

no existe una norma comun para todos los casos, ya que, en u l t i

ma instancia, el tratamiento a seguir dependera de la especie

utilxzada. Las pastas semiquxmicas que se emplean crudas presen

tan, en general, rendimientos superiores a 6 5^, normalmente en

tre 7 0 y 80^,

En 1 8 7 1 , KELLNER (6 l ) empled b isu lf i to sddicn como agen

te de coccidn, obteniendo una pasta resisten te y, en 1874, MITS-

CHERLICH (7 9 ) patente un procedimiento por el cual las a s t i l la s

de madera eran ablemdadas, primeramente, mediante tratamiento -

obn âcido sulfuroso o b isu lf i to , a una presion de 3 . 1 5 kg/cm^ y

N orm a UNE 1011 Â-4

— t J

desintegradas mecanicamente a continuacion. De esta forma obtuvo

una pasta con un rendimiento de 90^. CROSS (24) patento un proce

dimiento, en 1 8 8 0 , para el tratamiento del yute o de la madera -

con su lfito sodico neutre. Observé que el su lf i te sodico, en me

dio neutre, era un agente de coccion débil, sugiriendo el empleo

de temperatures de 160 a 1809 c para aumentar la velocidad de -

reaccion del proceso.

Constituyen factures positives en los procesos semiqui-

micos los elevados rendimientos que se obtienen, el reducido con

sume de productos quimicos y el bajo coste de inversion en una -

planta industr ia l. Los rendimientos son un 40ÿ, aproximadamente,

mas elevados que los de los procesos conveneionales para la obten

ci6n de pastas quimicas, ya que solo se eliminan del 2 5 al 5 0 ^ de

la lignina y del 3 0 al 40^ de las hemicelulosas originalmente pr^

sentes en la madera, comparado con la eliminacion del 9 0 al 9 8 ^ -

de la lignina y del 6 0 al 80^ de las hemicelulosas que se efectua

en los procesos quxmicos ( i l ) . Se pueden obtener pastas semiqufmii

cais blanqueadas, de bajo contenido de lignina y de c on te ni do ex-

cepcionalmente elevado de hemicelulosas, con un rendimiento del -

605&, lo que résu lta de enorme interes, si se tiene en cuenta que

los rendimientos de las pastas quimicas blanqueadas oscilan, se

gun las especies, entre 45 Y 50^»

El empleo, a escala industria l, de los procesos semiqu^

micos, se in icio en los EE.UU, en 1925, con una produccion de 10

ton/dia aunque su desarrollo efectivo no tuvo lugar hasta despues

de 1 9 4 0 , En 1944, la produccion en los EE.UU alcanzo las 1000 -

ton/dia y en 19 1 sobrepasaba las 8000 ton/dia (73)*

El proceso al su lf ito neutro es el mas utilizadode los

diversos procesos semiquxmicos. El proceso al su lfito âcido re

quière mener cantidad de productos quxmicos y menores ciclos de -

cocciân que el proceso al su lf ito neutro, pero se obtienen pastas

con menor res is tenc ia y blancura (l3)*

2.11. Proceso semiquxmico al su lf i to neutro (NSSC),

El proceso semiquxmico al s i lf ito neutro, puesto a punto

en e l Forest Products Laboratory, Wisconsin (USa) en la decada de

Norm a UNE 1011 A 4

— I u —

1 9 2 0 / 3 0 consta, de acuerdo con el trabajo in ic ia l de RUE y colabjo

radores (9 6 ), de très etapas:

a) Impregnaciân, a presion, de las a s t i l la s de madera por

la le j ia de coccion.

b) Coccion, en condiciones moderadas, de las a s t i l la s con

la le j ia de coccion, en medio neutro. Este carâcter neu

tro del medio de reaccion, debe mantenerse durante todo

el proceso quimico,

c) Reduccion mecanica a pasta, de las a s t i l la s asi tra ta -

das.

El agente de coccion mas idâneo resulto ser una solucion

de su lfito s6 dico que contuviera una proporcion de bicarbonate -

sodico, como agente tampon, suficiente para mantener el pH entre

7 y 8 durante la coccion. Segun GASSY ( 1 1 ) la preferencia por el

bicarbonate sodico se debe, no solo a su excelente poder como -

agente tampon, sino t arnbién a que no oscurece el color de las pa^

tas, cosa que si sucede si se emplea hidroxico sodico.

Segdn Me GO\'ERN (7 6 ), el mécanisme que régula el ataque

del liquide de coccion NSSC (Neutral Sulphite Semichemical) sobre

los enlaces in te r f ib r i la re s sup one, en primer lugar, la sulfona-

cidn, al estado solide, de una fraccion de los grupos sulfonata-

bles de la llamada lignina "A’’, presente en el complejo lignina-

hidratos de carbone, seguida por h id râ lis is parcial que produce -

sulfonate de lignina soluble e hidratos de carbone, también solu

bles. De esta forma, se disuelve parcialmente la lam inilla media

de las fibras y se debilitan las uniones in te r f ib ra le s , dependien

do el grado de disoluciân de la severidad del tratamiento. Si la

temperature y la concentraciân de su lfito sodico son muy elevadas,

se disuelve casi completaraente la lignina, incluse los grupos de

lignina , solubles en âcido. La proporcion re la tiv e de ambos -

tipos de lignina que reaccionan y se disuelven, dependerân en ca-

da caso del grado de coccion y de las cantidades inicialimente pré

sentes en la madera. Todo lo anterior puede verse con mâs detalle

'en el esquema de la figura n9 i, debida a DENCE (28).

Norme UNE 1011 A 4

I Debe puntualizarse que la sulfonaciân efectuada en con—

diciones neutras o ligeraniente acidas, tiene lugar lînicamsnte en

los grupos X y Z (lignina a) , permaneciendo in tacta la lignina B,

Los grupos X se su ifonan muy rapidamente, debido a la influencia

activadora del radical libre hidi’oxil-fenol•

A medida que precede la cocciân, baja el pH, ya que se

liberan los acidos de la madera, especialmente âcido acâtico, co

mo consecuencia de la conversiân del iân sulfito en iân b isu lf i to ,

de acuerdo con CHIDESTER y Me GO/ERN ( 1 9 ):

SO + HOAc ÎÎHSÜ^ + OAc

HUSBAND (5 2 ), en concordancia con âsto, demostrâ que, -

cuando se tratan a s t i l la s de frondosas con una soluciân de su lf i

to sâdico y la mezcla se calienta, el pH de la soluciân baja inm^

diatamente, debido a la reacciân de los âcidos de la madera, lib^

rados durante el tratamiento, con los iones su lf i to .

La disrainuciân. del pH es râpida al principle, pero se -

detiene pronto, debido al sistema tampân HSO /SO , efectivo en la

zona de pH comprendida entre 6,7 y 7,4. Ademâs, la disminuciân del

pH esta tambiân controlada por la sulfonaciân de la lignina lo -

que, a su vez, sirve para eliminar de la soluciân al b isu lf i to s£

dico y formar la sal, de carâcter menos âcido, ligno-sulfonato s^

dico, Con objeto de mantener el pH en la zona tamponizada, puede

reemplazarse una parte de SO por HOO . En este caso,baja el pH -

de la le jâa in ic ia l . Cuando se liberan los âcidos de la madera, -

una parte del HCO se transforma en H CO , lo que origina un s is

tema tamjân HCO /H CO que retiene el pH hasta que el CO2 es purga

do del digester. Entonces actua el sistema HSO /SO , Asi pues, el

HCO no actua en realidad como un verdadero tampân en la u t i l iz a -

ciân habituai del proceso al su lfito neutro. Se u t i l iz a como un -

aceptor de protones para ajustar el nivel de pH del sistema SO /

HSO.3 •

De acuerdo con HUSBAND (53), el su lfito sâdico reaccio-

na con el agua segun la reaccion (a) , hasta que se establece un -

equilibria , conjuntamente con la reacciân (b) :

• . . / . . .

N orm a UNE lO’il A-4

S0“ 4 HOH%THSO + 0H“ (a)

HOM 4 HOH%r HO" 4 0H“ (b)

Si se ELhade carbonate sodico a la reaccion, tiene lugar

la reaccion (c) , hasta que se establece un nuevo equilibrio entre

(a ) , (b) y (C):

HCO“ + 0* + CO (C )

y el pH baja, desde un valor in ic ia l de 9,5-9,8 a 25- C, hasta -

8,0-8,6.

Asx pues, el liquide de coccion NSSC contiene dos s is t^

mas tampon:

su lf i to /b isu lf i to

c arbonat o/bicarbonat o

relacionados por la ecuacion (d) :

S0= + HCOîrHSO' + C0= (D)

La h id râ l is is que tiene lugar durante la cocciân, produ

ce acidos procédantes de la madera (especialmente âcido acetico),

que reaccionan con los iones carbonate originados segun la reac

ciân (d) , para formar iones bicarbonate. Estes son consumidos se

gun la reacciân (e ):

HCO“ 4 HAc H CO 4 Ac (e )

El âcido carbânico producido en esta reacciân, se des-

compone en diâxido de carbone.

El âcido acetico reacciona tambien con los iones su lf i

to, de acuerdo con la reacciân (f ) :

80^ 4 hac:J:hso“ 4 ac (f)

Todas estas reacciones xnfluyen sobre el valor del pH,

y la sulfonaciân e h id râ lis is de la madera dependerân de la pro-

porciân re la tiva de los diverses productos qulraicos entre si y -

con la madera.

. . . y . . .N orm o UNE 1011 A-4

HUSBAND ( 5 1 ), empleando cantidades del 10 aproximada

mente de Na^SO como unico agente de coccion, obtuvo pastas semi-

quimicas de frondosas, con rendimientos comprendidos entre 7 O y -

80^, con carac teris ticas mecanicas aceptables. El tratamiento se

efectuo a 1 7O- C, y durante 2-4 boras. El auraento del tiempo de -

tratamiento basta 6 boras elimino muy poco lignina mas y , aunque

las carac teris ticas mecanicas no fueron afectadas, el rendimiento

y la blancura fueron severamente danados.

En la figura n9 2 se muestra la composiciân de una le

j ia de coccion al su lfito , a diferentes pH. Entre pH 2 y 7 , la -

proporciân de iones b isu lfito es superior al y las pastas ob-

tenidas en esta zona se conocen como pastas al b isu lf i to . A pH 2,

aproximadamente, la l e j la contiene, a temperatura ambiente, SO en

forma de âcido sulfuroso. La concentracion de iones b isu lf ito a l-

canza un mâximo alrededor de pH 8. La cocciân efectuada a pH 2 o

in ferio r, se denomina al su lfito âcido; a pH 4,5 aproximadamente

se conoce como proceso al b isu lf i to y, por encima de pH 7 se cono

ce|como proceso semiqulmico al su lfito neutro o proceso NSSC (Neu

tra l sulphite semichemical).

Los llquidosde cocciân al su lfito neutro son re la tiv a -

mente especlficos para la lignina, siendo âsta el principal compp

nente de la madera disuelto durante el proceso, siempre que la -

temperatura no sobrepase los 1709 C, segun pusieron de manifies-

to RA¥LING y STAlDL (88), trabajando con maderas de frondosas. Se

gun estes autores, se disuelve una parte de la fracciân mâs solu

ble de las hemicelulosas, pero la mayor parte de la alfa-celulosa

y de las hemicelulosas mâs resis ten tes permanecen en la pasta.

Segân LEWIS (7 2 ), para obtener una pasta al su lf ito neu

tro de chopo, con un rendimiento del 80^, se eliminan en el t ra ta

miento quimico, un 3 1 ^ de las hemicelulosas to ta les y un 5 0 ^ de -

la lignina.

Los procesos de^cocciân normales, ta ie s como los kraft

y al b isu lf i to , tienden a eliminar los constituyentes hemicelulâ-

sicos de la madera, por extraccion alcalina o por h id râ lis is âci-

da. Estas hemicelulosas son constitu entes u t i le s de las fib ras -

desde el punto de v is ta , tanto de rendimiento como de res is tenc ia

. •. /. • .Nor-na UNE 1011 A-4

del papel. Esta es una de las principales carac teris ticas de las

pastas seiniquimicas, que explican el porque las obtenidas a par

t i r de frondosas son mâs resistentes que las quimicas de las mis-

mas especies, ya que la presencia de una mayor proporcion de he mi

celulosas f a c i l i t a la formacion de uiï mayor numéro de enlaces co

valent es por puentes de H entre fibras contiguas, lo que confiere

una mayor resistencia al papel. PHELPS (84) ha estudiado la selec^

tividad para la lignina de la le j ia al su lfito neutro.

CASEY ( 1 1 ) establece que el proceso NSSC présenta las -

ventajas de producir pastas de color claro, con rendimientos ele

vados para un determinado grado de delignificacion y sin despren-

der olores desagradables. Ademâs, la rigidez que presentan los pa

peles fabricados con este tipo de pasta es altamente deseable en

papeles para ondular.

BRAY y EASTWOOD (7 ) fueron los primeros en estudiar la

influencia del tiempo de coccion y de la temperatura en el proceso

semiquimico al su lf ito neutro. Partieron de a s t i l la s de Nyssa syj

vatica (Tupelo negro), que fueron tratadas con una l e j i a de coc

ciân que contenia 50 g /l de productos quimicos, con una relaciân

de su lfito a bicarbonato de 4 a 1. Sus resultados demostraron que

la reacciân procedia muy râpidamente en las primeras etapas de la

cocciân, cualquiera que fueran las temperaturas ensayadas (l40, -

1 5 0 , 1 6 0 y 1709 C) y que la curva que relacionaba el rendimiento

con el tiempo de tratamiento, adquiria la forma de una hiperbola.

Encontraron tambien que la velocidad de reacciân se hacia algo su

perior al doble por cada 109 c de subida de la temperatura.

Es interesante la conclusiân a que llegaron BORLAND, -

LEA3K y Me KÏNNEY (2 9 ) de que en el tratamiento, por este procédai

miento, de madera de âlamo, el rendimiento en pasta disminuia a -

medida que aumentaba el tiempo de tratamiento -como era lâgico e_s

perar- pero que no se producia ta l disminuciân al aumentar la con

centraciân de agentes de cocciân en la l e j i a original. Concreta-

mente, s i el contenido to ta l de Na^SO se aqmentaba desde 13 a 24^,

permaneciendo constantes el tiempo de tratamiento (l,5 horas) y -

la temperatura mâxima (l709 c), no variaba perceptiblemente el ren

dimiento, aunque se consegûia una indudable mejoria en el grado -

• * » / • • .Norm a UNE 1011 Â-4

de blanc ur a de la pasta obtenida. Esta blancura, sin embargo, ten

dra a disminuir si se prolongaba el tiempo de tratamiento,

FINDLEY y NOLAÎ'f (3?) efectuaron un estudio cinetico de

las reacciones que tenian lugar durante una cocciân al su lfito -

neutro, deduciendo que, de los resultados obtenidos, tanto por -

ellos como por otros investigadores, podia establecerse, como in-

dicativa del sistema, una ecuaciân basada en dos reacciones d is

tin tas de primer orden. La concentraciân de la l e j i a de cocciân -

parecia no in f lu ir sobre la velocidad de reaccion, para valores -

de aquella superiores a 2 9 g /l .

Es importante, como eintes se ha indicado, el que tenga

lugar una buena impregnaciân de las a s t i l la s , A este respecte, -

RANLING y STAIDL (8 9 ) encontraron que aquella aumentaba con el -

tiempo de digestiân, con la temperatura y con la concentraciân. -

BRAY y EASTWOOD (6), por su parte, encontraron que la proporciân

re la tiva de S0~ a CO" absorbida por las a s t i l la s , disminuia al - 3 J )

aumentar el tiempo de impregnaciân y la temperatura.

KELLER y Me GOVERN (6 0 ) estudiaron la relaciân lejia-m^

dera como una variable mâs del proceso, encontrando que dicha re

laciân podia variarse entre amplios lim ites, con sâlo una ligera -

repercusiân en las carac teris ticas de las pastas obtenidas.

ROBERT y BASMAISON (94) efectuaron una serie de coccio-

nes al su lfito neutro, a escala do laboratorio, con madera de ab^

dul, partiendo de le j ia s que contenian de 3 a 20^ de Na2S0 . En -

e llas se midieron el pH, la suma iodomâtrica de su lfito y b isu lf i

to y la conductividad, en funciân del tiempo de cocciân. Los resul

tados obtenidos confirmaron que el proceso al su lf ito neutro es -

un proceso en el cual, como consecuencia del efectivo tamponizado

efectuado, se libera gradualmente el iân b isu lf i to . Los valores -

relativamente altos del pH de las le j ia s NSSC reducen el grado de

h id râ lis is de los hidratos de carbone, aumentando consiguientemen

te èl rendimiento en pasta. Dedujeron los autores que la cantidad

de pentosanos eliminados de la madera, estaba en relaciân directa

con el pH de la l e j i a , mientras que la de lignina lo estaba con -

la concentraciân de Na SO y con el tiempo de tratamiento.

. . . / . . .Norme UNE 1011 A-4

CHIDESTER y SCHAFER ( 1 9 ) estudiaron la influencia, como

sustancias tampân, de diferentes coinpuestos de sodio, ta les como

el bicarbonate, sulfure e hidrâxido sâdicos. Los resultados fue

ron, en principle, bastante concordantes, cualquiera que fuera el

compuesto utilizado, aunque el sulfure sâdico produjo la pasta -

mas fa c i l de blanquear. Este concuerda con los resultados de KO

WALSKI (6 3 ), a los que antes nos hemos referido aunque, como a l i i

se dijo, el rendimiento en pasta se reduce apreciablemente, Todo

este fue confirmado tambiân por CERAGIOLI, KELLER y CHIDESTER -

( 1 3 ) quienes, ademâs, corroboraron los trabajos previos de HUSBAND

(5 1 ) (5 2 ) (5 3 ) de que se obtenia un apreciable ahorro en el consu

mo de productos quimicos, empleando le j ia s ligeramente âcidas, -

aunque a costa de una considerable pârdida de res is tenc ia de la

pasta, comparada con una pasta convéhcional al su lf ito neutro del

misrao rendimiento, Para un pH de la l e j i a residual de 3>3> el tiem

po de tratamiento a la temperatura mâxima, para un rendimiento de

55^, se redujo desde 6 boras a 1809 c , hasta 1,5 horas a 1 7 O- C.

Al raismo tiempo, el consumo, por tonelada de pasta obtenida, se —

redujo desde 120 hasta 74 kg de azufre. La opacidad de la pasta,

en estas condiciones, mejorâ ligeramente, pero la blancura bajâ -

12 puntos y la longitud de rotura se redujo desde 8 . 3 OO m hasta -

6,800 m, para un grado de refino de 45- SR.

Ya se ha dicho antes que la penetraciân de las a s t i l la s

por la l e j ia do cocciân, es un factor muy importante en el proce

so al su lfito neutro. La penetraciân se favorece, lâgicamente, r^

duciendo el tamaho de las a s t i l la s . En este sentido, sin embargo,

es mâs importante la influencia que, sobre la penetraciân, ejerce

la densidad de la madera. En frondosas, poco densas, como es el —

caso del chopo, la impregnaciân es relativamente f â c i l , cosa que -

no sucede en especies mâs densas, entre las que se encuentran los

quercus ( i l ) . Esto explica, quizâ, el escaso aprovechamiento que,

hasta el momento, se ha efectuado de este tipo de especies. No ca

be dud a que es una d ificu ltad que se plantea en el momento de su

tratamiento quimico y que ha hecho relegar su empleo, mâxime si -

se dispone de otras especies de frondosas, menos densas, que no

exigen un tratamiento previo para favorecer la impregnaciân de -

Tas a s t i l la s . De todas formas y, dado que las frondosas son, en -

• • . / • • .


- 2.3 -

general, mas densas que las confieras y que el procedimiento al

su lfito neutro esta idealmente concebido para el tratamiento de -

las frondosas, en el proceso original de RUE y colaboradores (9 6 )

se prevâ la vaporizaciân de las a s t i l la s durante 3 0 minutes en un

digester ro ta to rio , con objeto de f a c i l i ta r la posterior penetra

ciân de la l e j i a de cocciân.

Numéro sas especies lian servido como materia prima en en

sayos, bien a escala de laboratorio o en plantas p ilo te , buseando

su mejor u ti lizac iân , Asi, HERITAGE y colaboradores (46) emplea-

ron maderas de coniferas, CURRAN, MONSSON y CHIDESTER (2 6 ) fab ri-

caron papel prensa y de envolver, totalmente sa tis fac to r io s , em

pleando pastas semiquimicas tanto de coniferas como de frondosas,

CHIDESTER y Me GOVERN ( 1 7 ) ( 1 8 ) obtuvieron pastas a p a r t i r de Eu-

caliptus ro s tra ta y Quercus masilandica (roble negro americano),

con destine a la fabricaciâncfe papel para ondular, con rendimien

tos comprendidos entre 75 y 80^, La madera de chopo fue empleada

por FRIES (3 9 ) para producir una pasta fâcilmente hidratable, gra

cias a su elevado contenido de hemicelulosas, que u t i l iz â para fa

bricar papel c r is ta , Otras especies, ta ies como abeto, tsuga del

Pacifico, pino e l l i o t t i i , pino echinata (1 6 ), abeto Douglas (4 l),

abeto y pino banksiano (77), sundri, una especie del gânero Heri-

t ie ra , o rig inaria de Pakistan (9 0 ), chopo y roble (l2), e tc , Tam

biân fueron ensayados, en el Forest Products Laboratory de Madison

(Wisconsin) por CHIDESTER y SHAFER ( 1 9 ), IO9 especies diferentes

de Hispanoamârica. Entre e llas destacâ la pasta NSSC blanqueada -

de E, giganteso

La madera de roble, muy similar en algunos aspectos a -

la de nuestros quercus, es particularmente d i f ic i l de impregnar —

y t r a ta r por la s le j ia s al su lfito neutro, COLLINS (2 3 ), sin em

bargo, no encontrâ demasiadas dificultades en obtener pasta semi—

quimica a p a r t i r de una mezcla de E, ro s tra ta y dos roble s araeri-

canos (Q, alba y Q, ve lu tina), De hecho, la Crosselt Paper Mill,

de EEoUU, u t i l iz a normalmente esta mezcla de madera para fabricar

pasta semiquimica.

KELLER y FAMEY (5 8 ), u tilizaron très especies de quer

cus (q, falcata, Q, coccinea y Q, velutina), procedentes d< 1 sur -

• • . / o . •


— 24 —

de los EE.UU, como materia prima para la obtenciân de pasta con -

destino a la fabricaciân de papel para ondular. Aunque la respue^

ta de estas maderas frente al proceso de cocciân no fue completa-

mente sa tisfac to ria , los rendimientos fueron buenos y el cartân -

ondulado fabricado resultâ ser muy similar al fabricado con tr ip a

de pasta de chopo. Un hallazgo in teresante, derivado de este t ra —

bajo, es que no r e s u l taba rentable el t r a ta r de obtener una pasta

mejor delignificada, forzando las condiciones operatorias. Es de-

c ir , resulaba extremadamente d i f ic i l bajar de un rendimiento del

6 6 - 7 0 * , lo que sâlo se consegûia a costa de un consumo muy eleva

do de productos quimicos y con tratamientos mâs prolongados. Este

hecho se ha podido confirmer en los trabajos expérimentales que -

se exponen mâs adelante, y parece ser debido a la persistencia -

con que la lignina es retenida por la madera de quercus. En este

fenâmeno tienen una gran importancia las t i lo sas de este tipo de

madera, que recubren interiormente los poros de la madera y que,

prâcticamente, imposibilitan, o al menos d ificu ltan en grado sumo,

la penetraciân de la l e j ia de cocciân.

No puede extrahar, a la v is ta de lo anteriormente indica

do, que la madera de quercus no haya sido u tilizada , excepto en -

casos muy aislados, para la producciân de pastas, no sâlo semiqu^

micas, sino incluso quimicas. Podrian c ita rse tambiân los traba

jos de CHESLEY (l4) y SIMMONDS (lOl), efectuados sobre madera de

quercus. CHESLEY limitâ sus ensayos al proceso de refino de pastas

tanto quimicas como semiquimicas de diverses tipos de quercus del

sur de los EE.UU, pero sin analizar el proceso de obtenciân de di

chas pastas. SIMMONDS y HYTINEN por su parte, describieron el prp

ceso de blanqueo con hipoclorito, en dos etapas, de diverses pas-

tas semiquimicas de frondosas, entre la s que se encontraba una -

mezcla de dos tipos de robles americanos,

Como se ve, la b ib liografia existante no arroja mucha -

luz sobre el aprovechamiento de la madera de quercus, cosa que no

debe extrahar, ya que los paises tipicamente productores de pas-

tas de celulosas, disponen de otras especies de mâs fâ c i l t r a ta

miento. Por e llo , este proceso, que ha sido ampliamente aplicado

a otras especies, ta ies como abedul (74), mezclas de frondosas -

. . . / . . .N orm a UNE 1011 A-4

— —

(102) (33) (6 9 ) ( 3 2 ), eucaliptos (4 ) (8 1 ) (9 1 ) (3 8 ) (62) (48) (7 8 )

( 1 0 6 ), etco, no ha encontrado, al menos hasta ahora, una u t i l iz a —

ciân adecuada con las especies de quercus.

Antes de terminar este resumen b ib liografico , referente

a la aplicaciân del proceso al su lfito neutro a especies del gâne_

ro quercus, bay que mencionar el reciente trabajo de BUSTAMANTE -

(9 ), realizado sobre las cuatro especies mas importantes de Espa-

ha, que son las mismas que se estudiaran en la parte experimental

de este trabajo: Q, ilex (Encina), Q. suber (Alcornoque), Q. toza

(Toza) y Q. Lusitaniea (Quejigo). En âl se estudia la influencia

de d is tin tas variable s (concentracion en productos quimicos, tem

peratura, duraciân de tratamiento, forma de desfibrado, e tc .) , sp

bre la c alidad de las pastas obtenidas.

De acuerdo con los resultados obtenidos, el rendimiento

en pasta se muestra mâs sensible a la duraciân del tratamiento y

a la temperatura mâxima empleada. La concentraciân de productos —

quimicos en la l e j i a de cocciân, ejerce, segân las deducciones de

BUSTAMANTE, una influencia pequeha sobre el rendimiento fina l aun

que, sin embargo, s i es inferior al 10-12^ en Na^SO , résulta muy

d i f i c i l mantener un piï alcalino.

Las principales consecuencias que se deducen del traba

jo que se comenta son las siguientes:

a) Se t r a ta de maderas muy duras, lo que entorpece en gra

do sumo la operaciân de troceado, sin que âsto suponga un proble—

ma insoluble. El mayor costo de fabricaciân queda compensado, en

parte , por la mayor capacidad unit aria del digester. El toza y el

quejigo, en este aspecto, se comparan con los eucaliptos.

b) El problema del descortezado es serio, pero se han v is-

to la s posibilidades que existen, en ciertos casos, de u t i l iz a r -

la madera sin descortezar y de separar la corteza de la pasta por

procedimientos mecâuicos**

c ) No existen problemas tâcnicos para la obtenciân de pas-

tas competitivas con otras existantes en el mercado.

;

• • 0 / . . .

N orm o UNE lOU A-4

- k:o -

d) Parece que la mejor aplicaciân de estas maderas se oripn

ta en el campo semiquimico, aunque no puede descartarse la posibp

lidad de su empleo en la fabricaciân de pastas quimicas,

e) No se t ra ta , desde luego, de una materia prima a tra c ti-

va para la indu stria papelera. Pero la s circunstanclas particula-

res de la industria espanola, d e f ic i ta r ia en materia prima fib ro

sa con destino a la fabricaciân de papel y cartân, no puede desdp

har las extensas réservas que los montes de estas especies supo—

nen.

2.12, Procesos semiquimicos al b is u l f i to .

Los procesos âcidos de cocciân u tilizaron en e l pasado,

como agente de cocciân, exclusivamente b isu lf i to câlcico con un -

exceso de SO lib re . La concentraciân de âste âltimo debia mante—

nerse por encima de un cierto valor, con objeto de impedir la re

ver siân del b isu lf i to câlcico soluble a monosuifi t o câlcico inso

luble y evitar el "quemado" de las a s t i l la s de madera (4 3 ). Hoy,

sin embargo, es posible efectuar la cocciân con ifquidos esencial

mente lib res de SO , utilizando bases solubles, ta ies como sodio,

magnesio o amonio, en lugar de calcio.

La razân del empleo dèl calcio en el proceso se basa -

en que es la base mâs barata y abundante, pero el uso de bases —

solubles présenta diverses ventajas sobre el uso del calcio (IO)

(4 3 ), entre las que destacan las siguientes:

1.- El contenido de SO lib re en el IdCquido de cocciân pue

de ser reducido, sin peligro de que la base précipité .

2 .- Pueden eraplearse temperaturas mâs elevadas, lo que l i e —

va consigo el acortamiento del tiîpo de cocciân, con -

el consiguiente aumento de la producciân,

3 . - En el caso del magnesio, la recuperaciân de productos -

quimicos y calor es relativamante f â c i l .

4 .- Se reduce el peligro de poluciân por vertido de aguas -


- 27

residuales,

5«“ Se obtienen subproductos mâs comerciales.

6 .“ Pueden emplearse como materia prima especies resinosas,

ta les como los pinos.

7 .- Se reduce el peligro de "quemar” las cochuras,

8.— Se producer menos rechaces*

9*- Pueden u t i l i z a r se procesos de cocciân continues.

Segân re su lt ados previos de laboratorio, obtenidos por

K(JBELK.4 y colaboradores (64), eonfirmados posteriormente en ensa

yos efectuados a escala industrial (6 5 ), en la cocciân semiquimi

ca al b isu lf i to sâdico de madera de baya, se acortaba el tiempo -

de tratamiento y aumentaba el rendimiento y las carac teris ticas -

mecânicas con respecto a la cocciân efectuada con b isu lf i to câlcî

coo Por este procedimiento se obtenia una pasta, fâcilmente blan—

queable, con un 91^ de alfa-celulosa.

HUSBAND (5 2 ) encontrâ que las frondosas podian ser le -

jiadas con cualquier proporciân de b isu lf i to sâdico, a cualquier

pH comprendido entre 3,5 Y 5 »7 . El autor estableciâ, en contradic

ciân a HART, STRAPP y ROSS (4 3 ), que la eliminaciân de lignina es

funciân de la concentraciân de ion b isu lf i to , en la zona del s is

tema tampân b is u l f i to /s u l f i to . No pudo establecerse ninguna re la

ciân entre el pH y la resistencia de la pasta. Las c a ra c te r is t i

cas mecânicas parecen estar relacionadas principaimente con el -

rendimiento y con las condiciones b id ro liticas de la cocciân,

CERAGIOLI, KELLER y CHIDESTER (l2) ( 1 3 ) establecieron -

que las pastas de frondosas obtenidas a un pH de 4,7 o in ferio r,

raostraban una considerable pârdida de reâstencia con respecto a -

las pastas obtenidas a un pH superior, concretamente con las pas-

tas al su lfito neutroo Sin embargo, segân RICHTER (9 2 ), la madera

de frondosas se l e j i a mâs fâcilmente a. pH 4 que a pH 7 . HUSBAND -

(5 1 ) obtuvo pastas a 1 7O- G y pH 5 » con rendimiento de 75^, que —

• . . / . . .N orm a UNE 1011 A-4

requirieron la mitad de tiempo que las obtenidas a pH 7*

HARTLER y colaboradores (44) (4 5 ) obtuvieron pastas de

abeto al b isu lf i to sodico, a un pH de 3 a 5, con carac teris ticas

excepcionalmente buenas, especialmente las de alto rendimiento y

semiquimicaso ,

Es precise mencionar los trabajos de VETHE y colaboradp^

res ( 1 0 4 ), quienes obtuvieron pastas a p a r t i r de frondosas norue-

gas, mediante los procesos al b isu lf ito sodico (Mâtodo Arbiso) y

b isu lfito magnesico (Mâtodo Magnefite), Los resultados obtenidos

eon estas especies -abedul, cliopo y alder- fueron comparados con

los obtenidos previamente por los mismos autores con abeto (1 0 3 ).

El pH in ic ia l fue 4 y la tamperatura maxima, 55- C. La madera de

chopo r e sultâ ser la mas fâ c i l de delign ificar mientras que la de

alder necesitâ tiempos de tratamiento mas prolongados para dar -

pastas del mismo grado de delign ificaciân. El tiempo de cocciân -

requerido por la madera de alder fue aproximadamente igual al en

contrado anteriormente para la madera de abeto, mientras que el -

de abedul podia situarse en una posiciân intermedia entre el del

chopo y e l del alder.

SA.NYER y KELfjER ( 1 0 0 ), prepararon pastas dé elevado ren

dimiento al b isu lf i to con base magnâsica, a p a r t i r de madera de -

roble americano (Northern white oak). Estas pastas se obtuvieron

con una relaciân de SO combinado a to ta l que variâ -dentro de -

los lim ites que inipone la solubilidad- entre 50 Y 100^. Las car ac

te r is t ic a s mecânicas de estas pastas aumentaron con la relaciân -

de SO combinado a to ta l . La madera de roble, que origina una gran

cantidad de âcidos durante la cocciân, produjo una pasta de c a l i-

dad aceptable, pero algo menos resis ten te que la pasta semiquimi

ca al su lf i to neutro de rendimiento similar.

2 . 2 , Influencia de la corteza

La corteza de algunas especies forestales ha sido utild^

zada como fuente de producciân de diferentes productos, ta ies co

mo colorantes, taninos, corcho, latex, productos quimicos, etc. -

ROTH y colaboradores (95) realizaron un exhaustive estudio b ib li^

grâfico sobre la u ti lizac iân de la corteza de ta ies especies. Sin


- 29

embargo, no se ha encontrado, hasta el momento, la forma de apro-

vechar la corteza de la mayor parte de ] as especies utilizadas pa

ra la f abricaciân de pastas papeleras, de un modo que resuite ren

table. La mayor parte de la corteza résultante del descortezado,

se quema o se deja abandonada en el monte.

La corteza se compone, principalmente, de dos capas -

bien diferenciadas: la externa o parte muerta de la corteza y la

capa fibrosa interna. La capa externa es dura y de color marrân -

oscuro, mientras que la interna, de color ro jizo , es mâs gruesa y

estâ compuesta por fibras vivas, vegetativamente hablando* La ca

pa externa que es bantante firme y, en algunos casos, homogânea,

se vueIve f râ g il durante el proceso de cocciân y posteriormente,

en el refino, se rompe, origiaando numérosos finos que aparecen -

en el papel como motas o incluso como pequehas particulas de co

lo r oscuroo El comportamiento de la capa interna es completamente

d istin to y, de acuerdo con RIOUX y BARSALOU (93)> produce fibras

de color claro y res is ten tes , si la madera no ha permanecido aima

cenada durante raucho tiempo, en cuyo caso tienden a oscurecerse.

Segân sehalâ BRAUNS (5 ); las "ligninas" de la corteza -

presentan carac teris ticas quimicas diferentes a las de la madera.

En la corteza, la lignina consiste en una mezcla de âcidos fenâld.

COS de elevado peso molecular, con un contenido variable de gru

pos raetoxilos, por lo que se suele hablar de "âcidos fenâlicos de

la corteza" en lugar de "lignina de la corteza" (7 l), Debido a e_s

ta diferencia en su e structura quimica, es lâgico suponer un dife_

rente comportamiento durante la cocciân, de la corteza y la made

ra (66).

Ademâs, es lâgico tambien suponer una diferencia de com

portamiento, durante el proceso de cocciân, de las dos capas de -

la corteza. Las cocciones efectuadas con mezclas de madera y cort^

za tienen lugar de una forma muy heterogânea, segân sean el proce

so y la especie utilizados.

La celulosa de la corteza parece estar combinada con la

lignina mediante un tipo de uniân que résu lta ser muy res is ten te ,

tranto a los â lca lis como a los âcidos (66). Esta uniân es mâs re-


- 3 0 -

isis tente , desde luego, que el enlace ligno-celulâsico de la made

ra, que sâlo se considéra una uniân de tipo f is ico . La tenacidad

con que la lignina esta unida a la celulosa en la corteza, da a -

entender que se tra ta de una uniân verdadera de tipo quimico.

Una gran parte de los componentes de la corteza es solu

ble en sosa, por lo que KELLER (5?) apuntâ la posibilidad de obt^

ner mejores rendimientos por el proceso semiquimico al su lfito -

neutro5 dada la demostrada capacidad de retener una mayor propor

ciân de hidratos de carbono al efectuar la cocciân en niedio neu

tro .

En 1 9 2 0 fue registrada una patente en los EE.UU (54), -

en la que se describia la preparaciân de una semipasta, mediante

la cocciân de la corteza de abacâ en una soluciân al 2 - 5 ^ de aiea

l i câustico, que gelatinizaba la parte no fibrosa de la corteza y

recubria las fibras. Al mismo tiempo, una patente japonesa (5 6 ) -

describia un procedimiento para preparar una pasta, mediante la -

cocciân de la corteza de cedro con sosa, carbonato sâdico, cal y

agua, dur ant e très horas.

En I t a l i a se efectuaron ensayos a escda semi-industrial

por SANSON (99) en 1937, utilizando ramas y ramillas de morera. -

Los resultados fueron bastante satisfactorios y se demostrâ que,

s i se separaba la parte externa de la corteza, se obtenia una pa_s

ta de fibras muy res is ten tes , muy apropiada para la fabricaciân -

de papel.

La corteza de morera ha sido tambiân u tilizada,en Japân

y en la India (42) (57) debido a la pasta de fib ras extremadamen-

te largas que se obtiene, no sâlo con esta especie, sino tambien

con otras ta ies como mitsumata, grampi y sachipot. Con esta pasta

se elaboran, manualmente, los famosos papeles japoneses, entre -

los que se puede c i ta r el papel "yoshino".

Un mâtodo para u t i l iz a r residues de descortezado, en -

una fabrica alémana (2 ), lleva consigo la saturaciân del material

con agua, seguido de su paso por una especie de molinos colocados

en serie y finalmente de un tamizado. El producto résultante se -

ahadia a la pasta en una tina de mezcla y podia u ti liza rse en la


- 3 1 -

fabricacion de papeles de envolver o de cartân, i

En la parte interna de la corteza se encuentran, en ge

neral, dos tipos, bien d istin tos de fibras» Uno de ellos esta coiis

titu ido por traqueidas finas y cortas# muy apropiadas para mejorar

la opacidad del papel, y el otro, por fibras largas, similares a

las del algodân, apropiadas para impartir resistencia al papel» E

te ultimo tipo de fibras se encuentra en la corteza de las ramas

de la mayor parte de las especies y no cabe duda que tendraan una

u tilizac iân provechosa en la industria papelera (2 5 )»

WURZ ( 1 0 9 ) le j iâ virutas de abeto, con una proporciân -

de 1 5 - 18% de corteza, por los procedimientos àl b isu lf i to y al -

sulfato, obteniendo pastas con longitudes de rotura de 6800 y -

7 4 0 0 m y resistencias al plegado de 6 5 O y 750 dobles pliegues, -

respectivamenteo Es interesante senalar que, lejiando la parte in

terna de la corteza sola, por el proceso al sulfato, se obtuvie

ron valores para la longitud de rotura y la resis tencia al plega

do ,, de 8000 ra y 9 OO dobles pliegues, respectivamente, Valores es

tes, como se ve, superiores a loa obtenidos al le j ia r la madera -

junto con la corteza»

De una forma similar, HAMILTON (42) obtuvo una pasta -

con buenas carac te ris ticas , empleando como mateda prima, lejiada

por el proceso al sulfato, residues del t amber descortezador de -

una fâbrica de pasta, constituidos por corteza y a s t i l la s de mad

ra» Obtuvo valores muy altos para el grado de refino (9SR) y, por

consiguiente, un desgote muy lento de la pasta, debido a los finos

procedentes de la parte externa de la corteza.

Se ha trabajado inucho en el lejiado kraft de a s t i l la s -

conteniendo corteza, procedentes de d is tin tas especies» MARTIN y

BROïiTN (7 5 ), empleando pinos americano s como materia prima, encon

traron que la presencia de cantidades considerables de corteza en

las pastas k raft, producian los siguientes efectos:#

a) Un aumento del rendimiento en pastp por métro câbico de

madera»

— b) Un aumento del consumo de productos quimicos durrite la


— “ 32 —

! cocciân,

c) Una disminuciân del grado de blancura de La pasta,

d) La res is tenc ia mecànica de la pasta no parece ser afec-

tada para porcentajes de corteza de hasta el 16%,

Un métro câbico de madera sin descortezar (con un por-

centaje de corteza del 10%) produce, en termines générales, una -

pasta con un rendimiento que es un 2,5% int'erior al caso de par

t i r de un métro cubico de madera descortezada pero, sin embargo,

el rendimiento sera un 5 » 4% superior al obtonido a p a r t i r de la -

madera descortezada de aquel métro câbico,

KURTH (6 7 ) obtuvo pastas semiquimicas al sulfato a par

t i r de madera de abeto Douglas descortezada, con corteza y a par

t i r de corteza sola, encontrando que podia obtenerse un papel se

miquimico de excelente calidad, utilizando madera que oontenia -

hasta un 15% de corteza»

BROWN (8) estudiâ, de una forma similar el caso de mad

ra de pino ( ), el comportamiento de la corteza en el lejiado al

sulfato de madera con corteza de robles americanost> Los resultados

obtenidos demostraxon que:

a) Se producia una disminuciân en el rendimiento de la pa^

ta obtenida por cada carga del digester, pero un aumen

te en el rendimiento, s i se relacionaba con l a madera -

descortezada cargada en el digester (es decir, sustra-

yendo la parte correspondiente a corteza).

b) La blancura de la pasta decrecia.

c) La res is tenc ia mecànica de la pasta sufria tambiân una

di sminuc iân.

d) El consume de productos quimicos era muy similar, tanto

en el caso de le j ia r madera sola como madera con corte

za.

__ Un interesante hallazgo de BROWN (8) fue que la resis ten

cia de una pasta al sulfato obtenida a partir de una mezcla de ma

. « • / • o .N o rm a UNE 1011 A-4

“ 3.3 -

dera y corteza (esta en cantidad no superior a l 6%), podia aumen-

tarse mediante depuracion centrifuga de la pasta. De esta forma,

llegaba a ser, aproximad;amente, igual a la de la pasta obtenida a

p a r t i r de madera descortezada. Ademâs, ambas pastas se podian blan

quear, de forma similar, hasta un mismo nivel del grado de blancu

ra. Sin embargo, en el caso de pastas semiquimicas al su lfato , la

obtenida a p a r t ir de madera con corteza, incluso centrifugândola,

presentaba una res is tenc ia notablemente inferior a la obtenida a

p a r t i r de madera descortezada.

•* 11 lo que se refiere a la f abricaciân de cartân, SAMUELS

y GLENNIE (9 8 ), no encontraron influencia apreciable sobre la re

s is tenc ia , empleando hasta un 2 0% de corteza en la mezcla, estan

do constituido el res te por madera de abeto, El rendimiento y el

grado de depuraçiân del producto f in a l , sin embargo, se resentian

grandemente a medida que aumentaba la proporciân de corteza, lo -

que in f lu ia , lâgicamente, sobre el valor coraercial del producto -

terminado. Como indice de coraparaciân, el cartân que contenia un

5 % de corteza ténia un valor équivalente al 9 0% del cartân obtend.

do a p a r t i r de madera sin corteza, y el que contenia 2 0 % de cort^

za, un 6 8%o

PLATON y colaboradores (8 6 ) efectuaron ensayos kraft a

escala de laboratorio con residuos de corta y aserrado de d is t in

tas maderas, con y sin corteza» Encontraron que estes residuos, de

una forma general, daban pastas con buenos rendimientos, muchas -

de la s cuales podian blanquearse por procedimientos convenciona-

leso La pasta procédante de residuos de madera de roble presentâ

un rendimiento demasiado bajo y un color demasiado oscuro para -

que pùdiera u ti l iz a rse en la fabricaciân de papel. Estes ensayos

fueron eonfirmados, posteriormente, con otros efectuados a escala

industr ia l (8 6 ). El uso mâs apropiado de estas pastas resu ltâ ser

para la fabricaciân de cartân ondulado de baja calidad y para pa

peles de embalaje, en los que podia reemplazar en parte (en una -

proporciân que no excedieia del 5 0 %) a la pasta al b isu lf i to de -

- coniferas que entraba a formar parte de ta ies productos.

HOSSFELD (4 9 ) u ti l iz â corteza de chopo sâlo, como mate

r ia prima, en cocciones al su lfito obteniendo, despuâs de in pro-


“ 3 .4 -

'ceso de depuraçiân centrifuga, una pasta con un rendimiento del

43%o Esta pasta tenia un contenido de celulosa del 7 1 , 1% y su exa

men raicroscâpico revelâ que la mayor parte de la parte externa de

la corteza habia sido eliminada por centrifugaciân.

Es interesante mencionar los resultados de FELLEGI y cp

laboradores (3 6 ), quienes le jia ron a s t i l la s de abeto sin descortp

zar y parcialmente descortezadas por el proceso al su lf ito semi-

âcidOo El liquide de cocciân contenia 3-4% de SO to ta l , todo el

combinado» El pli in ic ia l era de 4-4,5 y la temperatura se elevo -

râpidamente al mâximo, de 1o0-l809 C» En estas condiciones, las -

a s t i l la s conteniendo una mayor o menor proporciân de corteza, -

eran completamente le jiadas pero no oscurecidas, presentando las

pastas obtenidas un contenido de impurezas insignificantemente su

perior al de las pastas obtenidas a p a r tir de a s t i l la s sin corte

za. Una conclusiân interesante de estes trabajos fue que las pas-

tas procedentes de madera descortezada e impregnada, le jiada por

el procedimiento conveneiona l, contenian mâs del doble de impure-

zas que las pastas obtenidas por el procedimiento descrito por -

los autores antes citados (mâtodo de impregnaciân, sin presiân, -

patentado por los autores)» Estas conclusiones demostraban que la

fuente de impurezas, en condiciones de elevada acidez, y tambien

a pH neutro o alcalino, no proviene de la corteza, sino que los -

corapuestos fenâlicos de la corteza forman un producto de condensa

ciân con la lignina, impidiendo la sulfonaciân de âsta. En el pro

ceso semiâcido, sin embargo, la cocciân se efectâa a un pH en el

que se produce un minime de condensaciân de la lignina y los fen^

les.

Otros autores han estudiado la posibilidad de u t i l iz a r

la corteza en la fabricaciân de pastas papeleras (2 2 ) (3 1 ) (4o) - (5 0 ) (8 0 ). KELLER (5 7 ) estudiâ la influencia, sobre la calidad de

la pasta résu ltan te , de la inclusiân de proporciones crecientes -

de corteza de diferentes especies. La proporciân de corteza se va

r iâ entre 0 y 25%, en pesÿ. Los resultados mâs in t ere s ant e s de -

Keller pueden resumirse en la forma siguiente:

a) La inclusiân de corteza en cantidades équivalentes a -

las que se tendrian u ti l iz . n.do madera sin descortezar,


- 35 -

/ Iexigia sâlo cambios pequehos en las condiciones operatp^

r ia s .

b) La res is tenc ia del papel obtenido con pastas en los que

la proporciân de corteza aumentaba, disminuia a medida

que aumentaba esta. De entre todas las carac teris ticas

mecânicas, la resis tencia al plegado era la que résu lta

ba mâs afectada por la presencia de corteza.

KELLER, KINGSBURY y FAMEY (59) lejiaron cuatro especies

de hickory (Carya glabra) mediante el proceso NSSC hasta rendimien^

tos comprendidos entre 5^ Y 85%» 19% de corteza estaba présente -

en la materia prima original y, aunque âsta produjo mâs pasta por

unidad de volumen de madera, era évidente que se perdia en re s is

tencia y el coste por tonelada de pasta fue superior que en el ca

so de u t i l iz a r madera descortezada. Encontraron que, en la zona -

de rendimientos medios (7 0 - 7 3 %)» la. corteza se le jiaba mâs râpida

mente que la madera, pero âsto no era tan évidente en la zona de

rendimientos in fe r io res (55-60%). Conclusiones similares se obtu

vieron en un trabajo previo (57)» La pasta que contenia corteza -

resultâ ser algo menos resistente que una pasta similar obtenida

a p a r tir de madera descortezada, en lo que se re fie re a la zona -

de rendimientos medios (72-74%). Sin embargo, para rendimientos -

de 5 6 %; aproximadamente, la pasta con corteza era tan resisten te

como la pasta sin corteza» Aquella pudo ser blanqueada mediante -

el procedimiento usual en très etapas, hasta un grado de blancura

de 8 5%.

La depuraçiân cantrifuga de pastas obtenidas a p a r tir -

de madera con corteza no es complet aiment e sa tis f actoria, en cuan-

to a la pureza de la pasta obtenida (68). El blanqueo compléta la

depuraçiân» CHOLLET y colaboradores (20) sustituyeron la etapa fd.

nal de hipoclorito por una con diâxido de cloro. Las pastas mâs -

puras las obtuvieron con las siguientes secuencias:

Hipoclorito - Diâxido de cloro.

Hipoclorito - Extracciân alcalina — Diâxido de cloro.

Segân FELLEGI y colaboradores (3 6 ), ya citados, las co^

clones al b isu lf i to y kraft de alto rendimiento de madera de ra-

. . . / . . .N orm a UNE 1011 A-4


“ 36 —

mas de abeto, trooeada pero no descortezada, daban pastas de bajo

rendimiento y de escasa calidad, u ti lizab les sâlo en la fabrica-

ciân de papel de embalaje de segunda calidad y para cartân gris .

La baja resis tencia mecànica de estas, pastas fueron, en parte, -

atribuidas a la presencia de corteza en la materia prima pero, -

principalmente, a las carac teris ticas morfolâgicas y a la composi

ciân quimica de la madera de ramas. Se obtuvieron mejores résu lta

dos lejiando esta madera por el procedimiento "semiâcido" al b i

su lf i to (3 6 ) (8 5 ). Las pastas al su lfito neutro de otras especies

jmostraban tambiân suficientes carac teris ticas para ser empleados

en la fabricaciân de papel para ondular; las de roble y haya, sin

embargo, resultaron de calidad in ferio r.

2 , 3 . Resumen

Efectuando un resumen, tanto de la informaciân recogida

de la b ib liografia , como de las consideraciones apuntadas en el -

capitule 1 , podrian establecerse los puntos siguientes:

1.- La industria papelera espanola ha sufrido, en la liltima de

cada especialmente, un considerable incremento de producciân. Este

incremento, dadas las diferencias que aân existen con otros pai

ses europeos, ha de aumentarse, probablemente, en los prâximos

ahos,

2. — Espaha es un pais defic ita rio en madera para pasta de celu-

losa, Dificilmente podrâ absorberse una parte del aument o de pro

ducciân previsto, con las especies normalmente u tilizadas en la —

fab ricaciân de pastas. Ello da a entender que el ritmo de importa

ciân de madera, con destino a pastas, ha de crecer tambiân en los

ahos prâximos.

3*- Espaha dispone, sin embargo, de extensas zonas pobladas por

especies del gânero quercus, entre las que destacan la encina, ai

cornoque, toza y quejigo.♦Aunque estas especies se extienden prâc

ticamente por toda la Peninsula, presentan zonas mâs localizadas,

con una gran densidad arbârea.

4 .- No puede decirse , al menos h as .a ahora, que las especies de

quercus sean especialmente aptas para su empleo en la fabricaciân

- 37 -

de pastas. Las dos principales razones para e llo , son las siguien

tes :

a) Baja calidad de sus pastas.

b) Dificultad de procéder a su*descortezado.

En cuanto a la baja calidad de sus pastas, no puede ge-

neralizarse de esta forma, porque ello dependera, naturalmente, -

del uso a que se destinen» Ademâs, el proceso de fabricaciân tam

biân condiciona grandemente la calidad de las pastas résultantes,

s i es mâs c ierto , sin embargo, el problema de descortezado de es

tas especies.

5 . “ Los procesos semiquimicos lian facilitado el empleo de énor

mes cantidades de madera de frondosas, que anteriormente no eran

utilizadas, o lo eran en pequeha escala. Ello ha sido posible gr^

cias a la puesta a punto de procesos especificos para dichas espje

cies. Naturalmente, las especies mâs favorecidas han sido las que

presentan una serie de canacteristicas que las distinguen de las

que pudieran c lasificarse de peor calidad. Entre e llas , los ala

mos, chopos, abedul y eucaliptos son las preferidas.

Esto no obsta para que, de una forma similar, pudieran

establecerse mâtodos de trabajo.para otras especies menos favore

cidas en sus carac teris ticas intrinsecas. En nuestro pais, las ex

tensas zonas pobladas con quercus constituyen una fuente poten-

c ia l de materia prima celulâsica, a la que hay que encontrarle su

aprovechamiento mâs idâneo.

6 .- Como se deduce de la l i te ra tu ra disponible, la madera de -

. quercus, en general, permite obtener pastas, tanto quimicas (al -

sulfato) como semiquimicas (especialmente al su lf ito neutro o -

NSSC), perfect aiment e adecuadas para su empleo en papeles de impr^

siân y ediciân. Pero, como antes se ha dicho, el descortezado de

estas especies es d i f i c i l y antieconâmico, lo que ha dificultado

el empleo de estas especies en una industria - la celulâsica- tan

necesitada de nuevas fuentes de materia prima.

7 . “ Hay amplia evidencia de la influencia que, sobre la pasta -

résu ltan te , ejerce la presencia de corteza. Por un lado, al aumen

. . . y . . .N orm a UNE 1011 A-4

- 38 -

tax la proporciân de corteza, disminuyen las carac teris ticas meca

nicas. Pero es mâs serio el problema que créa la parte externa o

muerta de la corteza, que origina una gran cantidad de impurezas

en la pasta.

8 0 - Por otra parte, se destaca la importancia que un proceso de

depuraçiân centrifuga podria presentar para eliminar, en la medi

da de lo posible, estas impurezas.

9 « - Una ventaja inmediata, derivada del empleo de madera sin -3

descortezar es el aumento del rendimiento en pasta por m de mad_e

ra. Es de destacar que sâlo la parte externa de la corteza es la

que origina problemas en f abricaciân, ya que la parte interna, vi

va, dispone de fib ras u tiles en la fabricaciân de pastas y papel.

10,- A la v is ta de lo anterior, se ha procedido a estudiar el pp

sible empleo de esta materia prima, sin descortezar, en la indus

t r i a papelera. Se ha separado el estudio de la madera del tronco

del de las ramas ya que estas podrian consti t u i r la fuente de ma

te r ia prima, en algunos casos, y no el ârbol entero.

Se ha efectuado el estudio de la madera con y sin cortp

za (tanto de madera del tronco como de rama), para deducir los pp

sibles inconvenientes derivados de la presencia de corteza. Todo

esto constituye la primera parte del trabajo experimental realiza

do (capitulo 3 «2 ).

1 1 ,— Se ha completado el trabajo experimental, estudiando el corn

portamiento de las especies de posible u tilizac iân en nuestro -

pais, tanto desde el punto de v is ta de obtenciân de pastas semi

quimicas al su lf ito neutro, como de pastas quimicas al sulfato. -

Esto se debe a que en Espaha no se ha iniciado aân la fabricaciân

de pastas semiquimicas y las instalaciones que se monten con este

f in han de ser de nuevo diseho. Esto hace pensar que, en muchos -

casos, podria re su lta r de interâs el preparar pasta quimica a par

t i r de estas especies y no pastas semiquimicas, especialmente en

el caso de pasta para blanquear con destdLno a la fabricaciân de pa

pel de impresiân.


- 39 -

’ En esta segnnda parte (capitule 3«3) rio se h an repetido

algunos ensayos ta ies corne las ceccieiies con certeza, ya que las

cenclusienes deducidas de la primera parte sen cempletamente v a l i

des en cualquier memento y resultaba innecesarie alargar excesiva

mente este trabaje.

N orm e UNE )01 î A-4

B • B p radioal alocbiXoCHORCHOR* CHOH 8 # rsdioal aloohilo

OCHOCHOCHORO H

r a p id a L e n taoon BagSO

▲oldoe lignosulf^niopB ml pstad^mÛido (igmol.)

CHSO3 H CHSO3 HÇ2

CHOR

OCH. OCH

OHI

ORn

. y O C H .

OR III

EidrollBAm

Aoidoa Ilgnosulfdolcos ^ bajp ladiop da sulfcasaoloo

Ç2 Ç2 Ç2CHSO3 H CHSO3 H .. CHOH

O C H 3 O C H 3 ' Y ' O C H 3 O H OR O R

t H I I II Tratamianto oon BaoSO. pH 1 a 7

Aoidoa llgaoaulfdalop#

CHSO3 H CHSO3 H CHSO3 H

OCHOCH O C H

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°II

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S u if1to âoldo*

b ie u l f i t o S u lf i t eneutre

P ig . 2 . - COMPOST C im DE UNA LEJIA DE COCCI ON AL SÜLPITO, A DIFEHENTES VALORES DEL pH.-

3. PARTE EXPERIMENTAL

3 o1 • Generalidades

El g^nero Quercus es el mas importante de las Fagaceas

y sus especios se extienden prâcticamente per toda la peninsula.

Como se ha indicado anteriormente, ocupein una extension de 3 mi-

llones de hectâreas aproximadamente• Son siete las especies de -

Quercus que forman masas en jiuostro pals, aunque de e l las solo ~

cuatro (encina, alcornoque, to?:a y lusitân ica) , son las que real-

mente podrian ser de interés ira su aprovechamiento desde el pun

to de v is ta papelero.

Las carac ter ls t icas de estas especies son las siguien-

tes :

Q. pedunculata Ehrh. = Q. rohur L. Llamado vulgarmente "carvallo"

en Galicia y "robre" en la meseta. Vive entre 500 y 1.000 m de aT

t i tu d y su area se extiende por la raitad norte en forma de tr ian-

gulo a lo largo del Cantabrico, desde Galicia, donde es muy abun

dant e , hasta los fîrineos, donde se encuentra principalmente en Na

varr a.

sess i l i f lo r a Salisb. = Q. petrea Lieb. Es el aut^ntico roble

espahol, tarabi^n llamado "roure" en Cataluna. Su zona se extiende

desde Cataluna a Galicia, en forma de cuha, pero en sentido con

tra r io al descrito antes para el Q. pedunculata. Es decir, abunda

en Cataluna, donde forma masas puras, y se va haciendo mas raro -

al avanzar hacia poniente, donde aparecen mezoiados les dos ro-

bles. Puera de esta fa ja hay algunas manchas en las montahas del

in ter io r .

Q. rubra L. = Q. borealis Mich. De origen americano; fue intro-

ducido en Espaha a principios del siglo XVIII. Se encuentra por -

todo el norte, fuera de los suelos s iliceos, que no toléra . Tiene

menos exigencias que nuestros robles, es de crecimiento mas rapi-

• • 4 / • • •

N o rm a UNE >OÎÎ A-4

- 43 -

do y es intnuiie £il oïdium. Su madera, s in embargo, no pue de compe-

t i r en calidad con la de nuestros robles.

Q, pyr enaica Wild - Q. stolomifera Lap. = Q. toza Bosc. L1 cimado

vulgarmente roble, casi siempre seguido de un adjetivo especifico.

Asi, se le conoce como roble tozio en Santander, carvallo negro o

cerqueiro en Galüa, roura en Cataluna y melojo o rebollo en el

Centro y Sur, Es la e specie de Quercus mas extendida por toda Es

paha, aunque tiene, no obstante, un area muy reducida, muy simi

lar a la del Binus pinaster, Prefiere suelos sueltos y siliceos,

pero to léra los cplizos. Puede llegar hasta los 1,900 m de a l t i -

tud. Forma extensos montes en toda la meseta y Sierra Morena,. asi

como también en los confines de la provincia de Orense, hacia Za

mora, Se encuentra raramente en el Pirineo y Levante.

0. Lusi tanica Webb, Llamado vulgarmente quejigo, roble carras-

quehO; roble enciniego y roble andaluz, Se extiende por toda la -

Peninsula Ibérica, con la excepci&n del noroeste y se encuentra,

casi siempre, mczclado c o n rebollo, encina o alcornoque,

Q, suber Lo Llamado corrientemente alcornoque, asi como tambien

sobreiro en Galicia, suro en Cataluna y chaparro en Andalucla, -

Existe una mancha muy importante en Gerona y Barcelona y otra,

mas extensa, por Andalucla y Extremadura, Existe tambi&n en Le van

te y mas escaso, en las f aidas méridionales del Guadarrama, en Ga

l i c i a , Santander, Salamanca y Burgos,

Q, i l e x . Llamado vulgarmente encina, carrasca, chaparro y a ls i -

na. Es la especie de Quercus de mayor importancia en nuestro pals,

ocupando un 70 ,, aproximadamente, de la existencia de Quercus, lo

que supone una c ifra por encima de los 2 millones de Has. Se en

cuentra en todas las provincias, aunque escasea en Galicia y en -

el suroeste. Es capaz de vivir en todos los suelos, aunque prefie

re los siliceos o sueltos, desde el nivel del mar hasta los 2 . 0 0 0

m, s i bien, en este caso, en forma de matorral.

Es imposible, segun BUSTAMANTE (9)» conocer con exacti-

tud el volumen maderable de los montes naoionales de Quercus, da

da la gran anarquia en la forma de sus masas, a la que ha contri-

N o rm a UNF iCU A *

buido, en gran parte, la diversidad de tratamientos a que ban s i-

do somotidoso En cualquier caso, segun el citado autor, su produo

c i 6n unitaria es muy pequeha, comparada con la de los montes pobla

dos con otras especies forestales y, ademâs, su particular dispo-

sici($n bac e que en muchos de e l les , séa prohibitive cualquier t i -

po de aprovechamiento. No obstante, por la gran extension de esta

masa, la producci6n global de madera de Quercus es considerable y

su u t i l i z a c i 6n en la indus t r i a resu lt aria grandeinente benef iciosa

ya que se oprovecharla un producto que ha perdido todo interés.

Hay que hacer notar que, segun BUSTAMANTE, no siempre -

se podria contar con las existencias de estos montes durante un -

prolongado numéro de ahos ya que, una vez realizada la primera -

corta, podria no ser interesante la regeneracién de estas mismas

especies, por el bajo bénéficié que reportarla, resultando, quiza,

mas conveniente, sust i tu ir las por otras mas remuneradoras, En es

te caso, tan sélo podria disponerse de ellas en la fase de traiis-

forinacién del monte. S in embargo, aun en estes casos, pueden con

tribuer a paliar la transi to r ia escasez de materia prima que se -

ha de presenter en la industrie de pastas de celulosa, en tanto -

no entron en produccién las nuevas repoblaciones ya efectuadas o

por efectuar en el future ,


3.2. APIICACIQN DE LOS FROGESOS SEMIQUIMICOS AL SULFITO NEUTRO -

(NSSC) y AI EISUXFITO, AL ESTUDIO DEL QUERCUS RUERA, t .

3 . 2 1 . Introduceién

La Estacién Fcrestal Experimental de la State Universi

ty College of Forestry, Syracuse (New York) f a c i l i t é la madera -

précisa para estos ensayos, para los que se uti lizaron los arbo-

les completos, convenientemente troceados pero sin descortezar, -

de Northern red oak (Quercus Rubra L ,),

Una vez separadas las muestras correspondientes a made

ra del tronco de las ramas, se procedié a su descortezado, toman-

dose dis tin tos discos de ambas, con objeto de determinar la pro-

porcién de corteza. Esta résulté ser 23,48^ pai’a el tronco y -

1 8 , 9 5 ^ para las ramas.

Los ro ll izos y las ramas descortezados fueron seguida-

mente troceados, en una troceadora Carthage de 10 cuchillas, cla-

sificandose a continuacién el troceado y separando las a s t i l la s -

de 2,5 cm x 1 cm x 0,4 cm, aproximadamente, Por su parte, la cor

teza fue troceada a memo hasta un tamaho amilar al de las a s t i

l l a s . Le.s muestras troceadas fueron divididas en porciones apro-

piadas y guardadas en boisas de plastico, una vez determinada la

humedad en muestras separadas. De esta forma, la materia prima f i

brosa requerida para cada coccién estaba contenida en boisas d is

t in tas . En los ensayos de madera con corteza, se calculé la pro-

porcién necesaria de ambas, de acuerdo con los resultados del con

tenido de corteza previamente indicados, mezclandose segun dicha

proporcién y guardandose igualmente en boisas de plastico.

Se efectuaron los analis is quimicos correspondientes a

las cuatro materias prima# utilizadas en este traba jo : madera y -

corteza del tronco o de las ramas. Estas muestras fueron analiza-

das en lo referente a extracto en alcohol-benceno, lignina y pen-

tosanos, de acuerdo con las normas TAPPI respectivas (N-1) (N-2)

(N-3 ), mientras que el contenido de holocelulosa se deterrIné se-


— 46 —

gun el procedimiento descrito por WISE y colaboradores (8 ). Los -

resultados obtenidos aparecen en el cuadro n? 3 »

Las muestras fueron l e jiadas en un digester vertical deO 0‘

acero inoxidable, de 1 f t (0 , 0 2 8 3 m ) de capacidad, con circula-

c i 6n de l e j i a de coccién a traves de un carabiador de calor exter

ne, En cada coccién se emplearon 3*000 g de materia prima (refera,

dos a madera al seco absolute), y el hidromédulo o relacién liquâ.

do/materia prima fibrosa, fue en todos los casos de 3,75:1» Es do

c ir , el liquide empleado en cada coccién fue 1 1 , 2 5 l i t r e s , inclu-

yendo en esta c i f ra la burnedad retenida por las a s t i l la s .

Una vez cargado el digestor, se calenté hasta 1009 C en

unos 15 minutes, y después, la elevacién hasta la temperatura ma

xima se efectué en el tiempo previsto, asI como el tiempo de repo

se a la temperatura maxima. Los dates referentes a las condicio-

nes empleadas en cada coccién vienen resehados en el cuadro n9 4.

Se realizaron très series diferentes de cocciones con -

las cuatro muestras. En la primera de ellas, que pueden denom.inar

se cocciones de "elevado rendimiento", las muestras se le jiaron -

segiin el procedimiento al su lf i to neutro o NSSC (Neutral Sulphite

Semichemical) hasta obtener pastas con un rendimiento de 75^ apro

ximadamente. En la segunda se r ie , o cocciones de "bajo rendimien

to", se variaron convenientemente las condiciones operatorias, -

con objeto de obtener pastas con un rendimiento de 6 5 ^. aproxima

damente . Finalmente, se efectuaron una serie de cocciones por el

proceso semiqulmico al b isu lf i te sédico, hasta obtener pastas con

un rendimiento de 6 5 ^ aproximadamente.

El agente quimico utilizado en las cocciones al sulf ito

neutro fue su lf i to sédico de grade técnico, ahadiéndose bicarbona

to sédico en cantidad suficiente para tamponizar la l e j i a de coc

cién y obtener una l e j i a residual ligeramente alcalina. En las -

cocciones al b is u lf i te , se empleé b isu lf i to sédico de grade técnl

ce que se disolvié en agua a la concentracién requerida.

Al f ina l iza r cada coccién, y antes de procéder a la de^

carga del digester, se toméiron muestras de las le j la s residuales

Norm a UNE 1011 A-4

- 4.7 -

o le j la s negras, por medio de un condensador refrigerado por agua.

Se midié el pH de estas muestras a temperatura ambiante, y se dé

terminé su contenido de Na SO iodométricamente.^ S)

A continuacién, y una vez que el digester liabla perdido

presién, lo que se consigne abriendo la valvula situada en la ta

pa superior, se descargé la madera cocida por la parte inferior.

Las a s t i l l a s fueron primeramente lavadas con agua f r ia , recogien-

do las porciones que pudieran haber quedado dentro del digestor.

Todo ello se realizé sobre un tajniz de tamaho adecuado que impi-

diera toda pérdida de pasta. A continuacién las a s t i l l a s se desfi

braron en dos etapas, en un refino de discos Sprout-Waldron, de -

disco simple rotator io , de 12 pulgadas de diametro. En la primera

etapa, las a s t i l la s se pasaron a una separacién de discos de -

0 , 1 2 5 cm y, en la segunda, a 0 , 0 1 2 5 cm.

La pasta obtenida se prensé para eliminar la mayor can

tidad posible de agua, después de lo cual, las tor tas de pasta se

desmenuzaron en un disgregador adecuado, se pesaron y se tomaron

las muestras correspondientes para la determinacién de la burnedad

y el rendimiento. Las pastas se guardaron en boisas de plastico y

se almacenaron en un refrigerador hasta su posterior evaluacién.

Sobre estas pastas se efectuaron, en primer lugar, los

analis is quimicos correspondientes, determinandose los extractos

en alcohol-benceno, lignina y pentosanos de acuerdo con las res

pectivas normas TAPPI (N-i) (N-4) (N-5), y el contenido de holoc^

lulosa segdn el método de WISE y colaboradores (8 ). Los résulta-^

dos de estos anal is is se muestran en el cuadro n9 5 .

Se refinaron muestras de cada una de las pastas en una

p i la holandesa de laboratorio, VALLEY, de acuerdo con la corres-

pondiente norma TAPPI (N-6 ), hasta alcanzar un grade de refino su

perior a 50- SR, con objeto de estudiar la variacién de las ca-

rac te r ls t ic as mecanicas cç>n el refino. Para ello se prepararon hjo

jas de laboratorio, con muestras de pasta tomadas a diferentes -

grades de refino, y una vez acondicionadas en lo que a temperatu

ra y humedad se re f ie re (N-7 ) se determinaron sus caracterls ticas

. • / . o .

Norm a UNE 1011 A-4

- 4 8 -

mecanicas y épticas de acuerdo con las normas TAPPI (N-8) (N-9) -

(N-10) (N-11).

Las pastas, asi obtenidas, presentaban un cierto contend,

do de pequenas a s t i l l a s y materias extrahas, especialmente las ob

tenidas a par t i r de madera con corteza, por lo que se estudio y -

se puso a punto un sistema de depuracién centrifuga que permitie-

ra eliminar estas impurezas, altamente perjudiciales para la cali.

dad de la pasta. Se empleé para ello un "centricleaner" Bauer de

3 pulgadas de diametro superior. Este "centricleaner" o depurador

centrifugo, se monté de acuerdo con la disposicién indicada en la

fotografla 1. La bomba A toma la suspensién de pasta del depésito

B y la manda al "centricleaner" C. En este, y debido al movimien-

to ciclénico rotative originado, para pro duc i r el cual lia de man-

tenerse la adecuada diferencia de presién entre la parte superior

y la inferior (manémetros y M^), la pasta depurada pasa al de

pésito D de donde se descarga, abriendo la Have E, o se puede p^

sar de nuevo al depésito B (abriendo la Have F y manteniendo ce-

rrada la E), para un nuevo tratamiento de depuracién, si asi se -

desea. Las impurezas se separ an por la, parte infer ior del "centra,

cleaner" (6), arrastrando consigo una proporcién considerable de

pasta. Puede calcularse, de acuerdo con nuestras experiencias que,

después de la primera operacién, un 2 0 - 2 5 ^ de pasta u t i l , se sepa

ra con las impurezas. Por ello, hay que repetir la operacién, una

vez separada la pasta u t i l obtenida, a través de E. Para efectuar

este aegundo tratamiento, se carga el depésito B con la pasta y -

las impurezas recogidas en G, se ahade agua hasta obtener la di

lue ién apropiada (aproximadamente 0,2-0,5^), y se procédé a su dje

puracién. Esta operacién debe realizarse 4 o 5 veces, para dismi-

nuir al maximo la pérdida de pasta con las impurezas. En una ins-

ta lacién industrial esta operacién puede efectuarse en continue y

con una eficacia muy elevada, mediante la instalaoién de los depu

radores centrifuges requeridos, en serie, en los que, los recha-

ces de la depuracién primaria pasan a una segunda sarie de dépura

dores, y asi sucesivamente, hasta obtener una pasta exenta de im

purezas y con un elevado rendimiento de la operacién.

• % 9 / . .


— 49 —

Después de su depur acién, las pastas fueron refinadas de

forma analoga a las pastas sin depurar y se prepararon hojas de -

laboratorio para su anal, i si s . Més adelante se compararan las ca-

rac ter!s t icas de las hojas de papel preparadas a p a r t i r de pastas

sin depurar con las de pastas depuradas, y se discutiran los re

sultados obtenidos.

Por ultimo, las pastas al sulf ito neutro de "bajo rendô.

miento" y las pastas al b isu lf i to , se blanquearon hasta un grade

de blancura de aproximadamente 8 5 ^, medido en aparato Elrepho, m_e

diante un proceso conveneional en très etapas cloro-alcali-hipo-

cloritoo En la primera etapa, las muestras de pasta se trataron,

a una consistencia del 3^, durante 1 hora y a 20-25- C, con la can

tidad requerida de clore (cuadro n9 6 ). En la segunda etapa, las

pastas cloradas se trataron con 2^ de NaOH (referida a pasta al -

seco absolute), a una consistencia del 10^ y a una temperatura de

7 0 9 C, durante 2 horas. En la tercera etapa, las muestras se t r a

taron a un pH de 10,5“ 11 Y a una consistencia del 10 ,, durante 2

horas y a 409 c, con la cantidad précisa de hipoclorito (cuadro -

n9 6). Se determinaron previamente el Indice de permanganate y -

las exigencias de blanqueante, de acuerdo con las normas TAPPI c£

rrespondientes (N-12) (N-1 3 ). El grade de blancura se déterminé -

con un espectrofetémetro Elrepho, utilizando un f i l t r e de 458 m/u.

El blanqueo, como antes se ha indicado, se efectué hasta alcanzar

los 85- Elrepho. La opacidad se déterminé segiin la c erre spondi en

te norma TAPPI (N-i 4).

Las pastas blanqueadas se refinaron y las hojas de labq

rator io fueron analizadas con arreglo a las normas TAPPI antes in

dicadas. . . ......................

Es decir, para nuestros ensayos hemos dispuesto de 26 -

tipos distintos de pasta, de acuerdo con el esquema que se deta-

11a a continuacién:

A o Pastas semiqulmicas al sulf i to neutro de "elevado rendimiento"

(7 5 #).A. 1. A par t i r del tronco.

— A0 II. Con corteza.

Norm a UNE 1011 A-4

- 50 -

A.111. Sin depurar ( 1 )

A.112, Depurada (2)

A.12 Sin corteza.

A.121. Sin depurar (3 )

A.122. Depurada (4)

A.2o A partir de ramas

A.21 . Con corteza

A.211, Sin depurar (5 )

A.212. Depurada (6)

A.22 Sin corteza.

A.221. Sin depurar (7 )

A. 222, Depurada (8 )

B. Pastas semiqulmicas al sulfito de "bajo rendimiento" ( 6 ^/0 ) ,

Bo 1 . A par tir del tronco.

B.11 . Con corteza.

B. 111. Sin dep,urar (9 )

B,1l2c Depurada (lO)

B.II3 . Blanqueada (11)

B.12. Sin corteza

B. 121. Sin depurar (l2)

B. 122. Depurada ( 1 3 )

B.1 2 3 . Blanqueada (l4)

Bo 2 , A par t i r de ramas.

B, 21 . Con corteza

B.211. Sin depurar ( 1 5 )

B.212. Depurada ( 1 6 )

B.2 1 3 . Blanqueada (l7)

Bo22. Sin, corteza.

B,221. Sin depurar ( 1 8 )

B.222. Depurada ( 1 9 )

B.2 2 3 . Blanqueada (20)

C. Pastas semiqulmicas al b isu lf i to (rendimiento 6 5 ^)

N orm a UNE 1C11 A-4

%- 51 -

C, 1 .A pa r t i r de ramas.

G. 11 . Con corteza

C. 111 . Sin depurar (21)

C,112. Depurada (22)

C.1 1 3 . Blanqueada (2 3 )

C.12. Sin corteza.

C.121. Sin depurar (24)

Co 122. Depurada (2 5 )

C.1 2 3 . Blanqueada (2 6 )

Esta variedad de pastas, obtenidas a p a r t i r de la mis-

ma especie fo res tal , ha permitido, en.primer lugar, estudiar la -

viabilidad de los dos proceso s semiqulmioas elegidos (sulf ito neu

tro y b isu lf i to ) con este tipo de maderas y, en segundo lugar corn

parar los resultados obtenidos empleando como materia ,prima, madu

ra procedente del tronco o de las ramas, tanto descortezados como

aprovechando su corteza. Se han estudiado también los efectos de

una depuracién centrifuga sobre estas pastas, en e special de las

obtenidas a p a r t i r de madera con corteza, asi como de su blanqueo.

Finalmente se han comparado los resultados obtenidos con ambos -

sistemas de le j iado , para deducir cual de elles es el mas adecua

do para este tipo de materia prima. En los apartados que se inclu

yen a continuacién, se diseuten ampliamente los resultados obtenu

dos.

3.22. Analisis de los resultados obtenidos

3 .221. Caracteristic as quimicas.

En el cuadro n9 3 se recogen los resultados del anal i

s is quimico de las diferentes materias primas fibrosas empleadas.

Las maderas del tronco y de las ramas muestran pequenas

diferencias en su composicién quimica. Estas diferencias son, sin

embargo, acusadas s i se compara la composicién de las maderas con

la de las cortezas. El contenido de lignina es extremadamente elje

vado en ambas muestras de corteza, espe cialmente en la correspon-

diente al tronco. En la lignina obtenida a p a r t i r de corteza se -

Norm a UNE 1011 A-4

- _52 -

observa un residue de color negro, que no puede ser considerado -

propiariiente como lignina. Este residuo "no celulosico", que pro-

viene probablemente de la parte externa de la corteza, puede iii-

f lu i r sobre el consume de productos quimicos durante la coccién.

De hecho, la mayor parte de este material se élimina durante la -

coccién, ya que no se aprecian diferencias sustanciales en el con

tenido de lignina de las pastas obtenidas a p a r t i r de muestras de

madera con o sin corteza (cuadro n9 5 ), La pequeha porcién de es

te material que queda en la pasta se élimina en la depuracién cen

trifuga.

El contenido de lignina de las pastas al su lf ito neutro

de 7 5 ^ de rendimiento es, en general, y como era légico esperar,

elevado, lo que ya supone una indicacién de que estas pastas no -

son adecuadas para blanqueo. De iiecho, este puede ser consider ado

como una continuacién del proceso de coccién, que tdm.de a elimi

nar la mayor parte de la lignina residual, procurando no degradar

la fraccién celulésica de las pastas. Si el contenido de lignina

es elevado, no cabe duda que el proceso necesario para su élimina

cién sera, en primer lugar costoso, y en segundo lugar, no se po-

dra efectuar un ataque selective de la lignina, con lo que una -

parte de la fraccién celulésica (celulosa y hemicelulosa) , sera -

degradada, en perjuLcio del rendimiento y la calidad de la pasta -

f in a l . Por lo demés, un contenido elevado de lignina es normal en

este tipo de pastas, que se u t i l izan en la fabricacién de produc

tos papeleros que no precisan pastas blanqueadas para su elabora-

cién, taies como cartones, papel para ondular, papeles para envol,

ver , etc.

Las pastas al sulfito neutro con rendimiento del orden

del 6 5 ^ muestran un contenido de lignina considérablemente mener

y un contenido de holocelulosas superior, lo que las hace mas -

apropiadas para ser blanqueadas. Las pastas al b isu lf i to de 6 5 ^ -

de rendimiento muestran un contenido de lignina ligeramente supe

r io r al de -las past as al sulf ito neutro del mismo rendimiento, -

blanqueandose también con re la t iva facilidad, aunque, como era de

esperar, requirieron una cantidad también mayor de agente de blan

queo que las pastas al sulf ito neutro.

. • • / • • •

N o rm a UNE 1011 A-4

~ 5 3 -

Es interesante destacar el elevado porcentaje de holce-

lulosas de las pastas al sulfito neutro de 6 5 ^ de rendimiento. Es,

te hecho, junto con la proporcién de pentosanos retenidos después

de la coccién, y el bajo contenido de lignina, las hacen especial,

mente adecuadas para su blanqueo, el cual, como luego se vera, se

efectda con facilidad y con un consume to tal de cloro que puede -

considerarse como normal.

3 . 2 2 2 . Rendimiento y consurno de productos quimicos

El rendimiento viene influenciado por la concentracién

de productos quimicos en la l e j i a de cocnLén y, sobre todo, por el

consume durante la coccién. En los ensayos efectuados, l a tempera

tura maxima se mantuvo constante para cada serie de cocciones, -

siendo de 1709 C en las cocciones al sulf ito neutro y 1 6 5 - C en -

las cocciones al b isu lf i to . El hidromédulo, igualmente, se mantu

vo constante en todas las cocciones, consovandose la relacién de

3 ,7 5 : 1 .

Se observé, en primer lugar, la clasica disminucién del

rendimiento que tiene lugar al aumentar el tiempo de coccién, per

maneciendo constantes las demas variables del proceso. En el caso

de las cocciones al sulfito neutro de elevado rendimiento (cuadro

n9 k ) , el tiempo de tratamiento fue el mismo en todas las coccio

nes: 1 hora de impregnacién hasta alcanzar la temperatura maxima,

y 1 / 2 hora a la temperatura maxima. Las pequenas diferencias en -

el rendimiento se deben a las diferentes cancteristicas qudimicas

y morfolégicas de las muestras (9 ).

Si se représenta el consume de productos quimicos dur an

te l a coccién, en funcién del rendimiento en pasta, se obtiene una

l ine a recta para cada una de las cuatro muestras (figura n9 3 ) * ~

Es t ipico de esta representacién grafica, l a disminucién del ren

dimiento a medida que aumenta el consume# Las rectas correspon

dientes a las pastas procédantes del tronco, con y sin corteza, -

muestran una pendiente diferente a las procédantes de ramas#

Cuando se l e j i é hasta el mismo rendimiento, en el caso

de pastas de "bajo rendimiento", el consurno fue superior en las -

• m 0 / o • •

Norm a UNE 1011 A-4

— 54 “

muestras exentas de corteza que en las que contenian corteza. Esto

no esta en contradiccién con previas investigaciones (T-7 6 ) (T—74)

(9 ) ( 1 0 ) de que las muestras que contenian corteza, consuinen mas

agente quimico de coccién que las muestras exentas de corteza, ya

que en dichas investigaciones, las muestras con y sin corteza fu^

ron lejiadas en identicas condiciones operatorias, pero no hasta

el mismo rendimiento. En nuestro caso, las cocciones nos. 21 y 22

(cuadro n2 4), que corresponden respectivamente a muestras con y

sin corteza, fueron lejiadas en las mismas condiciones y , como -

puede verse, el consume fue superior en la muestra que contenia —

corteza. Pero cuando se l e j i a hasta un mismo rendimiento, u t i l i —

zando la misma concentracién quimica in ic ia l , se observa que se —

requieren tratamientos mas prolongados en las muestras exentas de

corteza (muestras 18 y 19; 20 y 23; 22 y 2 5 ) 0 La explicacién a e^

te hecho reside en la elevada solubilidad de la corteza, que hace

que el rendimiento disminuya grandemente a medida que los consti-

tuyentes de la corteza se solubilizan en la l e j i a alcalina de co^

cién, cë acuerdo con los resultados del cuadro n9 3 , La de l ign if i -

cacién, mientras tanto, progresa muy lentamente, entre otros motr

vos por la disminucién de la concentracién de la l e j i a de coccién.

Como resuliado de ello , al alcanzar el nivel de rendimiento fijado,

se ha disuelto una gran proporcién de las sustancias constituyen-

tes de la corteza, mientras que la materia prima esta, en esencia,

practicamente sin delignificar o muy poco delignificada. Como la

solubilizacién de dichos constituyentes es rapida, se llega al -

rendimiento deseado en un tiempo mas corto del requerido por las

muestras sin corteza, en las que hay una efectiva delignificacién

de la materia prima empleada, proceso éste que procédé mas lenta

mente que el de solubilizacién de los componentes quimbos de la -

corteza.

En las cocciones de alto rendimiento, las cosas, por el

contrario, son algo diferentes ya que, incluse lejiando en las -

mismas condiciones, las muestras sin corteza consumen mas que las

muestras con corteza. Esto es debido, probablemente, al hecho de

que el material no celulésico de la corteza es menos accesible al

ataque de los productos quimicos que el material no celulésico de

la madera. Segiin KURTH (T-85 ), la un ' 6n ligno-celulésica en la

• • • / • • j


corteza es mas resis tente que en la madera. Por ello , el corto ci

d o de coccién utilizado en las cocciones de alto rendimiento -

(cuadro n9 4), hace que se efectue un ataque mas suave sobre los

constituyentes de la corteza y, en consecuencia, el consume qulrni

CO es mener que en el caso de emplear muestras oon corteza. -

BROWN (T-1 3 ) encontré, estudiando la influencia de la corteza en

el lejiado al sulfate de Quercus Rubra (red oak) y Quercus veluti.

, na (black oak), que el consume, al l e j i a r la corteza, era proxim,a

damente el mismo que al le j ia r la madera.

Al comparar las maderas del tronco y de las ramas, des

de el punto de vis ta del consume quimico, se observa que, en el -

caso de rendimientos elevados (aproximadamente 7 5 ^), las maderas

de las ramas consumen mas agente de coccién que las de1 tronco, -

independientemente de que se ut il icen muestras con o sin corteza,

pero sobre la base de rendimientos sirnilares (figura n9 3 ), Sin -

embargo, en el caso de rendimiento mas bajo (aproximadamente 6 3 ^),

el cuadro es inverso: las muestras del tronco consumen mayor pro

porcién de agente de coccién que las de ramas. El contenido de -

lignina es ligeramente superior y el de holecelulosas ligeramente

infer ior en las muestras del tronco. Ademas, el contenido de l ig

nina es bastante elevado en la corteza, especdelmente en la del -

tronco. Este contenido elevado de material no celulésico en las -

muestras del tronco explic an el mayor consume de estas muestras,

para el nivel infer ior de rendimiento, comparadas con las muestras

de las ramas, con un contenido menor de lignina. En el nivel supje

r io r de rendimientcb por el contrario, en el que las condiciones

operatorias son bastante moderadas,'sélo se élimina una pequeha -

fraccién de la lignina, por lo que el consume es superior en las

muestras de ramas, que tienen un contenido menor. Ademas, muy pr_o

bablemente, la lignina de las ramas, de mas reciente formacién -

que la del tronco , es decir "mas j oven", se comporta frante a los

reactivos quimicos de una forma diferente que la del tronco.

Las cocciones al b isu lf i to , para un mismo rendimiento -

en pasta, consumen menos reactivo y son apreciablemente mas cor-

tas que las efectuadas por el proceso al sulfito neutro. Desde un

pnnto de vista econémico, ésto supone una importante considera-

Normo UNE 1011 A-4

- 56 -

cion a tener en cuenta, la que, a su vez, inf lu ira sobre el proche

so que lia de seleccionarse cuando se tra te de aprovechar una mat^

r ia prima similar a la empleada en nuestro trabajo. Esto es espe-

cialmente cierto cuando las caracteris ticas mecanicas no const i tu

yen un factor decisive, puesto que estas carac teris ticas son con-

siderablemente superiores en las pastas semiqulmicas al su lf i to -

neutro, compciradas con las pastas semiqulmicas al b isu lf i to del -

mismo rendiininnto,

3 . 2 2 3 . Compox’tarniento durante cl refino

Las pastas al sulfi to neutro, obtenidas a par t i r de mue

tras con corteza, lejiadas hasta un rendimiento de 75^, se r e f i -

naii mas facilmente que las pastas obtenidas a par t i r de muestras

exentas de corteza del mismo rendimiento. Esto puede observarse -

en los cuadro s nos. 7 Y 8, y en la figura n9 4, donde se h an traza

do las curvas correspondientes al grade de refino en funcién del

tiempo de.refino. Segun se desprende de estas curvas, las pastas

"con corteza" alcanzan un determinado grado de refino en un tiem

po mas corto que las pastas "sin corteza". Esto se debe a que la

presencia de corteza en una pasta, hace aumentar la proporcién de

"finos" en e l la . Estos "finos", facilmente hidratables, compactan

mas la capa fibrosa que se desgôta durante la determinacién, lo -

que hace que aimiente el grado de refino, con respecto a las pas-

tas que no contienen corteza. Este hecho no debe conducir a una -

int erpr et acién errénea del fenénieno. En realidad, en un sentido -

correcto de lo que se entiende por refino de fibras, las de las -

pastas "sin corteza" estan reaimente mas refinadas que las de las

pastas "con corteza". Observaiidolas al microscopic, las primeras

presentan una mayor f ib r i lac ién externa y es notorio un mayor -

arrancamiento de las capas externas que en el caso de fibras de -

pastas "con corteza", lo cual es légico, ya que el tratamiento m

canico en la p i la holandesa de estas éltimas ha sido mas corto. -

Sin embargo, los fines, procédantes principalmente de l a parte ex

terna de la corteza, obturan los espacios entre fibras contiguas,

originando un peor desgote de las pastas "con corteza" y, consi-

guientemente, un valor mas elevado del grado de refino,

. . . / . . .N o r m a UNE 10)1 A-4

- . 5 7 “

Por la misma razén, las pastas depuradas se refiiiaii con

mas dificultad que las no dopuradas, como puede observarse también

en las curvas de la figura ri9 4, Esta diferencia en la velocrdad

de refino es mas acusada en las pastas "con corteza". La depura

cién centrïfuga élimina la mayor parte de los "finos" y, por con-

siguiente, de acuerdo con lo que antes se ha apuntado, se requie

ren tiempos de refino mas prolongados para aJcanzar un determinado

nivel en el grado de refino. Volvemos a in s i s t i r en que, aiin cuan

do anbos tipos de pastas -"con y sin corteza"- presenten un grado

de refino idéntico, las f ibras de las pastas "sin corteza" esta-

ran de hecho refinadas mucho mas reaimente que las "con corteza",

Esto se pondra de manifiesto al examinar las caracter is ticas meca

nicas de los papeles fabricados con ambos tipos de pastas, ya que,

como se sabe, la res is tencia de un papel viene determinada princâ.

palmente, por el refino de las fibras, aisiadamente consideradas.

Baste recorder que el arrancamiento de las capas externas y la f^

brilacién interna y externa de las f ibras , originadas como conse-

cuencra del refino, hacen més accesibles las rég iones internas de

las f ib ras , donde se encuentran en mayor proporcién la celulosa y

las hemicelulosas, Estas dltimas y la fraccién amorfa de la celu

losa, presentan numerosos radicales oxidrilo que pueden formar, y

de hecho esto es lo que sucede en el proceso de fabricacién del -

papel, puent e s de H con radicales sirnilares de las f ibras c ontI-

guas. Este "afieltramiento" de fibras contiguas, confiera al pa

pel una gran resis tencia , que depende, naturaimente, del tipo de

fibras que se refinan y del tipo y extensién del tratamiento meca

nico a que se las ha sometido.

Las pastas semiqulmicas al sulf ito neutro de 6 5 ^ de ren

dimiento y las pastas semiqulmicas al b isu lf i to , se comportan de

una manera similar a como lo hacen las pastas de 75^ de rendimien

to, como puede observarse en las figuras nos. 5 y 6, Los tiempos

de refino, para alcanzar un determinado nivel del grado de r e f i

no, son mas elevados en las pastas depuradas, especialmente en el

caso de la pasta al b isu lf i to (figura n9 6). Esto es una indica

cién de que en el depurador centrifugo se ha eliminado una gran -

proporcién de finos y particulas pequenas que estaban inicialmen-

* • * / • • •

N o rm e UNE lO î l A-4

— 58 —

te présentas en las pastas. Otra razén para explicar la mayor d lf i

cultad de las pastas al b isu lf i to depuradas, para ser refinadas,

se encuentra en su mayor contenido de j.ignina, si las comparâmes

con las pastas al sulfi to neutro. La lignina, concentrada p r inc i

palmente en la "laminilla media", que es el agente cernent ante que

mantiene unidas unas fibras con otras en la madera, protege a las

fibras de la accion mecanica del refino, impidiendo que este pro-

grese en el sentido deseado. Por ello, una pasta con un contenido

elevado de lignina se refina nas lentamente que una pasta mas de

l ig n if icada.

El comportamiento de estas pastas en el refino mejora -

después del blanqueo, tanto en las pastas procédantes de muestras

exentas de coteza como en las "con corteza". El tiempo necesario

para el refino se reduce especialmente en las pastas al b isu lf i to ,

llegando a ser incluso menor que en el caso de pastas sin depurar.

Esto se explica por la considerable reduccién del contenido de -

lignina en las pastas como consecuencia del blanqueo. Este, en -

esencia, es una continuacién del proceso de coccién, en el que, -

mediante la eleccién de un agente adecuado, que normalmente es un

compuesto de cloro, se actua de una forma mas especlfic a sobre la

lignina, preservando de degradacién el m ater ia lœlulésico. Al eH

minarse una gran proporcién de la lignina residual en las pastas,

como consecuencia del blanqueo, aumenta la proporcién de la f rac

cién de hidratos de carbone, facilmente hidratables, con lo que -

aumenta la facilidad de refino. A esto se une un aumento en l a -

proporcién de finos y partroulas fibrosas, generadas también du

rante el blanqueo, que origina un acortamiento de una parte de -

las fibras originalmente présentes en la pasta cruda.

3 , 2 2 4 . Caracteristicas mecanicas

En los cuadros nos. 7 a 13 se recogen los resultados ob

tenidos en la evaluacién de las diferentes pastas. Con estos da-

tos se ha efecbuado una comparacién de muestras similares, con y -

sin corteza, antes y después de ser depurada y también después de

su blanqueo (figuras nos. 8 a l4), Posteriorniente, se comparar on

las pastas de rendimiento 6 5^ obtenidas a p a r t i r de muestras pro-

• • » / . o .

Norm a UNE 1011 A-4

- 5 9 -

cedentes del tronco o de ramas (figuras nos. 15-26) y, finalmente

se efectué una conparacién de pastas al sulfito neutro de muestras

de ramas con las pastas al b isu lf i to , con y sin corteza, con obje

to do determinar la utilidad de ambos, procesos con esta materia -

prima (figuras nos. 2 7 y 28).

Lo primero que se pone de manifiesto al observar los r^

sultados de la evaluacién de las diferentes pastas, es que las ca

rac ter is t icas mecanicas de las obtenidas mediante el proceso al -

su lf ito neutro, mejoran notablemente a medida que disminuye el -

rendimiento c Esto se observa con mas claridad en la representa

cién graf ica de la figura n9 7, en la que se îian comparado la Ion

gitud de rotura y el factor de desgarro de las d is t in tas pastas -

a un grado de refino de 30- SR. Este hecho es normal, ya que un -

rendimiento inferior presupone una delignificacién mas intensa de

la materia prima, lo quepermite, durante el refino, disponer de -

un mayor néraero de lugares para cl establecimiento de uniones in-

terfibrares mediante puent es do ÎI.

Las caracteristic as mecanicas de las pastas al sulf ito -

neutro de rendimiento 75^> procédantes de ramas, son inferiores a

las procedentes del tronco del mismo rendimiento, en el caso de -

pastas sin depurar (figuras nos; 15 y l6). Esta ténica se mantiene

después de depurar las pastas, aunque las carac te r is t i cas mecani

cas de todas el las aumentan una vez depuradas (figuras nos. 17 y

18), de acuerdo con lo que antes ya se ha indicado.

En pastas procèdent es de madera con corteza, del mismo

rendimiento, las de las ramas muestran caracteris ticas mecénicas

ligeramente superiores a las del tronco, si se exceptiia la r e s i s

tencia del desgarro (figuras nos. 21 y 22). Después de su dspura-

cién, sin embargo, las pastas procedentes de madera del tronco -

presentan caracter ls ticas ligeramente superiores a las proceden

tes de las ramas (figuras nos. 23 y 24). Esto se debe a que antes

de ser depuradas, la proporcién de corteza es mayor en las mues

tras del tronco, lo que hace que su resis tencia présente valores

por debajo de los correspondientes a las muestras de las ramas, -

en 1 as que la proporcién de corteza es menor. La depuracién cen-

• • • / • o •

Norm a UNE 1011 A-4

— 6 0 —

trifuga sépara la mayor parte de las paticulas que cons bit uyen la

parte externa de la corteza, lo que hace que los valores para la

res is tencia de las pastas depuradas procedentes del tronco sean -

superiores, aunque solo ligeramente, a los de las pastas depura

das de las ramas o

Las pastas al su lf i to neutro procedentes de madera dol

tronco sin corteza, de 6 5 ^ de rendimiento, son mas résis tan tes -

que las de las ramas del mismo rendimiento, si se exceptua la re

sis tencia al plegado (f iguras nos. 17 y I8 ). La de pur ad. on caribia.

esta ténica, y sélo la resis tencia al desgarro de las pastas pro

cedentes del tronco permanece superior, una vez que las pastas -

h an sido depuradas (figuras nos, 15> 16 , 17 y 18). En muestras

que contienen corteza, tanto antes como después de la depuracién

centrifuga, las pastas procedentes de las ramas son claramente su

periores a las procedentes del tronco (figuras nos, 21, 22, 2 3 y

24). El blanqueo tiende a igualar ambos tipos de pastas, que sélo

muestran ligeras diferencias una vez que han sido blanqueadas (fj.

guras nos. 19» 20, 2 5 y 26).

Ha sido, pues, ampliamente demostrado, que las caracte-

r i s t i c a s mecénicas de las pastas procedentes de muestras que con

tienen corteza son notablemente inferiores a las pocedentes de -

muestras exentas de corteza, cualquiera que sea el nivel de rendu

miento aloanzado o el proceso de coccién utilizado. Esto quetâ, -

claramente reflejado en las curvas de las figuras nos. 8 a 12, pa

ra las pastas semiqulmicas al su lf ito neutro, y en la de las figu

ras nos. 13 y 14 para las pastas semiqulmicas al b isu lf i to . Por -

consiguiente, puede af irm ar s e que la presencia de corteza en la -

materia prima original, al menos en Ja proporcién en que se encuen

t ra naturaimente, tendera a producir pastas oon carac ter is t icas -

mecanicas inferiores a las que pre sent arian las pastas obtenidas

a p a r t i r de la misma materia prima exenta de corteza.

Se ha puesto de manifiesto, igualmente, que dichas ca

ra c te r i s t ic as se elevan apreciablamente, en todos los casos, si -

se rea l iza un proceso de depuracién centrifuga de las pastas. Los

incrementos medios de aumento son superiores en las pastas obtenu

. • . / • . .


~ 6 1 —

das a pa r t i r de muestras de madera con corteza que en las muestras

de madera exenta de corteza. Adomaï y ésto es importante, los va

lores correspondientes a las pastas depuradas, procedentes de mue_s

tras con corteza, son, en algunos casos, superiores a los de las

pastas procedentes de muestras exentas de corteza. Este fenémeno

es especialmente s ignificative en el caso de la resis tencia al e_s

ta l l ido , y menos claro en la res is ten ia a la traccién.

Al t ra tar de explicar el motive de que las pastas proc^

dentes de madera con corteza presenten un incremento en sus carac-

te r i s t ic a s mecénicas superior al de los obtenidos a p a r t i r de ma

dera exenta de corteza, mediante una depuracién centrifuga, deben

tenerse en cuenta dos cosas. En primer lugar, que la depuracién -

centrifuga élimina "fines" y otras pequenas particulas proceden

tes de la parte externa de la corteza, mientras que permanecen en

la pasta las fibras de ]a parte interna de la corteza, de una lon-

gitud media superior a la de las fibras de la madera, lo que supo

ne que la longitud media efectiva de f ib ra en la pasta aumenta. -

En segundo lugar, no debe olvidarse que la res is tencia al est a i l i.

do y la res is tenc ia a la traccién estan directamente relacionadas

con la interaccién in te r f ib r i l a r originada por la formacién de en

laces por puentes de H entre fibras contiguas (T-1 5 ) ( i l ) . El

principal factor que condiciona.la res is tencia a la traccién es -

el numéro y tipo de enlaces in te rf ib r i la res (T-15). La relacién -

entre la res is tencia a la traccién y la superficie re la t iva de

una f ib ra adherida mediante este tipo de enlaces con fibras cont^

guas, fue estudiado por NORDMAN (l2), quien dedujo que el consid^

rable aumento conseguido en la res is tencia de una pasta, mediante

el refino, debla a t ribuirse , en primer lugar, al "hinchamiento" y

p last if icac ién de las f ibras , producidos durante el tratamiento -

mecanico, lo cual, junto con la f ib r i lac ién interna de las f ibras ,

conducéa al contacte de areas més extensas entre fibras contiguas.

Es decir, aumentaba la densidad de las zorîas unidas mediante enla

ces por puent es de H en estas partes de las f ibras . La longitud -

de f ibra , sin embargo, parece jugar un papel menos importante en

la res is tenc ia a la traccién que en la res is tencia al es ta l l ido ,

CLARK ( 1 1 ) dedujo que la resis tencia a la traccién era proporcio-

nal a la ra iz cuadrada de la longitu : media de fibra , mientras

N orm a U ■IE 1011 A-4

“ 62 —

que la res is tencia al estallido era proporcional a la longitud

dia de f ibra . Finalmente, VAN DER AXKER ( 1 3 ) sugirié que la con-

tribucién, comparativamente pequeha, de la longitud de f ib ra a la

resis tencia a la traccién se debfa a que la res is tencia de un en

lace no es proporcional a la longitud del enlace en la p o s ic ié n -

paralela a la direccién del esfuerzo de traccién, sino que, a par

t i r de un determinado valor limite, se gana poco en resis tencia -

al aumentar la longitud del enlace.

De lo anterior se deduce que la eliminacién, por dépura

cién, de una gran parte del material no celulésico presente en la

pasta, f a c i l i t a la albesion in te r f ib r i l a r y, por consiguiente, au

mentan las caracterls ticas mecanicas de dicha pasta. Los elevados

valores obtenidos con pastas procedentes de muestras de madera

con corteza, superiores algunas veces a las de las muestras exen

tas de corteza, como antes se ha visto, deben atribuirse al aun en

to del area susceptible de unirse mediante enlaces por puentes de

H con fibras contiguas, como consecuencia del aumento en la long^

tud media de fibra . Otro factor que influye sobre los valores de

las caracter ls ticas mecanicas de las pastas obtenidas a p a r t i r de

muestras con corteza, después de ser depuradas, es que estas con

sumen mas reactivo durante las primeras etapas de la coccién, por

lo que el componente celulésico résulta menos atando que en las -

muestras exentas de corteza. El blanqeo élimina una parte de la -

lignina residual, pero es un proceso menos drastico que la coc

cién, y, por tanto, la celulosa de las muestras con corteza resud

ta menos degradada que la de las muestras exentas de corteza.

La influencia de las fibras relativamente largas de la

parte interna de la corteza, es muy marcada en la res is tencia al

desgarro, ya que ésta depende fundamentaimente de la longitud de

f ibra , y ya se ha visto que ésta a'umenta en las pastas proceden

tes de muestras con corteza, después de ser depuradas. Uno de los

efectos del refino es acortar las f ibras , por lo que en las cur

vas de refino de todas las pastas se observa, mas o menos c lara

mente, una subida en la curva de la res is tencia al desgarro, has

ta alcanzar un maxime, a p a r t i r del cual, decrece de nuevo. La su

bida in ic ia l se debe a que, en las primera etapas del refino no -

. . . y/ . . .Norm a UNE 1011 A-4

— 6 3 —

se ha empezado a producir el acortamiento de laë f ibras , y el cr^

clente aumento en la formacién de enlaces in te r f ib r i la re s contri-

buye al crecimiento de la resis tencia al desgarro, Sin embargo, -

una vez que se generaliza el acort aniento de las f ibras , este -

efecto supera al de formacién de enlaces, y la pasta muestra vaH

res decrecientes para su resis tencia al desgarro. En las curvas -

de la figura n9 11 se observa que los valores para el factor de -

desgarro de las pastas depuradas son superiores a los de las pas-

tas sin depurar, tanto en las pastas de elevado como en las de ba

j o rendimiento, lo mismo en las muestras del tronco como en las -

de ramas, Esto se debe, como es légico, al aumento de la longitud

media db f ib ra pro duc ido como consecuencia de la depuracién que, -

como antes se ha vis to , élimina una gran proporcién de fines y -

particulas cortas présentes en las pastas sin depurar.

Una carac terls ticas f is ic a de las pastas celulésias , e^

pecialmente interesante en las pastas destinadas a la elaboracién

de papeles de impresién, es el volumen especifico o mano, defini-

do por el volumen ocupado por la unidad de masa. En papeles de im

presién, en general, se requiere una mano elevada, es decir, un -

volumen especifico elevado o, lo que es lo mismo, una densidad pje

queha. Se observa, en las curvas de la figura n9 8, que las pas-

tas de cualquier tipo, entre las estudiadas en el présente traba

jo, presentan un mayor volumen especifico antes de ser depuradas.

Este hecho viene dado por la presencia, en las pastas sin depurar,

de una gran proporcién de particulas y pequenas a s t i l la s proceden

tes de la corteza y de la misma madera que, al interponerse entre

fibras contiguas, imposibilita la formacién de enlaces in te r f ib r i

lares o, lo que es lo mismo, d if icu l ta la compactacién de las f i

bras al formar las hojas de ensayo. Por consiguiente, la densidad

de estas pastas es pequeha y su inversa, el volumen especifico, -

grande. La disminucién del volumen especifico vuelve a ponerse de

manifiesto al blanquear las pastas ya que enfonces, al eliminar -

una gran parte de la lignina residual présente en las pastas cru-

das, aumenta la proporcién de zonas en la que pueden establecerse

uniones in te r f ib r i l a r e s , lo que produce una mayor compactacién en

tre las f ibras . Esto se traduce en una mayor densidad de las pas-

tas y, por consiguiente, en un menor volumen especifico. En cuan-


- 64 -

to a la comparaci6n entre pastas procédantes del tronco y de ramas,

de muestras sin corteza, se observa una superioridad en el volumen

especifico de las pastaa procédantes de ramas, lo que, quizâ se -

deba a una diferente configuracion estructural de las l ibras "mas

jdvenes" de las ramas, con relacidn a las del tronco (figuras nos*

1 5 » 17 y 1 9 ). En las pastas obtenidas a par t i r de muestras con -

corteza, sin embargo, sucede todo lo contrario, es decir presen-

tan mayor volumen ospec^fico las pastas procédantes del tronco, -

excepto en el caso de las pastas blanqueadas (figuras nos. 2 1 , 2 3

y 2 5 ). Si se observan estas curvas detenidamente, se vera que la

diferencia entre lo s valores del volumen especifico del tronco y

de ramas, bastante acusada en el caso de pastas ân depurar (figu

ra n9 21), disminuyen hasta obtenerse valores muy similares en el

caso de pastas depuradas, y l l eg a r , en el de pastas blanqueadas,

a ser superiores las correspondientes a las pastas procedentes de

ramas,

3,225. Caracterlsticas 6pticaSo

El grado de blancura, tanto de las pastas crudas al sul

f i to neutre como de las al b isu lf i te es, naturalmente, bajo, aun-

que la depuraci6n centrlfuga lo mejora, como puede observarse en

les cuadros nos, 7» 8 y 9* En el caso de las pastas al su lf i te -

neutre, el grado de blancura aumenta apreciablemente a medida que

disminuye el rendimiento. Este aumento en el grado de blancura, -

cuando el rendimiento disminuye desde 75 a 6 5 ^ es de 12-14 puntos.

Las condiciones operatorias utilizadas, mas drasticas cuanto me

ner es el rendimiento, eliminan una mayor proporcidn del componen

te no celuldsico de las maderas, aumentando la proporci6n r e l a t i -

va de celulosa y, con ella , el grado de blancura de las pastas, -

Las paftlculas oscuras sin l e j i a r o parcialmente le jiadas, proce

dentes de la parte externa de la corteza, se eliminan durante la

depuraoion centrïfuga, pero la fraccidn existante de estas p a r t i -

culas es relativamente pequena, por lo que su eliminacidn se t r a

duce s6lo en un ligero aumento del grado de blancura.

La opacidad parece ser mas elevada eii las pastas al suJL

f i to neutro de elevado rendimiento que en las de mener rendimien-

, , , / • , ,N orm o UNE 10)) A-4

- , 65 “

to, asl como en las i>astas sin depurar comparadas con las depur a-

dase Esto se debe a que los "linos" y pequenas particulas, presen

tes en mayor numéro en las pastas de elevado rendimiento y en las

pastas sin depurar, ocupan los in ters t ic ios existantes entre las

f ibras , haciendo, por consiguiente mas opacas las hojas de papel

obtenidas con diclias pastas.

3 . 2 2 6 , Comparaci6n entre las pastas semiqulmicas al su lf i to neu-

tro y al b i s u l f i t e ,

Estas pastas han sido previamente comparadas en lo que

concierne a su comportamiento durante el refino.

Las caracter ls t icas mecânicas de las pastas semiquimicas

al su lf ito neutro y al b isu lf i te , procedéntes de muestras de ramas,

se han comparado en las figuras nos. 7 » 27 y 28,

Las pastas al sulfitoneutro muestran valores de las ca-

rac te r is t ic a s mecânicas superiores a 3as de las pastas al b isu lf i - '

to, tanto antes como despuâs de la depuracion centrlfuga, as! co

mo despues del blanqueo. Las diferencias son mas acusadas en las

pastas procedentes de muestras de madera con corteza, Esto se de

be, indudablemente, a que, para el mismo rendimiento, las pasta -

al b isu lf i to presentan un contenido de lignina residual superior

al de las pastas al sulfito neutro, lo que indica que durante la

cocci6n al b isu lf i to , se lia eliminado, por degradacion, una frac-

c i 6n mayor de hidratos de carbono que son los que, al f in y al ca

bo, contribuyen a la resistencia de una pasta.

En la figura n 7 , se han comparado estas pastas en lo

que se refiere a la longitud de rotura y resis tencia al desgarro,

para un grado de refino de 3 O- SR. Las pastas crudas al b i s u l f i

to, de 6 5 ^ de rendimiento, presentan una longitud de rotura muy -

parecida a la de las pastas crudas al sulfito neutro de 7 5 ^ de -

rendimiento. La longitud de rotura de las pastas al sulf ito neu

tro de 6 5 ^ de rendimiento, es notablemente superior a la de las -

pastas al b isu lf i to del mismo rendimiento, tanto en el caso de -

pastas crudas como en el de pastas blanqueadas.

N o rm o U N E 1011 A -4

— ou -

El factor de desgairro de las pastas crudas al b i s u l f i t e ,

de 6 5 ^ de rendimiento, es comparable al de las pastas crudas al -

su l f i to neutro de 75^ de rendimiento, pero despues del blanqueo,

el fac to r de desgarro de las pastas al b isu lf i to alcanza un valor

muy parecido al de la s pastas blanqueadas al su lf i to neutrode 6 5 ^

de rendimiento.

3 . 2 3 . Resumen de los r e s u l t ados obtenidos

Dentro del proposito general de este trabajo, consister

te en encontrar un aprovechamiento racional de la madera de las -

e species de Quercus mas abuiadantes de nuestro pais, se ha rea l ize

do un estudio sistemâtico de los dos procesos semiquimicos mas -

idâneos para estas especies, el proceso al su lf i to neutro o N S S C

(neutral sulphite semichemical) y el proceso al b i su l f i to . Puesto

que estes procesos eran prâcticamente desconocidos en Espaha, es

ta parte del trabajo se ha realizado en la Universidad del Estado

de j Nueva York, Syracuse (ES.ITU), con gran experiencia en estes -

nuevos sistemas de pasteado, como lo prueba el que otro de los -

procesos semiquimicos, el Cbemigroundwood o proceso mecano-quimi-

co, fue desarrollado por dos investigadores de dicha Universidad,

los profesores Libby y 0*Neil, con el segundo de los cuales ha -

trabajado el autor del présente estudio.

Dada l a imposibilidad de encontrar en los Estados Unidos

madera de Quercus espanoles, y que su envie desde Espaha hubiera

supuesto una pârdida excesiva de tiempo, se empleâ madera de une

de los Quercus americanos, el Quercus rubra o roble rojo america-

no que, s i bien se diferencia algo de los Quercus espanoles, no -

siipuso ningun obstâculo al f in propue sto en esta parte del traba

jo , que era, como antes se ha indicado, el estudio del proceso. -

Por lo deraâs, los Quercus nacionales lian sido estudiados poste-

riormente, e l de ta l le de lo cual contituye el capitule 3»^ de es

te trabajo.♦

Se ha empleado como materia’prima en estes ensayos, ma

dera del tronco y de las ramas. Una vez troceada esta madera se -

le j ia ro n muestras de e l la , con y sin corteza, segân el proceso s£

N o rm e UNE 1011 A-4

miquiinico al sulfito neutro, hasta rendimientos de 75 y 65 ». Se -

obtuvieron tanibien pastas semiquirnicas al b isulf ito s6dico, a par

t i r de madera de ramas, con y sin corteza, hasta un rendimiento -

de 65^.

Las pastas se analizaron quimicamente y se determinai'on

sus caracteristicas fisico-mecânicas y opticas comparândose los -

resultados obtenidos, de acuerdo con la materia prima empleada y

las condiciones operatorias. Las pastas de 65^ de radiiniento se -

blanquearon mediante una secuencia cloro-âlcali-hipoclorito, com

parândose luego los resultados obtenidos en la evaluacion de di-

chas pastas. Se compararon tambien las pastas al sulfito neutro y

al b isulf ito de 6 5^ de rendimiento, antes y despues de su depura

cion centrifuga, asi como despues de su blanqueo.

Los resultados obtenidos pueden resumirse en la forma -

siguiente:

1.- El consumo de reactivo, en las cocciones realizadas hasta

un mismo rendimiento fue superior en las muestras exentas de cor

teza, tanto en el caso de madera del tronco como de ramas. Las -

muestras de ramas consumieron mâs reactivo que las del tronco, en

e l proceso al su lf i to neutro al nivel de 75^ de rendimiento. Para

el nivel de 65^ de rendimiento se inv ir t ie ron la s cosas, consumien

do mâs reactivo las muestras del tronco.

2 .- El tiempo de refino necesario para alcanzar un deterrainado

nivel del grado de refino fue, en cualquiera de los d is t in tos t i -

pos de pastas elaboradas, menor en las muestras que contenian cor

teza que en las exentas de e l la . Sin embargo, en un sentido e s tr i^

to de lo que es el' refino, las f ib ras de las pastas exentas de -

corteza estaban realmente mâs refinadas que la s de las pastas con

corteza, ya que la presencia de "fines" y par t icu las de pequeno -

tamaho, présentes en las pastas procedentes de muestras con cort^

za, retardan el tiempo de desgote de dichas pastas, con lo que se

obtienen valres elevados en l a determinacion del grado de refino,

valores que son errâneos, ya que el grado de refino obtenido no -

corresponde con el trabajo mecânico que realmente han sufrido las

f ib ra s . Por l a misraa razon, las pastas depuradas requipieron tiem

• • • / • • •


pos mâs prolongados que las pastas sin depârar, para alcanzar un

mismo nivel del grado de refino. Estes tierapos de refino disrninu-

yeron apreciablemente con el blanqueo de las pastas, especialraen-

te de las pastas al b isu lf i to , que llegaron a refinarse en tiempos

tan certes como los requeridos por las pastas sin depurar, e in

cluse mâs certes.

3 , - Las carac ter is t icas mecânicas de las d is t in tas pastas obtp

nidas aumentaron al disminuir el rendimiento desde 75 a 6 5 ^. Asi-

mismo, las pastas obtenidas a p a r t i r de madera con corteza presen

taban, antes de ser depuradas, ca rac ter is t icas mecânicas infer io-

res a las de las pastas procedentes de muestras de madera sin cor

teza, comparadas a niveles de rendimiento y grado de refino simi

la res , La depuracion centrâfuga de cualquiera de los tipos de pa_s

tas obtenidas se tradqa en un aumento significativo de sus carac-

t e r i s t i c a s mecânicas. Los incrementos relat ivos de dichas caracte

r i s t i c a s fueron mayores en las muestras que contenian corteza, -

las cuales, una vez depuradas, presentaban carac ter is t icas muy si

inilares, y en algunos cases superiores a las de las muestras exen

tas de corteza.

4 ,- No se han encontrado diferencias s ignificativas entre las

ca rac te r is t icas de la s pastas procedentes del tronco y las proce

dentes de ramas, con la excepcion de que las primeras presentan,

en general, superior res is tenc ia al desgarro. Igualmente, s i se -

comparan muestras que contienen corteza, las procedentes de ramas,

con un menor contenido en corteza que las del tronco, muestran ma

yor res is tenc ia al e s ta l l ido y a la tracciân, antes de ser depura

das.

5 ,- Mediante el blanqueo de las pastas al su lf i to neutro y al

b isu lf i to del 6 5 ^ de rendimiento, hasta un grado de blancura de -

8 5 ^, tanto en muestras con corteza como exenta de e l la , se consi-

guio un aumento de las ca rac ter is t icas mecânicas. Las pastas pro

cedentes de muestras con corteza resultaron tan resis ten tes como

las procedentes de muestras exentas^de corteza. Bn el caso de las

pastas al su lf i to neutro, las res is tenc ias al es ta ll ido y a l a -

tracciân fueron en re alidad superiores.

• «’• / • o •


6.- Si se comparan las pastas al su if i to neutro y la s pastas -

al b i su l f i to , ambas de 6.5 de rendimiento, tanto sin depurar como

despuâs de la depuraciân centrlfuga, las primeras fueron superio

res a la s eegundas en todos los casos, y para todas la s caracte-

rdtsticas mecânicas*

7o- Los rendimientos en pasta de las muestras con corteza fue

ron in fer io res a los <b las muestras exentas de e l la , para las mis_

mas condiciones operatorias, s i estos rendimientos se exprès an cp

mo percentaje del peso to ta l de materia prima cargada en el diges

tore Pero si se expresan sobre el peso de madera cargado, es de—

cir , sin tener en cuenta l a proporciân de corteza présente en la

materia prima, los rendimientos fueron mâs elevados en el caso de

muestras con corteza* Los valores para e l rendimiento (je las muep

tra s con corteza fueron un 7^ infer iores , aproximadamente, a los

de las muestras exentas de corteza, despuâs de la depuraciân, y -

aproximadamente un 5^ in fer io res , despues del blanqueo©

Se ba demostrado, pues, de forma concluyente, que no -

existen diferencias apreciables en las condiciones operatorias y

en las ca rac terâst icas mecânicas de pastas obtenidas a p a r t i r de

madera del tronco o de ramas, del mismo rendimiento. Ademâs, las

ca rac te r is t icas mecânicas cfe las pastas procedentes de muestras —

que contienen corteza pueden compararse favorablemente con las de

la s muestras exentas de corteza, especialmente despuâs de efectuar

una depuraciân centrifuga de e l la s , asi como despues de su blan

queo. Los rendimientos en pasta de las muestras con corteza, r e

sultan algo infer iores a los de las muestras exentas de corteza,

s i se expresan en relaciân a l a carga to ta l del digester, pero su

periores s i se expresan sobre el peso de madera sin corteza u t i l i

zado en el digester.

Si se comparan las pastas eerniquimicas al su lf i to neutro

y al b is u lf i to del mismo rendimiento, las primeras reaultaron ser

mâs re s is ten te s que las eegundas. Este es un factor positive que

cenviene tener présente al decidir el proceso adecuado de pastea

do, aunque no puede olvidarse que el consumo de reactivo y el -

tiempo de cocciân fueron menores en el caso del proceso al b isu l

f i t o .

• • o / o . *


- 70 -

Como resumen de este trabajo, se lia demostrado la vlabi

lidad de los dos procesos semiqurmicos estudiados en el trataniien

to de la madera de las especies de Quercus, con vistas a la pro-

ducciân de pastas celulosicas. Con esta materia prima pueden obte

nerse tanto pastas de elevado rendimiento, aprovecliables, sin -

blanquear, en la fabricaciân de d is tintos tipos de papeles de me

dia y baja d id a d y de cartân, como pastas de menor rendimiento,

que pueden eraplearse, una vez blanqueadas, en una gran variedad -

de tipos de papeles, especialmente en los de impresioii y escritu-

ra. La composicion fibrosa de estos papeles deberâ contener una -

c ie r ta proporciân de pasta quimic a blanqueada de f ib ra larga, que

comunique a dichos papeles las carac teris ticas de resis tencia de

las que carecen, en general, las pastas de f ibra corta, como es -

el caso de las especies objeto de este estudio. Estas exigencias

de f ibra larga, no obstante, no ban de ser muy rigurosas en el ca

so de papeles de impresion y escritura , donde los requerimientos

de resis tencia no son excesivos y donde, por el contrario son muy

importantes las carac teris ticas âpticas que, por lo que se ha de-

ducido de este trabajo, son excelentes en las pastas de las espe

cies estudiadas.

N orm a UNE IC ll A-4

^ 4T

Fot• 1.- Dispositive para la depuraciân centrifuga de las pastas con corteza.

N orm a U» UriO II A-4

Cuadro n9 3. - COMPOSICION gUIMICA DE LAS PIFIRENTES HATERIAS PRIMAS FIBROSAS UTILIZADAS.

MuestraE xtracto en

a lcoh o l—bencenoH oloce lu lo sa L ignina Pentosanos

Madera d e l tronco 5,30 73,90 18,81 22,15

Madera de ramas 4 ,0 5 74,00 18,35 21,95

C orteza d e l tronco 9 ,7 7 éé,30 29,55 15,82

C orteza de ramas 10,81 é é ,82 26,77 15,50

Cuadro n9 5 . - COMPOSICION Q.ÏÏIMICA DE LAS DIFERENTES PASTAS

i MuestraE xtracto en

alcohol-bencenoH o loce lu lo sa L ignina Pentosanos

9 . - S u l f i t o n eu tro , Tronco s inc o r te z a . R endim iento: 75$ 4 ,0 8 77 ,70 16,47 11,20

10, - S u l f i t o n eu tro . Ramas sinc o r te z a . Rendimiento: 75$ 2,81 77,40 14,40 11,21

11 . - S u l f i t o n eu tro , Tronco conco r teza , Rendim iento: 75$ 2,91 74,20 17,47 18,62

12, — S u lf i t o n eu tro . Ramas conco r teza , Rendimiento: 75$ 2 , 4 é 76,25 16,60 18,25

18 , - S u l f i t o n eu tro , Tronco s inco r te z a , Rendimiento: 65$ 2,32 92,21 7 ,34 16,20

1 9 . - S u l f i t o n eu tro , Tronco conco r teza , Rendim iento: 65$ 1,42 90 ,75 7 ,78 16,75

24 , - S u l f i t o n eu tro . Ramas s inc o r teza . Rendim iento: 65$ 0 ,8 9 90,50 8 ,22 17,45

2 5 .— S u l f i t o n eu tro . Ramas conc o r te z a . R endim iento: 65$ 1,31 89 ,35 8,60 16,95

‘-y , — B i s u l f i t o , Ramas s in cort e z a . Rendimiento: 65$ 1,08 85,00 11,63 -

3 0 . - B i s u l f i t o , Ramas con corte z a , Rendim iento: 65$ 1,62 82,65 12,23

Normo UNE lOÏÎ A-4

C u adro n» 4 . - lEJIAD O DE MADERA DE ÛUERCÏÏS RUBRA (ROBLE ROJO AMERICANO) POR LOS PROCES®: SEMIÔÜIMICOS AL SDÜTTO NE5TR0 (NSSC) Y AL BISULFITO

C o n d ic im e s o p e ra to r ia s y m u l t a d o s

§5 0:

u

MATERIA PRIMA

. LEJIA BLANCA ( 1) TIEMPO HASTA '

TEHP^ MAX.

TEHPERATÜRl ! MAXIMA ;

TIEMPOA

TEMP. MAX.pH

LEJIA NEGRA" ■ RRWnTWTITWTri

N dK O .ffiSENTE conM dJ

AUDii A /iA llfiii i V

g / l g / l * ( 2) h r: min S C :f h r : l i n i n i c i a l f i n a l * ( ü * ( 2)

COCCIONES AL SULFITO NEUTRO DE ELEVADO RENDIMIENTD M

1 TRCKCO 28,86 10,00 25,33 9,53 2:00 170 0:30 8 ,55 4,50 14,00 4 ,7 5 75 ,0

3 TRONCO 20,00 7,50 19,25 7 ,2 2 1:00 170 0:30 8,50 5,05 4,94 5 ,85 74,0é TRONCO 18,00 8,00 15,20 5,70 ■ 1:00 170 0:30 8 ,40 5,85 12,00 1,50 7 8 ,77 TRONCO CON CORTEZA 18,00 8 ,00 15,20 5,70 1:00 170 0:30 8,70 8,50 8 ,07 2 ,9 8 75 ,18 TRONCO CON CORTEZA 13,30 5,00 12,85 4,75 1:00 170 0:30 8,90 8,20 3 ,3 3 3 ,7 5 74,39 TRONCO 18,00 8,00 2 ^ % 9,50 1:00 170 0:30 8 ,40 7,70 4 ,91 4 ,15 75 ,7

10 RAMAS 18,00 8 ,00 2 ^ % 9,50 1:00 170 0:30 8 ,53 7,85 4,28 4 ,4 0 78 ,511 TRONCO CON CORTEZA 18,00 8 ,00 2 ^ % 9,50 1:00 170 0:30 8 ,50 8,20 7,34 3 ,2 2 74,912 TRONCO CON CORTEZA 18,00 8,00 2 ^ % 9,50 1:00 170 0:30 8,30 7 ,80 8 ,7 8 3,48 75 ,9

' COCCIONES AL SULFITO NEUTRO DE BAJO RENDIMIENTO ( 85# )

17 TRfflCO 5 3 ,3 3 20 ,00 18,88 7,50 1:00 170 3:00 8 ,80 8,40 19,20 12,80 8 8 ,718 TRffliCO 53,33 20,00 18,88 7,50 2:00 170 4:00 8 ,80 8 ,35 15,88 14,05

19 TRONCO CON CORTEZA 5 3 J 3 20,00 18,88 7,50 2:00 170 3:30 8,85 8 ,35 18,11 1 % % 84,820 RAMAS 53,33 20,00 I ^ W 7,50 2:00 170 4:15 8,70 8,80 12,08 15,45 82,121 RAMAS CON CORTEZA 20,00 18,68 7,50 2:00 170 3:45 8,80 8,45 12,32 1 5 , # 80,222 RAMAS 53,33 20,00 18,88 7,50 2 :0 0 170 3:45 8,85 8 ,40 14,25 14,85 83,023 RAMAS CON CORTEZA 5 3 ,3 3 20 ,00 18,88 7,50 2:00 170 3:15 8,70 8,50 14,87 14,40 81,224 RAMAS 5 3 ,33 20 ,00 18,88 7,50 2:00 170 • 3:00 8,85 8,45 18,45 13,83 84,4

2 5 - RAMAS CON CORTEZA 53 ,33 20 ,00 18,88 7,50 2:00 170. 2:30 8 ,80 8,45 18,80 13,75 83,8

COCCIONES AL BISULFITO (RENDIMIENTO 85$)

2é RAMAS 58,00 21 ,75 - - 2:00 185 1:45 4,45 3,50 11,85 17,40 53,427 RAMAS 48,40 1 ^ % - - 2 :00 185 1:30 4,50 3 ,8 0 7 ,72 15,25 5 5 ,228 RAMAS 38,80 14,55 - - 2:00 ÜÜ 0:50 4,50 3 ,8 0 9 ,9 5 10,82 8 0 ,5

29 RAMAS 32,30 12,12 - 2:00 185 0:30 4,80 3 ,48 9 ,5 5 8 ,54 88 ,530 RAMAS CON CORTEZA 32,30 12,12 - - 2 :0 0 185 0 :2 0 4,55 3,82 10,47 8 ,1 5 88 ,4

(1 ) - P roduc to q u l i ic o em pleado en l a s cocciones a l b i s u l f i t o ; NaHSO^, ex p resad o en

( 2) - R e fe r id o a madera a l seco a b s o lu te .

Hidrom ôdulo: 3 ,7 5 /1 C on ten ido de c o r te z a :

M uestras d e l tr o n c o : ? 3 ,^ 8 ^ M uestras de ram as: 13,95^

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Cuadro u9 I 3 . - CARACTERISTICAS DE LAS PASTAS SEHIQUIHICAS AL BISULFITO

(Obtenidas por in terp o la c iô n de la s curvas de re fin o )

MUESTRAGRADO DE VOLUMEN FACTOR DE FACTOR DE LONGITUD DE RESISTENCIA AL

REFINO ESPECIFICO ESTALLIDO DESGARRO. ROTURA PLEGADON9

2 S .R . cm3/ g - - 0 (d o b les p lieg u es)

SIN DEPURAR

15 3.02 4.00 29.75 1.300 0

20 2.74 9.50 43.00 2.430 1

25 2.51 14.25 52.00 3.525 2

29 30 2.35 18.25 56.10 4.500 6

40 2.20 22,00 58.50 5.300 12

50 2.07 25.25 57.00 6.000 26

65 1,96 28.50 50 ,50 6,550 64

• 15 3.50 1.30 20.25 1.000 0

20 3.23 4.15 28.30 1.700 0

25 3.15 7.00 36.00 2.350 0

30 30 3.06 9.25 42.50 2.960 140 3.00 11.75 45.60 3.575 2

50 2.99 13.70 42.25 4.000 4

65 2.97 15.30 35.25 4.400 10

DEPURADAS

15 2.50 6,50 42.75 2.750 120 2.17 15.90 58.80 3.975 4

25 2.00 23.90 68.00 5.180 9

29 30 1.87 30.10 70.00 6.200 1940 1.77 35.50 . 68 .50 7.140 50

50 1.68 39.80 64.80 7.900 125

65 1,62 •43,50 57,00 8,500 265

15 2.80 5.00 35.00 1.920 0

20 2.41 13.30 54.00 3.260 0

25 2.17 21.00 65.00 4.380 3

' 30 30 2.02 27.10 68.60 5.425 940 1.90 32.75 69.40 6.350 1550 1.82 38.00 67.30 7.160 51

65 1.76 41.90 63.00 7.830 175

BLANQUEADAS

15 2.09 9.00 69.50 3.030 4

20 1,82 30.25 84.50 5.525 25

25 1.67 44.90 92.00 7.150 93

29 30 1.58 54.50 92 .60 8.260 225

40 1.51 62.10 89.25 8.930 440

50 1.47 68.25 84.75 9.300 710

65 1,44 73,00 77 .00 9,500 1000

15 2.18 11.00 57.00 2.925 2

20 1.89 27.25 83.10 5.250 20

25 1.72 41.25 93.00 6.950 80

30 30 1.64 51.50 93.75 8.070 197

40 1.59 60,00 91.00 8.700 410

50 1.56 66.75 87.00 8.975 69565 1.54 71.25 82.00 9.060 960


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P ig . 5 . - PASTAS SSMGPimCAS Al SULFITO KEUTRO A PARTIR DE KADERA DEL TRONCO.-

(HENDIinENTO 65#) - Cunrae da r e f in o .

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75

60

30

15

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Grado de raffine ( ®SR)

O P astas exentas de co r teza , s lh depurar

® Pastas exentas de oorteza , depuradas

A Pastas oon oorteza , s in depurar

A Pastas con o o r tezs , depuradas

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Coarrespcaidiente a la s f ig u ra s 8 a 14

( ambas in o lu s lv s )

A P astas orudaa, exentas de oorteza , depuradas

1 P astas crudas, oon oorteza , depuradas

O Pastas crudas, exentas de corteza

0 P astas crudas, oon corteza

0 Pastas blanqueadas, exentas de oorteza

g P astas blanqueadas, con oorteza

P ig , ô««» PASTiS SEM1QUIMICA3 AX* SOXPITO KEUTRO, Volumen espeoffioo.

PASTAS DB BLmPO RISPIKIESTO (?5#)

?90 -290Tpoooo

270 - •rl

■5C

2pO-

2,10 - - 2,10

1,90-

Grado da rafino^ #SRGrado da ra fln o , GSR1,70

f t a n a v s bajo Bmmiiamrro (65^)

jW

Rama#Tronco

4 2 0

"2.0C

-1,60

12065 15

Grado da rafinoy #SRGrado do rafinoy GSR

ESTALLXDO.

Pastas de elerado rendiaiento (75^)

eo-

TRONCO50-

30-

20 -

20 2515 30 40 50 65

-60

RAMAS-50

-40

-20

-10

40 50 6015 20 25 30

P a sta s de b a jo ren d im iento (65%)

70- -70

60-

-5050-

-3030-

20- -20

101 -10RAMASTRONCO

6540 50302565 15 2040 5020 2 5 3015

Grade de refine ^SR

LA TRACCIOH

Pastas de elevado rendimiento (75%)

■70007000-

-60006000-

-50005000-

-3000

- 2000 '

RAMASTRONCO-10001000

Pastas de bajp ren d im ien to (65%)

■1100011000-

-1000010000-

9000-

8000- -8000

-70007000-

-60006000-

-50009000-

-40004000-

RAMASTRONCO -30003000-

Grado de r e f in o ( CSR)

fig, 11.~ SKMiüUlMiCAS AL SULFXXO NBUTRO. RESSSTENCIA ALDBSGARRO»

Pastaa do olevado rendimiento (7S%)

TRONCO RAMAS

I-------------------------150 65 15 20

P astaa de b a jo ren d im ien to (65%)

1 0 0 -

TRONCO RAMAS

Grade de r e f in o ( *SR)

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rAüTAy bbnJLUUJjyuuAS al suLrAXU niujtku. comparacxon entre pastas del tronco y de ramas^ obtenidas a partir de made ra sin oorteza^ sin depurar y reaiatenolas al estallide y a la tracoidn,—

300-

O Tronooj rendimiento TS%

^ Ramas^ rendimiento TS%

^ TroncOf rencUiniento 6$% A Ramas, rendimiento, 65%

V

150

.700

-600

30-

■400

20 - -300

-200

m

Grade de refino &SR

P ig . 1 6 .- PASTAS SEMigJÎÎ IGAS AL SüLFITO KKÜTAOe COîJPAILflCION ENTRE

PASTAS DEL TRONCO Y DE ÎLUIAS, OBTENIDAS A PARTIR DE IJUL2

RA SIN CORTEZA, SIN DEPURAR. - RSSISTENCIAS AL DESGARRO,

f AL PLEOÂDO.-

O Tronoo, rendim iento 75%

A Ramaa, rendimiento 75%

# TronooI rendim iento 63%

A Ramas, rendim iento 6 %

70-

60 “

50 -

4 0 -

3 0

1 5 2 0

Qrado de re f in o (*SR)

M#* : f AWm r a s pastas d sl Taosco r ds baxas^ c fffsm u u a a ,PARTIR DB MADERA SIR CCRTEZA, DSHJRADA3#ToluBMi Mp«oifioo X rM lstenoias «1 e#t#lllAo y m 1# traooioA*

-

Z25-

O ftponoof Rendimiento A Berne#, Rendimiento 75) # Ttpcmoo, Rendimiento 65)

^ Bernes, Rendimiento1.75-

Gredo de refino , #SR ^1.50

50-

-800C

4»

30--600C

20 -

Grado de refino, *SRGrade de refino, SR3000

Pi&. 16.. PASTAS SEMIQUIMICAS AL SUIflTO mnSO. CC&EPAk&CIOK ENÏRE PASTAS DSL TEQIÎCO T DE RAI-IA.S, OBTETJIDAS A PARTIS DS MADERA SHI CORTEZA, DEPUBADAS.

#1 ddS£parro / a l plegado

A

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Baaas # Bandiaiento 75f %oooo, Bendiaiento 7%^

A BaaaSf Bendiaiento 63^

# foonooy Bendiaiento 639

15 20 50 65 15Orada de refino» @8B

50 65Qrado do refine» tSB

E N T R E P A S T A S D E L T R O N C O Y D E R A M A S , O B T E N I D A S A -

PARTIR DE MADERA SIN CORTEZA, BLANQUEADAS. R e s is i- t e n c ia s a l volumen e s p e c l f l c o , a l e s t a l l i d o y a l a t r a c c l6 n .

T ronco, ren d im ien to 65#

1,50- Ramaa, ren d im ien to 65#

-11000

65-10000

-900070 -

6 0 -

50 - h 7000

500015 20 25 30 AO 50 65 15 20 25 30 40 50 65

G rade de r e f i n o ( ®SR)

P ig . 2 0 .- PASTAS SEMiqmmüAS AL SULFITO FJUTHO. COMPARACION ENTRl

PASTAS DEL TRONCO Y DS RAMAS OBTOTDAS A PARTIR DE MADE

RA SIN CORTEZA, BLANQJEADAS. R asistenoiaa a l desgarro y

al plegado.

# Tronoo, rendimiento 65^ Ramae, rendim iento, 65^

&

T

50 65 15Grade de re f in o (®SR)

50 65

ETTRE PASTAS DEL TSOHCO Y DE RAMAS, OBTEMIDAS A PARTIR DE MADERA COST CORTEZA, SIR DEPURAR*Toluaen eepeolfloo y realmtanola# #1 AstalXido y » la tr#ool6n«

3,75

3.25-

3.00 ■■

2.75-

VGrado da rafino, *8R2,25-

O Tronoo, Raodlaianio 75) A Ramaa, Randinlanto 15%

# Tronoo, Randiaianto 65%

d Ramaa, Randlmlanto 65%

T-7000

-6000

25--5000

20 -

15-

-3000

10 -

-2000

-1000Grado do refino, #SRGrado da refino, *SR

6 5 15

F i & . 2 2 . ~ PASTAS SEMIQUIMICAS A L SULFITO NEÜTRO.COMPARACION ENTRE PASTAS DEL TRONCO Y DB RAMAS, PASTAS OBTENIDAS A PARTIR DE MADERA CON CORTEZA SIN DEPURAR. Resiatencias al desffarro y al jplegado.

O Tronco, rendimiento 755 A Ramaa, rendimiento 65%

® Tronco, rendimiento 65% A Ramaa, rendimiento 65%

&

/

1 5 2 0 65 15 20 25

G rado do r d f i n o (&SR)

i 'A ü 'm y D m , TKUHVV % ÏUÜÜAÜf V ^ i 'm J M A a A PiRTlR 2)B MADERAS CCQI CCETEZA^ DBP0RADA8.ToluMtt empeoifloo y r##l#tenolm# al astallido y a la traooién*

Z50-^

15 20T--------- 1---------- r25 30 /.O

O foonooy Rendimiento 75] Ramae, Rendimiento 1^%

# %pmoo, Rendimiento 6)^ 4 Ramae, Rendimiento 6^%

6 5 15

I

Grado de r e f in o , <SH

ooc

raooo

-7000

h600C

-500C

<000

-3000

F i^ . 2 4 . - PASTAS SEMIQUIMICAS AL SULFITO NEUTRO.

COMPARACION ENTRE PASTAS DEL TRONCO Y DE

RAMAS, OBTENIDAS A PARTIR DE MADERA CON

CORTEZA, DEPURADAS. R o s l s t e n o ia s a l d esffa rro

y a l p le g a d o .

O T ron oo, r e n d im ie n to 75%

A Ramas, r e n d im ie n to 75%

0 T ron co , r e n d im ie n to , 65^

A Ramas, r e n d im ie n to , 6S%

- 800

- 700

Ü M

&

- 400

65 15 20Grado de r e f in o (®SR)

i r ' l g * ü i r A ^ i ' A S a L T U L ^ u i / t a xvi^ « ww*** »w*.

ENTRE PASTAS DEL TRONCO Y DE RAMAS, OBTENIDAS A -

PARTIR DE MADERA CON CORTEZA, BLANQUEADAS. R e s i s -

t e n c i a s a l e s t a l l i d o a l a t r a c c id n y volum en e& pe-

oiflGO.

# Tronco, rendimiento 6S%

A Ramas, rendimiento 6$%

15 20 25 30 ÜO 50 65

80 - *0

w

15 20 25 30 10 50 55 15 20 25 30 40 .50 65

-nooo

-10000

-9000

-8000

[-7000

-6000

Grado de refino (^SR)

P ig . 2 6 .- PASTAS SBiaommCAS AL SULFITO NEUTIO. COMPARACIOH EÎÎTH3

PASTAS DEL TRONCO Y DB RAMAS, OBTENIDAS A PARTIk DB MADE

RA CON CORTEZA, BLANQCEADAS. R eeistenoia a l dosgarro y -

a l p legad o.-

Tronoo, rendimiento 65^ Ramaa, rendim iento 65^

95 - f

\

/

hlOOO

65 15

Grado de re f in o ( osr)

-800

-600

L400

h200

Pig. 2 7,- COMPARACIONEENTRE PASTAS SEMIQÛIMICAS AL SULFITO - NEUTRO T AL BISULFITO DB 6S% DE RENDIMIENTO, OBTEHI das a partir DE RAMAS. Caracteristioas de laa pam^

taa exentaa de cortexa.I

I•8

I10000-

refj.DO Ggp,,Grado (is

I■s ■suo

8

OO

t lM

(0 tis

e lH O >

15 20O Pastas sulfite neutro

sin depurar.A Pastas s u l f i t o n eu tr o

depuradas □ Pastas s u l f i t o n e u tr o

blanqueadaa

30 40 50 65# Pastas al bisulfite

, . sin depurar .A Pastas al bisulfite

depuradas ■ Pastas al bisulfite

blanqueadas

f i g , W i f i X /U -U lW A W iH Kft-KU Jt.

NEUTKO Y AL BISULFITO,DË 6$^ BE RENBIMIl^TO, OB-

m a D A S A PARTIR BE RAMAS.- C aractorlstioas do la s p astas con oorteza .

10.000

80 gH" 8S's

I60

40

- 20

1000

- 500

ÏHaa

%"BOm

O PASTAS SULFITO NEUTRO SIN BEPURAR # PASTAS BISULFITO SIN DEPURARA SULFITO NEUTRO DEPURADAS ^ PASTAS BISULFITO DEPURADAS0 SULFITO NEUTRO BLAN(5JEABAS ^ BISULFITO BLANQUEADAS

3 . 3 . APLICAOION DE LOS PROCESOS SEM IQUIM ICOS AL S O L FIT O NEUTRO Y

Q im iC O AL SULFATO, AL ESTUDIO DE LOS QUERÇUS N AC IO N ALES.

3 . 3 1 . Introducci^n

Como ya se ha indicado, esta parte del trabajo se ha 11^

vado a cabo, utilizando como materia prima, madera descortezada -

de las cuatro especie s de Quercus nacionale s siguientes;

Q. toza (toza)

Qo lusi tan ica (quejigo)

Qo llex (eueina)

Q. suber (alcornoque)

La madera Tue fac i l i tada pl Inst i tu te Forestal de Inve^

tigaciones y Experiencias per diverses Distrites Ferestales, en -

ferma de re l l izes de 1 m de Jongitud, sin descertezar.

Después de su descertezade, les re l l iz es fueron trocea-

dos en una treceadera Carthage, clasificândese seguidamente el ma

t e r i a l ebtenide. Este, debidamente iden tif icade, se guardo en bej.

sas de plaiico que oentenlan la cantidad requerida par a cada coc

ci én.

Se determinaren, sobre muestras de las cuatro especies

estudiadas, las caracte r i s t i c as f ls ic a s , biométricas y qulmicas,

que se analizan mas adelante.

Las coccienes se efectuaren en un digester ver tica l , de

acero inoxidable, de 15 l i t r e s de capacidad, de calentamiente in

directe per vapor, previsto de recirculacién de la l e j l a de cec-

cién a través de un carabiader de calor externe»

En les respectives cuadros de cendiciones eperaterias y

resultados, se especific an les detalles eperaterios de las ceccio

nés efectuadas.

Una vez terminadas las coccienes, se tomaren muestras -

de 1-as le jlas negras c errespendiente s , antes de procéder a la des-

• » • / . . .N orm a UNE 1011 A-4

- 109 “

carga del digester, para efectuar les en say es epertunes re C ore/i-

tes a y cens unie de re active s.

El material lejiade, una vez lavade convenienteraento,

fue tratade de dis t i n t a ferma, segun se tratase de pastas quliiii-'

c as o semiqulmicas. En el primer case, se desfibraren en un desfj.

brader de paleta, mientras que en el case de pastas æmiqulmicas,

tuvieren que ser desfibradas en un refine de discos SPROUT-U/J,ÜRON

de forma identica a cerne se detallé en el capitule 3.2

El tratamiente posterior de estas pastas fue idéntice ~

al que se ha explicade previamente, excepte en le que se .rcfioi e

a su depuracién centrlfuga per medie de un "centricleaner", que -

ahera ne fue necesarie per tratarse de madera descortezada.

3 »3 2 , Caracte r i s t i c as f ls icas y biométricas

En el cuadre n? 14, se expenen las caracte r i s t i c as f ls^

cas de lâs cuatro e specie s consideradas, De elle parece deducirse

una ligera supremacla del toza, que présenta una mayor longi t ud -

de f ib ra y mener densidad especlfica. La prepercién de corteza, -

sin embargo, es mener en la encina. Estes resultados son idénti-

ces a les ebtenide s per BUSTAMilNTE y S ERP AT Y (9a).

3•33• Caracterlsticas qulmicas

Las caracterls ticas qulmicas de las especies estudiadas

se expenen en la cuadre n- 15. En él se observa, en primer lugar,

la gran prepercién de extractes que caracteriza a las especies de

este généré. Las demas caracter1sticas son similares a las de -

otras maderas, cen la excepcién, quiza del contenide en pentesa-

nes, muy elevado tarabién en3os Quercus.


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Norm a UNE 1011 A*4

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Normo UNE 1011 A-4

3 , 3 h , PASTAS SEMIQUIMICAS A-U SULFITO NEUTRO

La influencia de las d is t in t as variables que intervienen

en el proceso (concentraci(5n de product os quiniicos, t emperatura,

tiempo de tratamiento, e tc .) ha sido previamente estudiada, preci

samente empleando como materia prima las especies de Quercus obje

to de este trabajo (9)> por lo que no nos ref eriremos a ella. A de

mas, su e studio caeria fuera de lo s propo sit os del presente traba

jo que t ra ta de encontrar un aprovechamiento racional de esta ma

te r ia prima.

Las condiciones operatorias empleadas en las cocclones

efectuadas se recogen en los cuadros nos. l6 y 17. En el, para -

una mej or contrastacidn entre los resulados obtenidos sobre cada

especie, se han agrupado juntas todas las cocc iones efectuadas en

las mismas condiciones de concentraci(5n de sulfito y cai'bonato en

la l e j i a blanca.

So han empleado en las dis t in tas cocciones efectuadas,

su lf i to s6dico -en porcentajes sobre madera seca variables entre

3 0 y 15^- y carbonate s6dico, como agente tamp6n, en concentraci_o

nes que variaron entre el 2 2 y el 4^. Con ello se mantuvo el pH -

in ic ia l entre 7j5 Y 8,3» El pH f inal se mantuvo, en lo posible, -

dentro de estes limites, aunque existe una t end enc i a a que se prc>

duzca una ligera subida, no muy acusada y que, s6lo en un case s_o

brepas6 el valor de 10« ’

En todes los cases se inv ir ti6 un tiempo de 2 horas 3 0

minutes en el periodo de imprégnaci6n hasta alcanzar la temperatu

ra maxima, que fue de 170 C, variandose el tiempo do permanencia

en esta temperatura en la forma que se indica en los cuadros nos.

16 y 1 7 . Es necesarie un tiempo de subida algo elevado, para lo-

grar una perfecta impregnaci^n de este tipo de madera.

En los cüados cuadros se indican, ademas, los consumos

de Na^SO , expresados en gramos de su lf ito por kg de madera emplea

da, para f a c i l i t a r la comparaci6n entre las d is t intas cocciones,

• • • / • • •

N o rm a U N - 1011 A 4

- 1 1 3 -

asdt como los rendimiLentos conseguidos en cada case, los indices - Kappa de las diferentes pastas y su contenido en lignina residual.

Las a s t i l la s de mafera, una vez tratadas quimicamente en

la forma indicada, fueron lavadas y desfibradas en un refine de - '

discos SPROUT-W.ALDRON, en dos pasadas, A coritinuaci(5n, se depura-

ron en un tamizador horizontal de ranura, tipo WEVERK, determinan

dose seguidamente, una vez espesadas en una centrifuga CEA, los -

rendimientos en pasta u t i l .

Se tomaron muestras de las lejias negras y de las pastas, para efectuar los correspondientes analisis indicados en los cuadros antes citados.

Posteriormente, se refinaron las pastas en una p i la ho-

landesa VA-LLEY, tomandose muestras a d is tin tos intervales de tiem

po, para determiner el grade de refine y , una vez elaboradas las

correspondientes hojas de ensayo en un formador de hojas RAPID-KOH TEN, las caracterdisticas flsico-mecanicas y <5pticas de dichas ho

jas, Estas ca rac ter ls t icas aparecen reseiiadas en les cuadros nos,

18, 19, 20, 21 y 22,

Con objeto de ver la viabilidad de las pastas semiqu.xml

cas de los Quercus nacionales para su erapleo en papales blanc os,

se efectuaron d is t in tos ensayos de blanqueo. Estes ensayos se

efectuaron sobre pasta cruda de encina (muestra n- 37) y de toza

(muestra n - 48), como representatives de los dos grupos en que p^

drlan dividirse, a la vis ta de los resultados obtenidos para la -

preparaci<5n de pastas crudas ÿ sus ca rac te r ls t icas , que h an side

anteriormente resenadas.

Se efectuaron blanqueos sobre dichas muestras, segun - distintas secuencias, que fueron las siguientes;

CEIIH : Cloracidn, extracci6n alcalina, hipoclorito, hipoclorito. GEHP : Cloracidn, extraccidn alcalina, hipoclorito, perdxido.

Las condiciones generates de tratamiento en cada una de las fases consideradas, fueron las siguientes:


- 1 1 4

Cloracidn;

Consistencia . 0 *0 . . . . 3/

pH ......... ............................ 2,5

Temperature 20-25- C

Tiempo de tratamiento . . . . . . o . 1 hora.

Extraccidn a lca lina:

NaOH referido a pasta seca . . . . . 3,5^

Consis tencia ................................................... 8^

Temperature . .................... 60 C

Tiempo de tratamiento . . . . . . . . . 2 horas

Hipoclorito:

Consistencia . . . . . . . . . . . . . . . . o . 8^

pH ............; .............. . . . . . . . . . . . . 8-10

Temperature 405 c

Tiempo de tratamiento . « * . . . . . 2 horas.

Perdxido:

Consistencia .............. 12^

pH . . 0 . o . . . . . . . . . 1 . . . . . . o . . . . . . . 10-11

Temperature . . . . . . . o . . . . . . . . . . . . 70- C

Tiempo de tratamiento .................... 2 horas.

Los resultados obtenidos sobre las muestras blanqueadas

se detallan en el cuadro n5 2 3 . Es precise indicar, que estas pan

tas se blanquean con re la t iva facilidad, aunque el consume to ta l

de cloro es mas elevado que en el case de blanqueo de pastas qul-

micas -como mas adelante se vera- dado el mayor conterido de lignd.

na de las pastas æmiquimicas crudas. Per el contrario, los rendi

mientos en pasta blanqueada son mas elevados que los de las pas

tas qulmicas.

Como puede observarse, se obtienen pastas con un excelen

te grade de blancura y con un rendimiento elevado. Este es supe

rior en el case de la encina, pero hay que tener en cuenta que ta.m

bi< n la pasta cruda original present aba un rendimiento mas eleva-

. . . / . . .Nornria UNE 1011 A-<1

- 115 -

do que la de toza.

Los consumes de cloro son elevados, comparados cou los

de las pastas quïmicas, pero hay que tener en présente el mener -

indice de delignificacion de las pastâs seiniqûimicas. En contra-

partida, el proceso de coccion para obtener pastas semiquimicas,

es rnâs econdmico que en el case de obtener pastas quimicas, le -

que équilibra el mayor costo del proceso de blanqueo. Como venta-

ja fundamental, destaca el mayor rendimiento en pasta blanqueada,

en el caso de las pastas semiquimicas, El comportamiento de las -

dos especies elegidas, es rauy similar, lo que también debe suce-

der cuando se blanquean pastas de quejigo o alcornoque. Las dni-

cas diferencias idgicas que deben enoontrarse seran las de los

rendimientos finales alcanzados que, en cualquier caso, dependeran

de los rendimientos en pasta cruda obtenidos en el proceso de co^

ci6n.

Las pastas blanqueadas, asi obtenidas, se refinaron en

un molino LAMPEN preparandose, a p a r t i r de las pastas refinadas,

hojas de ensayo para la determinacidn de las correspondientes ca-

r a c te r i s t i c a s . Estas aparecen en ëL cuadro n? 24. En el se han se-

parado convenientemente los dos tipos de pastas blanqueadas obte

nidas, que lo fueron, respectivamente, segun las secuencias de -

blanqueo CEHH y CEHP, como se ha indicado anteriormente, Destaca,

por un lado, la ganancLa en las caracter is t icas mecanicas, con re_s

pecto a las pastas crudas lo que, como mas adelante indicaremos,

es tipico de las pastas semiquimicas, Por otro lado, result an ser

hgeramente mas résis tantes las pastas obtenidas mediante la se-

cuencia CEHP. Estos dos hechos seran explicados mas adelante.

3 . 3 4 1 . Analisis de los resultados obtenidos

Del examen de los cuadros nos. 16 y 17, se desprende, -

en primer lugar que, para t r at anient os identicos, se obtienen ren

diraientos rnas elevados con la encina, siguiendo a esta e l aieornn

que,' el quejigo y, finalmente, el toza. Ademas, como • se observa -

en la figura n- 2 9 , en la que se ha representado la variaciôn del

rendimiento con consumo de réactive, para las cuatro especies, -

los rendimientos mas bajos, para un determinado valor del consumo.


— 1 16 —

corresponde# al toza.

Este hecho esta Intimamento ligado con el contenido de

la madera en sustancias solubles que, como puede observarse en el

cuadi'o n5 1 5 , es mas elevado en las mâdera de toza. Leis demâs son

mas comparables, existiendo diferencias que son las que condicio-

nan los resultados a los que luego nos referiremos.

Sin embargo, para pastas obtenidas en condiciones iden

tic as ; las mejores carac ter is t icas mecanicas corresponde# a la de

toza. Si comparâmes, por ejemplo, las cocciones efectuadas con -

15^ de Na^SO y 4^ de Na^GO , a 5 0 - SR de refino, aproximadamente,

se obtienen los resultados siguientes:

N5 de Rendi- L, de r_o Factor , Factor coccidn mi.ento ^ tura m. estallido desgarro

Encina . . . . . . . . . . 40 71,5 3*330 l6,0 52,3

Alcornoque . . . . . . 4? 6 5 , 4 3*230 6,0 29,5

Quejigo ------------o c . . . 51 6 3 , 5 4 . 8 5 0 2 3 , 0 59,3

Toza ..................... 33 6 3 , 2 4.100 24,3 60,3

Es decir, présenta mejores caracteris ticas la pasta de

toza, seguida por las de quejigo, encina y alcornoque, por este -

orden.

Idéntica conclusion se obtendrla, comparando, de forma

igual a como se acaba de hacer con las carac ter is t icas mecanicas

los tiempos de refino para alcanzar un grado de refino de 5 O- SR,

lo que es un Indice de consumo de energla durante la ejecucion de

refino. Asl, se deducirla que la pasta de toza, necesitO 25 minu

tas, la de alcornoque 27 minutes, la de quejigo 3 O minutes y la -

de encina 37 minutes.

Todo lo anterior puede verse de forma mas compléta en -

las curvas de la figura n5 3 0 , En las d is t in tas series de curvas

representadas se comparan las caracteris ticas mecanicas de pastas

consideradas (muestras nos. 40, 47, 51 y 53), en funciOn del gra

do de refino. Se han representado también las curvas de refino, -

es decir, las curvas que relacionan la aptitud al refino de las -


- 1 1 7 “

cuatro pcfibas consideradas, en funciôn del tiempo de tratamiento de

la pila VALLEY.

Estas conclusiones concuerdan basicamente eon las de -

BUSTAMANTE (9 ) sugiriéndose, ademas, ‘que, para obtener pastas de

encina y alcornoque, de caracteris ticas smilares p. las de toza, -

habria que forzar el tratamiento qulmico, lo que, por otra parte,

supone una elevacion del costo del proceso de coccién. De esta -

forma se obtendrla pastas de encina y alcornoque de menor rendi

miento, pero mas delignif icadas. Ya se lia indicado antes que este

hecho esta relacionado, indudablemente con el mayor contenido de

sustancias extractivas de la madera de toza, unido a un menor con

tenido de lignina y mayor de holocelulosa, que las otras très es

pecies. Para todos les efectos, el quejigo ocupa una posicién in

termedia entre el toza por un lado, y la encina y alcornoque por

el otro.

Como se ha dicho antes, para un determinado consumo de

repctivos, durante la coccién, los mayores rendimientos correspon

den a la encina y los menores al toza.

El dcôrnoque y el quejigo, a este respecte, mantienen,

una ténica muy similar aunque, para consumes elevados, es decir,

en la zona de pastas mas delignificadas, el alcornoque présenta -

rendimientos algo mas elevados, mientras que para consumes peque-

nos, es decir, en la zona de pastas menos delignificadas, es el -

quejigo, de entre e l les dos, el que muestra rendimientos l igera-

mente elevados. Asf, por ejemplo para très niveles de consumo de

NapSG (alto, bajo y medio), les rendimientos de las cuatro espe-

oies, son los siguientes:

Ëspecie

Encina . . . . . . . . . . . . . . . .. . ^. . . .

Alcornoque ■. . . ■» . ■. . ■. . ■. ■. ■.■. .. .. .

Toza . . . . . . . . . . . . . . . . • • . . . . . . .

Quejigo .............................................................

Na^SO consumido 2—3---------------------

1 5 0 g/kg 1 10 g/kg 7 0 g/kg

Rendimiento ^

6 2 , 2 68 , 3 7 9 , 06 0 , 0 63 , 3 7 0 , 360 , 0 6 0 , 2 6 3 , 839 , 2 6 3 , 3 71 , 7


— 1 1 8 —

En la figura n 30 se han representado las curvas co

rrespondientes a algunas de las caracteristicas fis icas de las -

pastas de las especies consideradas. Estas pastas fueron obteni

das en condiciones idénticas de tratamiento y son las sehaladas -

en la tabla de la pagina

En las curvas de la figura n 5 30 a), puede estudiarse -

la aptitud al refino de las cuatro pastas. Se lia representado el

grado de refino para distintos intervalos de tratamiento en pila

holandesa. Valley. Como puede verse, la pasta con mayor aptitud al

refino, es decir, la que requiere menores tiempos de tratamiento

para alcanzar un determinado grado, es la de toza, seguida por -

las de alcornoque y quejigo y, mas separada, en liltimo lugar, la

de encina. Las diferencias no son, ciertamente, muy grandes pero,

sin embargo, la consecuencia imnediata que se deduce de la compa-

racién entre las curvas correspondientes al toza y a le. encina, -

es que la pasta de esta dltima, consumié por término medio, entre

un 15 y un 30 mas de energla durante el refino que la pasta de -

toza, segiin el grado de refino que quiera alcanzar se.

En las curvas de la figura n5 30 b) c) d) y e), se han

representado, en funcién del grado de refino, la consistencia a -

la traccién (longitud de rotura), al estallido, al desgarro y al

plegado, de las pastas consideradas. En ellas puede verse que el

toza supera a los demas, especialmente al alcornoque que, en este

aspecto présenta unas caracteristicas apreciablmmente irferiores a

las de las demas especies.

Antes se ha dicho que para que las pastas de encina y -

alcornoque adquieran caractalsticas similares a las de toza y, en

cierto modo también, a las de quejigo, era precise forzar las con

diciones operatorias para disminuir el rendimiento. Con objeto de

confirmar ésto, a continuacién se comparan pastas de rendimientos

similares (con la excepcién de la de alcornoque, que es un poco -

mas elevada). Se tra ta de las pastas siguientes:

Toza: Rendimiento 63,2^ (muestra n? 5 1 )

Encina: Rendimiento 6 3 ,5^ (muestra n? 34)

Quejigo: Rendimiento 6 3 , 5^ (muestra n5 55)


“ 1 1 9 -

Alcornoque: Rendimiento 6 5 ,2% (muestra n5 4 6 )

Con los datos correspondientes a estas pastas, se han -

trazado las curvas de la figura n? 3 * En la 31 a) se ha represen

tado la resistencia a la traccidn, expresada como longitud de ro

tura, en funcién del grado de refino. Como puede verse, las cur

vas correspondientes a la encina, toza y quejigo casi se confun-

den, lo que indica una similitud en lo que se refiere a esta ca-

racterls tica fls ica, mientras que la pasta de alcornoque, parece,

en este aspecto, inferior a las otras, aunque la diferencia no es

grande.

Mayor es la diferencia en lo que se refiere a la resis

tencia al estallido y al desgarro (figuras nos. 31 h) y c)). Las

pastas ch toza, encina y quejigo son también muy similares en lo -

que se refiere a la resistencia al estallido, aumentando las dif^

rencias en la de encina con respecto a las otras en la resisten

cia al desgarro.

Es decir, las caracteristicas que dependen de la forma-

cién de enlaces covalentes por puente de H (traccién y estallido)

tienden a igualarse en las très pastas (la de alcornoque se des-

via much o de esta ténica, lo que indica que habria que forzar aiin

mas las condiciones operatorias), mientras que las que dependen -

del tamaho de fibra no siguen esta ténica.

Antes se ha indicado que una utilizacién muy apropiada -

de las pastas semiquimicas es su empleo en la fabricacion de pa-

pel de ondular como tripa de carton ondulado, Con objeto de estu-

diar la viabilidad de las pastas de Quercus para este fin, se han

preparado pastas de los siguientes rendimientos:

Encina . « . . . e e . 7 1 ,5^ (muestra n5 4o)Alcornoque . . . . . . . . . . . . . . . . 6 7 ,2% (muestra n5 48)Toza . . . . . . . . . . . . . . . . 0 . . . 6 6 , 1% (muestra n? 52)

Quejigo .................................. 70,5% (muestra n? 56)

Con ellas se elaboraron hojas de ensayo de un grameije -

de 130 g/m con las que se prepararon probetas para el ensayo Cén-

cora-C.M.T, En este ensayo, la probeta de papel se somete a un

. . . / . . .N o rm a UNE 1011 A-4

- 1 2 0 -

tratamiento para su ondulado, siendo adlierida, seguidamente sobre

una cinta adhesiva. Después de un periodo de tiempo de 60 minutes

se ensaya la resistencia al aplastamiento de la probeta asi prepa

rada, lo que es una indiacién de la aptitud del papel que se ensa

ya, para su utilizacién como tripa del cartén ondulado. Los resul

tados obtenidos fueron los siguientes:

Encina ......................................... . 31 A1 c orn.oque ■ . . 28

Toza . . . . . . . . . . . . . . . . . • '. • . . 34

Quejigo ............................................. 29

Valores estos bastante aceptables y que confirman la -

utilidad de las pastas de elevado rendimiento en la industria del

cartén ondulado. Tanbién en este caso es evident e la superioridad

del toza sobre las demas especies, sin que las diferencias, sobre

todo con respecto a la encina, se an excesivas.

En lo que respecta a su aptitud al blanqueo ya se ha in

die ado antes que este procédé sin dificultad aunque, como es légi

co, dado el elevado contenido de lignina de las pastas semiquimi

cas crudas, el consumo de agentes de blanqueo es mas elevado que

en el caso de las pastas quimicas.

En el cuado n5 2 4 , se detallan las caracteristicas fis^

co-mecanicas y épticas de las pastas blanqueadas obtenidas. Dos -

hechos de s tac an de su observacién. En primer lugar, de las dos s_e

cuencias de blanqueo utilizadas con ambas pastas (CEIIH y CEHP), -

que sélo se diferencian en la liltima etapa (que es con hipoclori

to en un caso y con peréxido en otro), las pastas mas résistantes

se obtienen con la secuencia que u t i l iza dos etapas de hipoclori

to. Esto no siempre sucede de esta forma, especialmente cuando se

blanquean pastas quimicas. La razén para que en nuestro caso suce

da asi reside en un hecho al que se h ara referenda también mas -

adelante y que es el siguiente: las pastas semiquimicas, como con

secuencia del suave tratamiento quimico sufrido por la madera du

rante la coccién, conservan un elevado porcentaje de lignina resi.

dual. Esta, situada en las capas externas de las fibras, bloquea

N o rm e UNE 1011 A-4

- 1 2 1 -

ef ectivaniente lugaxes en los que podrla establecerse uni ones co

valentes por puente s de H con fibras contiguas. A la hora. de l le-

gar a la ultima etapa del blanqueo, nos encontramos con fibras c_e

lul6sicas bastante deslignificadas y dos posibles tratamientos, -

con hipoclorito o con peréxido. El tratamiento con peréxido no su

pone un ataque sobre la lignina, sino que lo unico que se produce

es una decoloracién de los grupos croméforos de la lignina, pero

sin que exista deslignificacién. En el tratamiento con hç)Oclorito

sin embargo, se efectua un. ataque efectivo de la lignina, como r_e

sultado del cual quedan libres porciones inic i aiment e bbqueadas -

por la lignina, que permitan el estableciraiento de un mayor numé

ro de uniones entre fibras contiguas y, por tato, se consiguen r^

sistencias superiore s .

El segundo hecho de interés, es el me j or ami ent o de las

caracteristicas mecanicas, como consecuencia del blanqueo.

Cuan±> se blanquea una pasta mecénica tiene lugar un de-

bilitaniiento cfe sus caracteristicas mecanicas, junto con una dismd

nucién, bastante acentuada, que depenh en cada caso de la exten-

sién del tratamient o, de la viscosidad de la pasta. Estas pastas

estan bastante deslignificadas, oscilando por lo general su cont^

nido de lignina, entre el 1 y el 4%. En cualquier caso, pero de -

forma mas acentuada si se trata de pastas alcalinas, durante el -

proceso de coccién de la madera ha tenido lugar, simultanéamente

con la delignif ic acién un ataque ch la fraccién hemicelulésica de -

la madera. Este atque depende, como es légico, de la severidad -

del proceso de coccién pero siempre dégrada una porcién importan

te de las hemicelulosas e, incluse, de la celulosa.

En el proceso al bisulf ite , y debido a las condiciones

âcidas en que se opera, los polisacàridos sufren un proceso de dn

gradacién, es decir las cadenas de celulosa y hemicelulosa se re

duc en en longitud, siendo mas acusado este efecto en las cadenas

de hemicelulosa, mueho mas certes inicialmente que las de celulo

sa.

- En les procesos alcalines, las hemicelulosas tienden a

disolverse directamente, sin prehidrélisis preliminar, como sim-


- 1 2 2 -

pies azücares. Puede decirse que al alcanzarse, durante el pério

de de subida de temperatura del proceso de coccién, los l 405 c -

-teraperatura a la que empieza reaimente la delignificacion-, una

fraccién importante de la hemicelulosa ha pasado ya a dieolucién.

' En contraste con les procesos de coccién quimicos, a -

los que acabamos de referirnos, en los procesos seraiqufmicos se -

preservan en grado sumo las semicelulosas, debido a las condicio

nes suaves de tratamiento quimico, Naturalment e , ëLc on tenido de -

lignina de estas pastas es notableraente mas elevado que en las

pastas quimicas.

Para entender el modo en que uu papel adquiere su res is

tencia raecanica, hay que explicar el proceso de refino. El refino

supone un tratamiento mecanico que se efectda sobre la pasta, me

diante el cual ésta adquiere un.as determinadas caracteristicas, -

entre ellas, resistancia mecanica.

I Este tratamiento produce unos efectos, sobre la pasta,

los llamados "efectos primarios", en cuyo detalle no se entrara #

pero se va a resumir de la forma nias concisa posible.

En las primeras etapas del refino, se rompen y se sepa-

ran parcialmente de las fibras, las capas externas de las fibras -

de celulosa, que son precisamente las mas ricas en ligninas. Se -

origina entonces lo que se conoce como "hinchamiento" de la fibra.

Como consecuencia de elle, las hemicelulosas, que son frecuente-

mente hidréfilicas y, en mener grado, la fraccién amorfa de la c_e

lulosa, f i jan cantidades considerables de agua y pasan a un esta-

do de solucién coloidal parcial.

El agua que pénétra dentro de las capas mas internas de

la fibra, rompe las uniones existantes entre grupos oxidrilos de

moléculas contiguas, formandose ahora uniones covalentes mediante

puentes de hidrégeno, entre los grupos oxidrilos y las moléculas

fuertemente pcüares del agua. Elle origina un distanciaraiento de -

las moléculas, anteriormente préximas, de los hidratos de carbono

que existen en el interior de la fibra (hinchamiento).

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- 1 2 3 -

Posteriormente, a medida que se élimina este agua, du

rante la fabricacién del papel, las fibras van ocupando posicio-

nes mas cercanas unas de otras y, tan pronto se empieza a eliminar

d. agua contenida en los capilares, la fuexza de tensién superfi

cial empujan las fibras y f ib ri l la s a un contacte mas intime, Una

vez que la distancia entre moléculas vecinas es suficientemente -

pequena, existe la posibilidad de forrnacién de puentes de hitrége-

no y, si las moléculas formsn parte de las fibras diferentes, se

establecen enlaces entre estas fibras, lo que, en definitiva, su

pone un aimiento en la resistencia del papel.

A la vista de lo anterior, puede explicarse lo que su

cede cuando se dispone de pastas quimicas y semiquimicas. En prin

cipio, las pastas quimicas de una de t erminada especie, son mas r_e

sistentes que las semiquimicas de la misma especie, ya que aque-

l las , mas delignificadas, permiten el e stablecimiento de enlaces

entre fibras contiguas con mas facilidad, que en el caso de pas-

tas semiquimicas, cuyo elevado contenido de lignina impide efecti

vamente la entrada de agua. Esto, por lo que se refiere a pastas

crudas.

Durante el blanqueo de una pasta quimica, dado que su -

contenido en ligninas es relativamente bajo, se efectda al mismo

tiempo un ataque sobre la celulosa y las hemicelulosas, que son -

degradadas, hasta cierto punto. Por ello, la resistencia mecanica

de una pasta quimica blanqueada es inferior a la de la misma pas

ta cruda.

En el caso de las pastas semiquimicas, sin embargo, el

blanqueo actda frecuentemente sobre la lignina, présenté en gran

cantidad y, en menor proporcién, por que esta protegida exterior-

mente por las capas externas ricas en lignina, las hemicelulosas

y la propia celulosa. Se tiene por tant o, que una pasta semiquim_i

oa blanqueada es extraordinariamente rica en hemicelulosas, lo -

que hace que una vez refinada, présente una resistencia mecanica

superior a la de la misma pasta sin blanquear. En la- curva de la

f i g u r a n5 32, se han representado algunas de las caracteristicas

mecanicas de pastas crudas y blanqueadas de toza y encina, siendo

évidente la mejoria obtenida con el blanqueo, de acuerdo con lo -


- 124 -

que acabamos de exponer.

3.342. Resurnen de les resultados obtenidos

Se ha estudiado, en este capitule, la aplicacion del -

proceso semiquimico al sulfito neutre, a las maderas de las espe

cies de Quercus (toza, quejigo, encina y alcornoque) de posible -

aprovech aniento por la industria papelera nacional.

Prescindiendo de otros problemas ajenos a este trabajo,

taies como el descortezado y troceado de la madera, problemas por

otra parte que no son insolubles, se ha puesto de manifiesto la -

perfecta adecuacion de esta materia prima para la fabricacion de

pastas pape1er as.

El aprovechamiento de estas maderas, desde el punto de

vista celulésico, présenta dos vertientes bien diferenciadas. Por

un lado, es posible la fabricacion de pastas para blanquear con -

destino a la industria de los papeles de impresién y escritura

principalmente, para lo cual son precisos tratamientos mas enérgf

COS que permitan obtener pastas con rendimientos mas bien bajos -

(del orden de 60-65%). Estas pastas se blanquean con facilidad y

rinden papeles con una gran resistencia mecanica.

Por otro lado, cabe la posibilidad de obtener pastas -

con mayores rendimientos (a. partir de 65%), que presentan gran in

terës en la fabricacién de los llamados papeles semiqulmicos, es

decir, pastas para la elaboracién de papeles para ondular con de_s

tino a la fabricacion de cartén ondulado. Los resultados obteni

dos con estos papeles, asf lo indican claramente.

Queda finalmente, por indicar que, de las especies estu

diadas, el toza es el que présenta caracteristicas mas atractivas

para la industria papelera, aunque el quejigo y la encina no des-

merecen excesivamente a su lado. El alcornoque parece ser el menos

interesante, en este aspecto, pero también es, entre las especies

consideradas, la que aén hoy tiene otro tipo de aprovechamiento -

fuera de la industria papelera.

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Norm a UNE 1011 A-4

P ig . 2 9 .- PASTAS SEIHQOIMICAS DB CJJERCUS

Varlaoiôn d el rendim iento en -

funoidn d el oonsuioo de NagSO^

oina

4»

TozaAloomoque

Coneumo, g Na2S0) / ^ madera

Comparaoi6n entre pastas obtenidas en Idéntloas condiciones operatorladT

A TOZA

□ Q0BJX60

# ENCIHA O ALCORNOfiüB

AOOO-

3000 -

2000 -

1000

- 30

g

Tiempo de r e f in o ^ m in s

r p f in p

2:0 50 60 70Grade de r e f i n o «3R q

£,0 50 60 7010 20 30

- 20

1 0

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20 30 40 50 60 70Grade do r e f in o 2SR

10 20 30 40 50 60 70Grade de r e f in o *SR

Vie* 31.- PASTAS SBKIOraCCAS, DB QDERCOB.

Ccnparaoidft entre paetae del mieme rendlaiente»

1000

I

1 ■■ 1 ■ 1 ....... 1 r - 1

10 20 30 40 50 60 70

30

1 0

10 20 30 40 50 60 70Grado do r e f in o , fiSH

Toaa

□ Quejigo

- 30

- 20

- 10

10 20 30 40 50 60 70Grade de refine, (kade de refino, #SR

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10 20 30 40 50 60 70Grado de r e f in o , OSR

0 Aleomoiue

O Bnoina

Big. 3 2 .- COMPARACIONEMTRB PASTAS CRUDAS Y BLANQUEADAS,DE ENCINA TDBTOZA.-

osa CBHH Toza CEHP

E n cin a CEHP

5000-

3000- T6*a cruda

E ncina cru d a1------ 1------- 1------ 1------ r

V 20 30 40 50 60 70Grado do r e f in o (^SR)

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I

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Toza cru d a

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Grade de refino ®SR

40 -

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Toza CEH9

TozaCEHH

E ncii\aCEHH

CEHP

Toza cru d a

Exjicinp crp d a

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I

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59 60 70Grado >de r e f i n o ®SR

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100 -

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60 -

40 -

2 0 -

Toza CEHPE ncinCEHH

E ncina GEHPToza CEHH

Q

IO•H

e0 H

1

I I I I I r

10 20 30 40 50 60 70

Grado de refino #SR

3 . 3 3 . PASTAS QUIMICAS AL SULFATO

Se h.an efectuado diversas côcciones al sulfata con las

cuatro especies de Quercus, a fin de estudiar su posible u tiliza-

ci6n, coiiio pastas blanqueadas para la fabricaci6n de papeles de -

impresion y escritura.

En todas estas cocciones se ha mantenido constante la -

temperatura maxima que fue 1705 C, y el tiempo de impregnation -

hasta alcanzar dicha temperatura, que fue de 2 boras, asi como el

tiempo de tratamiento a la temperatura maxima, que fue de très hji

ra s .

Se variO la sulfidez entre 25 y 10^ y el alcali active

entre 10 y 20^, Las cocciones se efectuaron en digestores rotato

ries de calentamiento electrico y control automatico de temperatu

ra, de 15 l i t ro s de capacidad.iI

Las pastas fueron desfibradas en un desfibrador de pal^

tas WEVERK, excepte las obtenidas a partir de un alcali active de

10^, que necesitaron ser desfibradas en un refine de discos SPROUT

WALDRON, en dos pasadas.

En les cuadros nos. 25 y 2 6 , se detallan las cocciones

efectuadas, asi como les resultados obtenidos en dichas cocciones.

Como puede verse, se valoraron las lejias negras residuales, c on

objeto de conocer en cada caso los consumes de alcali, se determ^

naron los rendimientos (total y u ti l) en pasta cruda, asi como los

indices de permanganate de cada una de las pastas obtenidas.

En la figura n? 33, se ha representado la variation del

rendimiento a medida que aumenta el alcali tonsumido, para cada -

una de las cuatro espeties estudiadas. Dado que la temperatura y

el tiempo de tratamiento se han mantenido constantes, el aumento

del alcali consumido depende de la concentracidn in i t ia l de la le

j ia de cocciôn.

En las curvas de la figura n5 34, se ha representado la

variation del rendimiento con el alcali activo, manteniendo cons-

Normc» UNE 1011 A-4

- 1 3 9 -

tante la sulfidez. Hay una c lara diferenciacion entre las cuatro

especies, que sera discutida mas adelante, observandose la logica

disminuciôn del rendimiento a medida que aumenta el a lcali activo

(es decir la concentracibn inicial de la le j ia de coccion).

Si se mantiene constante el alcali activo, la variaciôn

del rendimiento con la sulfidez es minima para cada especie y ca

da valor del alcali activ). Esto puede observarse mejor en el cua-

dro n5 2 8 .

Àunque como puede verse, la variation en el rendimiento

dentro de cada especie, es minima, existe, sin embargo, una lige-

ra tendencia -no bien definida- en el sentido de que, para un mi_s

mo nivel de alcali activo, el rendimiento tiende a disminuir, de

forma muy pequena, desde luego, a medida que disminuye la su lf i

dez.

A continuaciôn se procedio a determiner las caracteristi

cas fisico-mecànicas y opticas de las rauestras seleccionadas con

tal fin, ya que no se juzgd precise determiner las de todas las -

muestras disponibles, puesto que el reste de estas s6lo se elabo-

raron con el fin de calculer los redimientos, consumes de alcali

y grades de delignificacion (indices de permanganate).

Con este fin, se seleccionaron très grupos de muestras:

a) las obtenidas con alcali activo 20 y sulfidez 15 .

b) las obtenidas con alcali activo 15 y sulfidez 25^.

c) las obtenidas con alcali activo 10 y sulfidez 20^.

Es decir, se seleccionaron muestras de los très niveles

de alcali activo utilizados en las cocciones ya que, como antes -

se ha visto, esta es la variable, de las dos que intervienen en -

la concentration de la le j ia de cocciOn (sulfidez y alcali activo),

que influye de forma importante sobre los resultados obtenidos -

(rendimiento, consumo de alcali e indice de permanganate), mien-

tras que la influencia de«la sulfidez es practicamente inaprecia-

ble.

tes


Asi pues las muestras seleccionadas fueron las siguien-

- i 4 o -

Toza; Muestras n5 8 2 , 78 y 8 l

Quejig'o: Muestras n.5 92, 88 y 91

Encina: Muestras 115 62. 58 y 6l

Alcornoque ; Muestras n? 72, 68 y 71

Estas muestras se refinaron en una pila VALLEY, tomandjq

se muestras a diferentes intervales de tiempo, sobre las que se -

deterininaron los correspondientes grades de refino, elaborandose

a continuaciOn hojas de ensayo en un formador de hojas RAPID-KOH-

TEN. Una vez acondicionadas estas hojas, de acuerdo con la norma

UNE 5 7 *0 0 1 » se determinaron las correspondientes caracteristicas

fIsico-mecanicas y 6pticas. Los resultados obtenidos se detallan

en los cuadros nos. 29 y 30.

A partir de estes resultados, se han trazado las curvas

de las figuras nos. 3 5 » 3 Y 3 7 • En esta serie de curvas se ha re

present ado, en primer lugar, la aptitud al refino de las diferen

tes pastas (curvas tiempo de refino v.s. grade de refino) y, se-

guidamente, las caracteristicas mocanicas (longitud de rotura, e^

tallido, desgarro y dobles pliegues) en funciOn del grade de ref^

no.

Se efectuaron, a continuacibn, al igual que en el caso

de pastas semiqulmicas, diverses ensayos de blanqueo, realizados

con pastas de toza y encina, con objeto de estudiar la posible -

utilizacion de estas pastas en la fabricaciôn de papeles blancos

para impresibn y escritura.

Puesto que en este caso no se prevee otra aplicaciôn pa

ra estas pastas (qulmicas al sulfate) que para papeles blancos, -

oosa que no ocurria en el de las pastas semiquimicas, en que posd-

blemente su aprovechamiento mas idbneo deba ser orientado hacia -

la fabricaci6n de papel para ondular, se ha estudiado con mas de-

tenimiento su blanqueo. Asi, ademàs de las eecuencias CEHH y CEHP,

se hem introducido otras dos secuencias (CEHD y CEDD), que inclu-

yen una o dos etapas con di6xido de cloro, la razon para 6sto res i

de en la mayor demanda de papeles de elevada blancura de impre-

si6n.

• • • / » .

N orm a UNE ÎOÎI A-4

— 14 1 —

Asi pues, sobre cada muestra seleccionada, que fueron ~

la n5 62 (encina) y la 82 (toza), se efectuaron los cuatro ensa

yos de blanqueo siguientes:

CEHH : Cloro-extracci6n alcalina-hipoclorito-hipoclorito.

CEHP : Cloro-,extracci6n alcalina-hipoclorito-perdxido,

CEHD : Cloro-extracci6n alcalina-hipoclorito-di6xido,

CEDD : Cloro-extraccion alcalina-di6xido-di6xido,

Las condiciones générales de tratamiento en cada una de

las fases consideradas, fueron las siguientes:

Cloraci6n;

Consistencia . . . . . . . o . . . . o 3^

pH ................................................................. 2 , 5

Temperatura ............. 2 0 - 2 5 - C

Tiempo de tratamiento ................... 1 bora

Extracci6n al calina:

NaOH (referido a pasta seca) . . . . . . . . 2 ,5^

Consistencia . . . . . o . , 8^

Temperatura ................................................... .605 C

Tiempo de tratamiento ............2 boras

Hipoclorito;

Consistencia ..«« 8^

pH . ...................................................................................... 8 - 1 0

Temperatura ............... 405 c

Tiempo de tratamiento . . . . . . . . . . . . . . 2 horas

Per6xido;

Consistencia .............................................. 12^

pH o................................................................... 10-11

Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 0 - C

Tiempo de tratamiento ................... 2 horas

Di6xido de cloro:

— Consistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8^

* . . / . . .


- 1 4 2 -

pH o...................................................... 5

Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ?05 C

Tiempo do tratamiento . . . . . . . . . . . . . . . 2 horas,

Los resultados obtenidos eh los eusayos de blanqueo se

detallan en el cuadro n? 31. Las pastas se blanquearon con fac i l i

dad, siendo las cifras de cloro consumido muy similares a las de -

otras pastas de frondosas.

Las pastas blanqueadas, asi obtenidas se trataron en un

molina LAMPEN hasta un grado de refino de - SR, con objeto de -

compararlas entre si, y con la pasta cruda, a un valor del grado

de refino que sea similar al que se utiliza en la fabrication de

los papeles de irnpresiOn. Los resultados obtenidos se detallan en

el cuadro n5 32.

Como puede observarse, las pastas quimbas blanqueadas -

present an caracteristicas inferiores a las crudas, de forma inver

sa a como sucedia con las pastas semiquimicas, segun a l i i qiiedO -

explicadoo Dentro de las pastas blanqueadas, las mas resistentes

tanto en el caso de la encina como en el del toza, fueron las tra

tadas con dos fases de diOxido de cloro, seguida por las que su-

fren una dltima fase con perOxido o con hipoclorito y , por ultimo,

la de dos fases con hipoclorito.

3.331* Analisis de los resultados obtenidos

Para las cocciones efectuadas, cuyo detalle se encuen-

tra en los cuadros nos. 25 y 26, se escogieron valores de la sul

fidez de 25, 20, 15 y 10 , mientras que el alcali activo se varid

entre 10 y 20 (lO, 15 y 20^),

Al contrario de lo que sucedia en el proceso semiquimi-

co al sulfite neutre, las pastas procedentes de madera de toza y

quejigo presentan rendimientos superioes a las de encina y alcor

noque, para trataraientos id6nticos. Esto parece dar a entender -

que, en estas dos liltiinas especies, la fraccidn hemicelul6sica y,

quiza en parte la celul6sica, contienen un porcentaje elevado de

compuestos facilmente accesibles para la le j ia alcalina de coccion.


“ 1 4 3 -

Es decir, que estan constituidas, en parte, por cadenas cortas que

se hidrolizan con facilidad en el raedio alcaline en que se ofectua

la cocciono

Este hecho es importante, desde el punto de vista de en

contrar para cada una de las especies estudiadas, su aplicacidn -

mas iddnea en el campo de la fabricacidn de pastas papeleras. Si

nos ateneiiios unicamente a la consideraci6n de los rendimientos ob

tenidos parece, en principio, que la encina y alcornoque son mas

adocuadas para la fabricacion de pastas semiquimicas, con el gran

interns que ello supondria para la industria papelera, mientras -

que, el toza y el quejigo podrian aprovecharse en la fabricacidn

de pastas quimicas al sulfate, sin queello indique su adecuacion

en la fabricaci6n de pastas semiquimicas.

Se ha puesto de manifiesto la pequena o nula influencia

de la sulfidez sobre el rendimiento, permaneciendo constantes las

otras variables que interviennn en el proceso. Â e s t e respecto el

cuadro n5 2 3 , es bien ilustrativo. Fijandonos en las cocciones -

efectuadas con alcali activo 15 » veremos que los valores mas di_s

t in t os para el rendimiento son:

Toza: 4 ? , 3 Y 4 6 ,7#Quejigo: 4 5 , 1 y 4 3 ,

Encina: 4 2 , 9 Y 4 2 , 3#

Alcornoque: 4 0 , 1 y 3 8 , 3#

Sin embargo, este hecho no debe llevar la creencia de -

que la sulfidez es una variable de nula o poca influencia en una

cocci6n alcalina. El proceso alcalino al suifato se distingue del

proceso alcalino a la sosa, en que este ultimo uti liza NaOH como

ilnico agente de coccidn, mientras que en aquel, el liquide de coq

cidn e s t à constituido por una mezcla de NaOH y Na^S. En el proceso

al sulfate, se ahade a la le j la de recuperaciôn, Na SO , que es -

posteriormente reducido a sulfure sodico.

El Na^S présente en la le j la de cocci6n, se hidroliza,

dando hidrosulfuro s6dico, segdn la reaccidn siguiente:

NapS * HÔ NaOH + NaSH

N o rm a Uf'JE ''O il A-4

— 1 4 4 “

Àsl pues, la presencia de suifui"o aumenta el contenidode NaOH de la lejla y, lo que es mas importante, produce liidrosut.furo, que ticne un efecto altamente beneficioso sobre la calidad de la pasta obtenida. Su efecto, la diferencia entre una coccion efectuada al sulfato o a la sosa, en que en aquella, el Indice de delignificaci(5n aumenta con respecto a una coccidn a la sosa, - mientras que, al inismo tiempo se minimize, la influencia per judicial de un exceso de NaOH sobre la celulosa y las hemicelulosas. - Como consecuencia de ello, en una coccidn al sulfato, se acorta - el tiempo de coccion ( o bien se reduce la temperatura maxima) yse aumenta el rendimiento en pasta y la resistencia de esta.

En nuestro trabajo heinos efectuado todas las cocciones segun el procedimiento al sulfato. Al comparar, como hemos hecho en el cuadro n5 28, cocciones efectuadas con el mismo alcali acti vo, pero variaiido la sulfidez, nos encontramos que el alcali total inicial, es decir, la alcalinidad del sistema debida, tanto - al NaOH como al Na^S présentes, es el mismo para todas las cocciq nés. Es decir, tenemos lo siguiente;

Alcali activo # Suifi dez # Aiea1i_t ot. inici al g2 5

2 0 15 30010o 520

13 22510

2 51 0 2 0 150

13

Por tanto no debe extrahar que, para una determinada e_s pecie, las cocciones efectuadas con un mismo alcali activo total inicial, presentan minimas o nulas diferencias entre si. Los rendimientos, naturalmente, variaran entre especies distintas.

Es decir, no se encuentran diferencias al variar la suJL fidez, ya que en todos los casos se han efectuado cocciones al sulfato, Otra cosa séria si se hubieran efectuado cocciones a la sosa,"es decir, sin la presencia de Ha^S en la lejia. En este ca-

Norma UNE 1011 A-4

— 145 —

so, si se hubieran encontrado diferencias entre cocciones efectua das con el mismo alcali total inicial. Diferencias estas, que no habrian limitado a los rendimientos, sino tambien a las caracteristicas de las pastas obtenidas.

Por el contrario, si se mantiene constante la sulfidez y se varia el alcali activo, las diferencias encontradas son muy marcadas.

Es decir, la influencia del alcali activo es importante. Podriamos representar esto en un cuadro, al igual que hicimos en el caso de la sulfidez (cuadro nf 2 7 ). En el se ve claramente que, para cada especie, al disminuir el alcali activo, permanecien do constante la sulfidez, aumenta, el rendimiento.

Esto es idgico, ya que al disminuir el alcali activo, - el alcali total inicial présente en la lejia de cocci6n es mener, con lo que, naturalmente, el rendimiento final aumenta, Tendrlamos, en realidad, las siguientes condiciones:

Sulfidez # Alcali activo # Alcali total

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Tambi&n en este caso, los rendimientos, para identicas condiciones operatorias, dependeran de cada especie. Observando ■ las curvas de la figura n.5 3 4 , en las que se ha representado la ■ variacidn del rendimiento de cada especie con el alcali activo, • permaneciendo constante la sulfidez, se deduce que los rendimientos mas elevados corresponden, como ya anteriormente habiamos indicado, al toza, seguido por el quejigo, la encina y el alcornoque, por este orden.

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- 146. -

En los cuadros nos. 29 y 30 se han recogido las caractq rlsticas sico-mecanicas y 6pticas de las pastas seleccionadas - que, como aites se ha indicado, son très de cada e specie, respecta. Vamente las de alcali activo 2 0 , 15 y 10#,

Estos très grupos de caracterlsticas se han representado grafic am eut e , para una mejor coraparaci6n entre las distintas espq cies, en las curvas de las figuras nos. 35» 3^ Y 37 * En lo que - respecta a las carac teristicas niecânicas (longitud de rotura, estallido, desgarro y dobles pliegues), se aprecia una superioridad de las partes de toza, seguidas por los de quejigo, encina y alcornoque . En cuanto a facilidad de refino, el orden se invierte, de una forma mas o mènes clara, necesitando las pastas de alcnrnq que meneres tiempos de refino que las demas. Las diferencias, no obstante, son pequehas,

Hay que hacer notar que las pastas obtenidas con un alcali activo de 10# -que presentan los rendimientos mas elevados- est'an, l6gic ameute, poco delignif icadas (sus Indices de permanganate son, en todos estos casos, superiores a 35) Y no pueden de- sintegrarse como las pastas mas delignificadas. Han de desinte- grarse, como las pastas semiquimicas, en un refino de discos. Se trata, pues, de pastas que caen dentro del grupo de la de alto - rendimiento (practicamente semiquimicas), no pudiendo considerarse como pastas qulmicas, Puede deducirse, pues, que en las condiciones de temperatura y duracidn de tratamiento elegidos para - nue stras exper iencias, podrla fijarse un limite, situado en el - 15# de alcali active, por debajo del cual las pastas obtenidas - pertenecen al grupo de las de elevado rendimiento, que necesitan ser desintegradas en un refino de discos y que no son aptes para el blanqueoo Esta separaci6n entre pastas qulmicas y pastas de - elevado rendimiento, para las especies estudiadas, se hace patente tambi6n en las curvas de la figura no, 3 3 « En efecto, para un' consume inferior a 75-80 g NaÔ por kg de madera, las pastas obtq nidas pertnnecen al segundo grupo.

En cuanto a las caracterlsticas mecanicas, como se dedu ce de los cuadros nos. 2 9 y 3 0 y de las figuras nos. 3 5 , 3 y 37

son, en general, bastant e buenas y son un Indice de la pos bili-

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- 147 -

dad de empleo de estas especies. De la observacion de estas figuras queda patente que las diferencias entre las cuatro especies no son importantes, situandose siempre el toza en posicidn ventajosa con respecto a los demas. En general, las pastas mas delignificadas presentan caracterlsticas algo superiores a la posibilidad de establecimiento de un mayor numéro de enlaces por puentes de H en tre fibras contiguaa.

El blanqueo de las pastas crudas obtenidas no présenta dificultades, siendo nomiales los consumos de cloro durante el - proceso. Destaca, junto a un mener consumo de cloro, el grado de blancura mas elevado que se alcanza cuando se introduce una o mas secuencias oon di6xido de cloro (cuadro n5 3 1 ). Debido a la mayor selectividad del didxido por la lignina, las caracterlsticas mas elevadas corresponden, tanto en el caso del toza como en el de la encina, a las pastas' procedentes de blanqueo con dos secuencias - de di(5xido. Las pastas que tieiien una secuencia de hipoclorito y otra de perdxido o de di(5xido resultan muy similares, mientras - que la pasta blanqueada con dos secuencias de hipoclorito présenta las caracterlsticas inferiores, debido a la accidn dégradante del hipoclorito (cuadro n5 3 2 ). No obstante, las diferencias entre las distintas pastas blanqueadas son pequehas entre si, aunque mas importantes si se comparai! con las caracterlsticas de la correspondiente pasta cruda. Al explicar el blanqueo de las pastas semiquimicas ya se tratd suficienteraente este tema, por lo que no creemos necesario volver sobre ël.

3*352. Resumen de los resultados obtenidos

Se ha estudiado en este capitule, la aplicacidn del prq ceso qulmico al sulfato, a las maderas de las especies de Quercus (toza, quejigo, encina y alcornoque) de posible aprovechamiento - por la industria papelera nacional. En este aspecto, es évidente, a la vista de los resultados conseguidos, la perfecta adecuaci&n de esta materia prima para la fabricacidn de pastas qulmicas al - suif ato,

Pero, asi como en el caso de pastas semiquimicas, podlan considerarse dos vertientes, una en el sentido de fabricar pastas


- 148 -

de elevado rendimiento, para su empleo, al estado crudo, en la in dustria del carton ondolado, y otra, en la de fabricacidn de pastas de bajo rendimiento, para su empleo como pastas blanqueadas - en la elaboraciôn de papeles de impresi&n y escritura, en el caso de las pastas al sulfato, creemos que su mejor utilidad reside en la fabricacion de pastas para blanquear. En efecto, no creemos - que compensen los rendimientos alcanzados al obtener pastas al sul_ fato de elevado rendimiento, comparados con los rendimientos, mas elevados, de las pastas semiquimicas. Ademas, las caracterlsticas de estas ultimas, son mas elevadas y su utilidad para la fabricacion de papeles para ondular es tambien mayor.

Las pastas al sulfato blanqueadas, sin embargo, podlan resultar de gran utilidad en la industria de los papeles de iniprq si6n y escritura.

Al contrario de lo que sucedia en el proceso semiqulmico, los mayore s rendimientos correspondieron al toza y al quejigo, aun quq las caracterlsticas mecanicas de estas dos especies fueron su perfores a las de encina y alcornoque, igual que sucedia en el ca so de pastas semiquimicas.

El blanqueo no ofrece mayores dificultades y se ha puesto de manifiesto, a lo largo de este trabajo, que pueden alcanzan se con facilidad grades de blancura elevados, en consonancia con las exigencias actuales de la industria papelera.

Queda latente el problema del descortezado de estas especies, al que ya nos hemos referido con anterioridad, y que cae fuera de los propdsitos de este trabajo. Asi como en el caso de - pastas crudas, la presencia de particules de corteza, en pequena proporci&n, no ocasionan ningun perjicio al empleo de estas pastas, si lo puede ser en el de pastas blanqueadas. No obstante esto, los resultados obtenidos en la depuraci<Sn centrifuge de pastas obtenidas sobre madera con corteza son altamente esperanzadores - al respecto. *

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- 1 5 2 -

'Cuadro n? 27.- PASTAS AL SULFATO PE ftUERCUS. VARIACION DEL REIfDIMIEHTO CON EL ALCALI ACTIVO

SUIflDEZ $ÀLCALI feENDIMIENTO *ACTIVO

TOZA aUEJIGO ENCINA ALCORN0ÛUE

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10 . 59,1 57 ,2 53 ,3 47 ,8

20 15 47 ,3 44 ,7 42 ,5 38 ,310 58,7 57 ,0 53,0 49 ,5

20 42 ,2 40 ,8 37 ,9 37 ,715 15 47,0 44 ,0 4 2 ,3 40,1

10 58 ,7 57,1 52,5 47,1

1020 42,0 4 0 ,8 39^8 37,7

45 46 ,7 43 ,8 4 2 ,7 39 ,3

(Cuadro nS 2 8 .- PASTAS AL SULFATO. PE Q.UERCUS. VARIACION DEL REtJDIMIEHTO CON LA SUIF I DEZ. PARA

ALCALI ACTIVO CONSTANTE

ALCALI5ULFIDEZ <fo

ÎRENDIMIENT0 <f>

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25 47 ,3 45 ,1 42 ,9 40,1

1520 47 ,3 44 ,7 42 ,5 38 ,315 47,0 44 ,0 4 2 ,3 40 ,110 46 ,7 4 3 ,8 42 ,7 39 ,3

25 59,1 *7 ,2 53 ,3 47 ,810 20 58,7 57 ,0 53 ,0 49 ,5

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4. CONCLUSIONES FINALES

Este trabajo ha sido realizado, fundamentaimente, con - el fin de estudiar las posibilidades de aprovechamiento de la madera de las distint as especies de Quercus que pueblan nuestros - montes, desde el punto de vista de la industria de fabricacion de pastas papeleras.

El aprovechamiento de estas especies como materia prima celul6 sica es una necesidad, dado que la madera de estas especies ha perdido inter.es en otras aplicaciones tradicionales y que, por otra parte, Espaha es un pais deficitario en madera. Por ello, pa rece logico intentar la utilizacion de las extensas zonas pobladas con Quercus, que ocupan, en nuestro Pais, una extensi&n de - unos 3 millones de Has.

Los problemas iniciales que se presentaron a la hora de abopdar este tema, se centraron en la elecci&n del procedimiento mas id&neo para su tratamiento, dadas las especiales caracteristicas de la materia prima disponible. Se trata, en efecto, de una - madera muy dura y densa, de dificil descortezado y de fibra corta, Con estos condicionantes como base, los procesos semiquiraicos pa- recian, en principio, los mas adecuados para su tratamiento ya - que, ademas de ser los mas apropados para el tiâmiento de especies de frondosas -cual es el caso de los Quercus-, permiten una impregnacidn mas rapida de las maderas densas.

Por otro lado, el problema del descortezado se trat6 de obviar, lejiando la madera sin descortezar y poniendo, seguidamen te, a punto un procedimiento para la separacidn mecanica de las - p articulas de la parte externa de la corteza, que quedan sin tra- tar durante la coccion.

Dado que los procedimientos semiquimicos eran desconoci dos en Espaha y que no se disponia de los medios necesarios para efectuar los ensayos previstos, la primera parte de este trabajo, consistante en la puesta a punto de estos procesos y en la sépara ci6n de la corteza de la pasta résultante de lejxar la mad ra sin

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descortezar, se efectu(5 en Estados Unidos, concretaniente en la - State University College of Forestry, Syracuse, New York, donde el autor permaneci6 durante dos ahos con becas Fullbright y del Empire State University Re search Foundation, estudiando estos - problemas especificos y efectuando las experiencias correspondient es .

La segunda parte de este trabajo se efectu6 en Madrid, en los laboratorios de la Seccidn de Celulosas del Institute Fo- restal de Investigaciones y Experiencias (hoy Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias). Esta parte se efectuo sobre cuatro especies de Quercus nacionales (toza, quejigo, encina y alcornoque) obteni^ndose, tanto pastas semiquimicas, como quimicas al - sulfitoo

Las principales conelusiones que pueden deducirse del presente trabajo son las siguientes;

4.1. Se ha demostrado, en primer lugar, la viabilidad de los dog procesos semiquimicos estudiados (al sulfito neutro y al bisulfite), para el tratamiento de la madera de Quercus, con vistas a la producci6n de pastas celuldsicas. Sin embargo, parece - mas adecuado el del sulfito neutro.

4.2, La materia prima disponible, para la puesta a punto de los procesos semiquimicos, estuvo compuesta por muestras del tron co y de ramas, con y sin corteza, procédante de Quercus rubra - (roble rojo americano). En las cocciones al sulfito neutro se ob tuvieron, con cada una de estas muestras, pastas a dos niveles - de rendimiento (aproximadamente 75 Y ^5^)» a las que se llama - pastas de elevado o bajo radimiento. Mediante el proceso de bisulfite, s6 lo se prepararon pastas de bajo radimiento.

4.3* No se encontraron diferencias significativas entre las —pastas obtenidas a partir de madera del tronco o de ramas, del - mismo rendimiento.

*

4.4. Las pastas procedentes de muestras con corteza presentaron caracteristicas inferiores a las de las sin corteza. Sin embargo, si se procédé a depurar centrifugamente las pastas con cor


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teza, las caracteristicas superan ligeraniente en algunos cases, a las de las mue stras con corteza. En este hecho influye la presencia de las .fibras de la parte interna de la corteza, de mayor Ion gitud que las de la madera. De una forma general, las caractères- ticas de cualquiera de las muestras, auraentaron al disminuir el - rendiraiento desde 75 a 6 3^.

4«3« Los rendimientos de las muestras con corteza fueron infe_riores a las de las muestras exentas de ella, para igualdad de - condiciones operatorias, siempre que estes rendimientos se expre- saraji en funcidn del total de madera con corteza cargada en el d_i gestor. Sin5 embargo, expresados con relacidn al peso de madera - sin corteza cargado en el digester, les rendimientos fueron mas -elevados en el caso de muestras sin descortezar.

4.6. Un dispositive de depuracion centrifuga, permite éliminât, en las pastas crudas procèdentes de muestras de madera sin -descortezar, la parte externa, sdmameute perjudicial, de la cort^

Iza.Los rendimientos de las pastas procédantes de muestras

con corteza fueron un 7^ inferiores, aproximadamente, a los de - las muestras exentas de corteza, deqjués de la depuracidn.

4.7o Se efectud el blanqueo de las pastas de 63^ de rendimiento, tanto las obtenidas por el procedimiento al sulfite neutre c^ mo las obtenidas por el procediraiento al bisulfite. En ambos cases el blanqueo procedio sin dificultades, de forma similar al de otros tipos de pastas semiquimicas de frondosas. El consume de - cloro fue, como en esta, elevado, si se compara con el requerido por las pastas quïmicas, El blanqueo de muestras con coïteza, previamente depuradas, permitid obtener pastas, sdlo un 3^ inferiores, en 1 o que a rendimiento se refiere, a las pastas procédantes de muestras descortezadas,

4 .8 . Con los resultadps anteriores, obtenidos en EE.UU con madera de Q. rubra, se ha aplicado el proceso semiquimico al sulfi- to neutre, a las especies nacionales incluidas en este trabajo - (toza, quejigo, encina y alcornoque) que son, desde luego, las -

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que podrian ser utilisables por la industria espanolao

4 .9 * Los rendimientos mas elevados, obtenidos en las ooccio-nes al sulfite neutre, correspondieron a la madera de encina, seguida por la de alcornoque, quejigo y,, toza, por este orden, Ade- mas, para un determinado consume de réactive, los mayores rendimientos correspondieron también a la madera de encina. Este, esta enfUnci(5n, como se ha puesto de manifiesto, del contenido de materias solubles de las respectivas maderas, que es superior en - la de toza.

4.10. Para pastas obtenidas en idénticas condiciones operatorias, las mejores caracteristicas correspondieron, sin embargo, - al toza, seguido del quejigo, encina y alcornoque. Igualmente, la pasta obtenida a partir de madera de toza, present6 mejor aptitud al refino. Si se quieren obtener pastas de alcornoque y encina, - con caracteristicas similares a las de toza y quejigo, es precise forzar las condiciones operatorias, con el consiguiente aumento - enjel coste del tratamiento.

4.11. Las caracter 1 sticas mecanicas de las diferentes pastas ob tenidas son bastante aceptables y, desdBluego, las diferencias en tre unas especies y otras, no son grandes.

4.12. Una caracteristica interesante de estas pastas es su elje vado rendimiento. Su blanqueo es perfectamente factible en las de menor rendimiento, por lo que, a la vista de los resultados obtenidos, quizâ resulten mas convenientes las de toza y quejigo para su enipleo, una vez blanqueadas, en papeles blancos. Las de rendimiento mas elevado, se ha puesto claramente de manifiesto que son aptas para la elaboracidn de papeles para ondular, con destino a la fabricacidn de cart 611 ondulado, compitiendo venta j osamente con los papeles paja, hoy empleados en Espaha, En este aspecto, parecen la encina y el alcornoque, las mas adecuadas para este fin, - no porque el toza y el quejigo no lo sean, sino porque, como antes se ha indicado, estas* dos liltimas especies, podrian encontrar un aprovecharaiento mas iddneo para pastas para blanquear.

4.13» Se ha puesto de manifiesto, asimisrao, la aptitud de lasespecies estudiadas para la fabricacidn de pasta quimica . 1 suifa


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to. En este caso, los rendimientos, idgicamente, fueron infer.lores a los de las pastas semiquimicas, invirtiéndose el orden de preferencia, en lo que a rendimientos obtenidos se refiere, > o. - que los mayores correspondieron al toza y al quejigo, seguide3 - de la encina y el alcornoque. En este caso, para un determinedo consumo de alcali, se obtuvieron con madera de toza los rendimien tos mas elevados.

4.l4. Se obtuvieron pastas quimicas variando el alcali actxvoa partir de 25^. Por debajo de un alcali active de 15' se obio- nian pastas de elevado rendimiento, que necesitaron ser deairie- gradas en un refino de discos,

4. 1 3 . Las caracteristicas mecânicas fueron, en general, l)uenaa,y las diferencias entre las dis tintas especies no fueron elevados, aunque las de toza se situaron, en este aspecto, en una si tuaci6n ventajosa con respecto a las demâs.

4 .1 6. Las pastas obtenidas se blanquearon sin dificultad, con bajos consumes de cloro. Dados los rendimientos iniciales, parece mas atractivo el empleo, en este campo, de las maderas de toza y quejigo, sin que elle quiera decir que la de encina no pueda emplearse también. La de alcornoque, sin embargo, se apart a rnas do las anteriores, siendo su calidàd notablemente inferior.

4 .1 7 . Resumiendo los resultados obtenidos, las cuatro especies estudiadas, pueden agruparse en dos categorias bien def inidas ;

a) La constituida por el toza y el quejigo, cuyo principal aproye chamiento séria el de pastas blanqueadas, tanto quimicas como semiquimicas.

b) La constituida por la encina y el alcornoque, cuyo principal - aprovechamiento parece ser el de pastas semiquimicas, de elevado rendimiento, con destino en la industria del cartdn ondulado.

Naturalmente, la décision final debera estar impuesta - por las posibilidades de la zona que se pretenda estudiar y de - las necesidades del mercado. Résulta extremadamiente interesante - la posibilidad de aprovechar, tanto la madera del tronco, como de


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las ramas, sin descortezar, en la fabricacidn de pastas crudas - con destino a la fabricacidn de papeles para ondular, mediante d^ puracidn centrifuga de las pastas obtenidas.


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