¿Qué son las ayudas de retención en el proceso de fabricación de papel?
Los auxiliares de retención son sustancias que se agregan a la pulpa de papel para mejorar la retención de sólidos finos y dispersos, como arcilla, carbonato de calcio y otros rellenos. Estos aditivos aumentan la retención de fibras al aumentar las fuerzas electrostáticas o de van der Waals involucradas en las interacciones fibra-relleno. Los auxiliares de retención pueden ser sintéticos o naturales y son catiónicos o aniónicos, dependiendo de su carga.
¿Cómo mejoran las ayudas de retención la fabricación de papel?
Los auxiliares de retención ayudan a mejorar los procesos críticos de fabricación de papel de las siguientes maneras:
Retención mejorada de fibra y relleno: los auxiliares de retención ayudan a retener sólidos finamente dispersos, como arcilla, carbonato de calcio y rellenos, que de otro modo se perderían durante la producción.
Drenaje mejorado: la retención ayuda a mejorar la tasa de drenaje de la pulpa, lo que conduce a mayores velocidades de la máquina, mayor producción y menor consumo de energía.
Mejor formación: los auxiliares de retención mejoran la apariencia del papel al formar una red de fibras y partículas de relleno que son más uniformes en textura y grosor.
Tipos de ayudas para la retención
Existen varios tipos de auxiliares de retención, dependiendo de su composición química y mecanismo de acción. Algunos de los tipos comunes de ayudas para la retención incluyen:
Las poliacrilamidas son polímeros sintéticos que se utilizan como auxiliares de retención por su alto peso molecular y densidad de carga.
Almidón catiónico: los aditivos de almidón catiónico están hechos de almidón natural y se usan ampliamente en la fabricación de papel debido a sus excelentes propiedades de retención.
Polietilenimina (PEI)- PEI es un polielectrolito catiónico ampliamente utilizado como floculante y auxiliar de retención en la industria papelera debido a su alta densidad de carga.
Agentes de retención frente a agentes de fijación
Los agentes de retención y fijación se utilizan en la fabricación de papel pero difieren en sus mecanismos de acción. Mientras que los auxiliares de retención ayudan a mejorar la retención de fibra y relleno, los agentes fijadores ayudan a unir estas fibras y rellenos al papel. Los agentes de curado, a diferencia de las ayudas de retención, son aniónicos y generan fuerzas sólidas electrostáticas que unen las fibras y los rellenos al informe.
El papel de los auxiliares de retención en el drenaje y la formación
La retención ayuda a mejorar el drenaje de la pulpa al mejorar la interacción de las fibras y los rellenos con el alambre de formación, lo que conduce a mayores velocidades de la máquina, mayor producción y menor consumo de energía. La formación del papel también mejora mucho debido a la distribución y retención uniformes de fibras y partículas de relleno.
¿Cómo funcionan los auxiliares de retención en la fabricación de papel?
Los auxiliares de retención son aditivos químicos que se utilizan para mejorar el rendimiento de la máquina de papel. Estos auxiliares funcionan ayudando a retener las fibras en el papel, reduciendo la pérdida aceptable de partículas, mejorando la formación de hojas y mejorando la eficiencia del drenaje. En este artículo, exploraremos cómo funcionan las ayudas para la retención, los diversos tipos de ayudas para la retención y sus funciones y beneficios específicos.
Cómo funcionan las ayudas de retención en la fabricación de papel
Varios factores pueden afectar la retención de fibras durante el proceso de fabricación de papel, incluido el tipo de fibra utilizada, la calidad de la pulpa y el diseño de la máquina de papel. Los auxiliares de retención están diseñados para ayudar a superar estos desafíos al aumentar la atracción entre las fibras, lo que promueve la retención.
Una forma en que funcionan los auxiliares de retención es creando una carga positiva en las fibras. Esta carga positiva ayuda a atraer partículas cargadas negativamente, como arcilla y otros finos, a los hilos. A medida que estas partículas se adhieren a las fibras, es menos probable que se pierdan durante el proceso de fabricación del papel, lo que mejora la retención.
Las ayudas de retención también ayudan a mejorar la eficiencia del drenaje. El agua se elimina de las fibras durante la fabricación del papel pasándolas por tamices. El proceso de drenaje puede volverse menos eficiente si los hilos no se retienen adecuadamente en estas pantallas. Esto puede aumentar el consumo de energía, los tiempos de secado y reducir las tasas de producción. Los auxiliares de retención ayudan a mejorar la eficiencia del drenaje al promover una mejor retención de las fibras en las mallas y reducir la cantidad de agua que se debe drenar de las fibras.
Tipos de ayudas para la retención
Varios tipos diferentes de ayudas de retención se usan comúnmente en el proceso de fabricación de papel. Un tipo común es el almidón catiónico. El almidón catiónico se deriva de fuentes vegetales y se utiliza para aumentar la retención de fibras en las pantallas de las máquinas papeleras. Otro auxiliar de retención de uso común es la poliacrilamida. Este tipo de ayuda para la retención forma una sustancia similar a un gel que ayuda a capturar partículas finas y evitar que se pierdan.
Otros tipos de auxiliares de retención incluyen alumbre, colofonia y polímeros sintéticos. Cada uno de estos auxiliares de retención tiene ventajas y características únicas, lo que los hace adecuados para diferentes tipos de papel y etapas del proceso de fabricación del papel.
Beneficios del uso de ayudas para la retención
El uso de ayudas de retención en la fábrica de papel tiene muchos beneficios. Uno de los beneficios más significativos es una mayor eficiencia de producción. Al mejorar la retención de fibras en las pantallas de la máquina de papel, los auxiliares de retención ayudan a reducir el tiempo de inactividad necesario para la limpieza y el mantenimiento. Esto puede ayudar a aumentar las tasas de producción y reducir los costos generales de producción.
Además, los auxiliares de retención pueden mejorar la calidad del producto final. Al promover una mejor retención de la fibra, los auxiliares de retención ayudan a reducir los defectos en el papel terminado, como agujeros o puntos delgados. Esto puede resultar en un producto de mayor calidad que es más consistente y uniforme en todo momento.
Lectura recomendada: Conservación del drenaje óptimo con auxiliares de drenaje
Tipos comunes de ayudas de retención utilizadas en la fabricación de papel
Auxiliares de retención catiónicos:
Los auxiliares de retención catiónicos son polímeros cargados positivamente que se agregan a la pulpa para mejorar la retención y la resistencia en húmedo del papel. Se utilizan en el proceso de fabricación de papel para evitar que se escapen partículas finas y fibras durante la producción de papel. Los auxiliares de retención catiónicos funcionan formando un enlace con partículas cargadas negativamente en la pulpa, lo que ayuda a mejorar su retención en el papel.
Ejemplos de auxiliares de retención catiónicos incluyen polietilenimina, poliDADMAC y poliamida amina epiclorhidrina (PAE). La polietilenimina se usa comúnmente en la fabricación de papel debido a su alta eficiencia de retención y es particularmente efectiva en la producción de calidades finas de papel. PolyDADMAC también se usa ampliamente por sus fuertes propiedades de retención y su capacidad para proporcionar una resistencia superior al papel. PAE se utiliza en áreas donde se requiere una alta resistencia a la humedad, como toallas de papel y servilletas.
La desventaja potencial de usar ayudas de retención catiónicas es que pueden disminuir el brillo del papel, lo que afecta negativamente la calidad final del papel. Además, los auxiliares de retención catiónicos suelen ser más caros que los auxiliares de retención aniónicos.
Auxiliares de retención aniónicos:
Los auxiliares de retención aniónicos son polímeros cargados negativamente que se agregan a la pulpa para mejorar la retención y el drenaje de la pulpa. Funcionan formando un enlace con partículas cargadas positivamente en la pulpa, lo que ayuda a mejorar la retención de fibras y rellenos en el papel.
Los ejemplos de auxiliares de retención aniónicos incluyen carboximetilcelulosa (CMC), poliacrilamida (PAM) y alcohol polivinílico (PVA). El CMC se usa comúnmente debido a su alta eficiencia para mejorar las propiedades de retención y drenaje del papel. PAM mejora efectivamente el drenaje y la formación de pulpa, y es adecuado para su uso en máquinas de papel de alta velocidad. El PVA se usa en áreas donde las partículas finas están presentes en la pulpa.
Una desventaja potencial del uso de auxiliares de retención aniónicos es que pueden afectar negativamente la resistencia del papel y reducir el brillo. Sin embargo, los auxiliares de retención aniónicos son generalmente más rentables que los auxiliares de retención catiónicos.
Ayudas de retención para papel reciclado:
Los auxiliares de retención para papel reciclado se utilizan para mejorar la retención de fibra y relleno durante el proceso de reciclaje. Están específicamente formulados para trabajar con las características únicas de las fibras recicladas, que tienen longitudes de fibra más cortas y menor fuerza de unión que las fibras vírgenes.
Los ejemplos de auxiliares de retención usados en papel reciclado incluyen polímeros catiónicos y aniónicos, como polietilenimina y carboximetilcelulosa. Estos auxiliares de retención mejoran las propiedades de retención y drenaje de la pulpa reciclada y ayudan a producir productos de papel reciclado de alta calidad.
Una desventaja potencial del uso de auxiliares de retención para papel reciclado es que pueden aumentar el costo total de producción de productos de papel reciclado. Sin embargo, el uso de auxiliares de retención es necesario para mejorar la calidad y la eficiencia del proceso de reciclaje.
Uso de auxiliares de retención en el extremo húmedo de la máquina papelera:
Las ayudas de retención se agregan comúnmente al extremo húmedo de la máquina de papel para mejorar la calidad del papel y la eficiencia de producción. Se agregan al lodo de pulpa antes de ingresar a la máquina de papel, donde ayudan a aumentar la retención y el drenaje de la pulpa.
Los ejemplos de auxiliares de retención utilizados en el extremo húmedo de la máquina de papel incluyen polímeros catiónicos y aniónicos, como poliDADMAC y carboximetilcelulosa. Estos auxiliares de retención mejoran las propiedades de retención y drenaje de la pulpa y ayudan a mejorar la calidad del papel y la eficiencia de la producción.
Una desventaja potencial del uso de ayudas de retención en el extremo húmedo de la máquina de papel es que pueden afectar negativamente el brillo y la resistencia general del papel. Sin embargo, cuando se usan correctamente, los auxiliares de retención pueden mejorar significativamente la calidad y la eficiencia de la producción de papel.
Agentes de apresto como auxiliares de retención:
Los agentes de encolado también pueden funcionar como auxiliares de retención al formar una unión con la pulpa y mejorar las propiedades de retención y drenaje. Los agentes de encolado se agregan comúnmente a la pulpa para mejorar la resistencia del papel y la resistencia a la penetración del agua.
Algunos agentes de encolado que se utilizan como auxiliares de retención incluyen colofonia y anhídrido alquenil succínico (ASA). Estos agentes mejoran las propiedades de retención y drenaje de la pulpa y ayudan a mejorar la fuerza del papel y la resistencia al agua.
Factores que afectan la eficacia de los auxiliares de retención
La efectividad de los auxiliares de retención en la fabricación de papel depende de varios factores que pueden afectar su desempeño. Estos factores incluyen la calidad y naturaleza de las fibras de pulpa, el pH del sistema de fabricación de papel, el peso molecular y la densidad de carga del auxiliar de retención, la concentración de sólidos en la suspensión de pulpa y el tipo y concentración de contaminantes en la pulpa.
Mecanismos de retención
Los auxiliares de retención funcionan aumentando la capacidad de retención de los sólidos perdidos durante el proceso de fabricación del papel. Los dos mecanismos de retención primarios son los puentes y la floculación. La formación de puentes se produce cuando los auxiliares de retención crean conexiones entre partículas finas, aumentando el tamaño y aumentando la fuerza. Por otro lado, involucra la agregación de fibras y otros sólidos en flóculos más grandes y densos.
Control de sólidos y contaminantes
Los auxiliares de retención son vitales para controlar los sólidos y el cuidado esencial en la suspensión de pulpa. Pueden ayudar con las impurezas orgánicas e inorgánicas, que pueden causar varios problemas en el proceso de fabricación de papel, como la deposición de brea, problemas de formación y eficiencia reducida. Al retener estos contaminantes, los auxiliares de retención pueden mejorar la calidad del papel y mejorar el funcionamiento de la máquina.
Impacto en la deshidratación y la capacidad de ejecución
Las ayudas de retención pueden afectar significativamente la deshidratación y la capacidad de ajuste de la máquina de papel. El aumento de la retención significa que se pierde menos agua, lo que da como resultado un aumento del contenido de sólidos en la banda de papel. Esto aumenta la resistencia del papel y mejora la calidad general del papel. Además, la retención mejorada conduce a menos interrupciones de la máquina, mejor formación de hojas y una capacidad de ejecución más rápida, lo que resulta en una mayor productividad y ahorro de costos.
Ayudas de retención para diferentes grados de papel
La dosis de auxiliar de retención requerida en la fabricación de papel depende del grado del papel. Los diferentes grados tienen diferentes composiciones de fibra, requisitos de retención y velocidades de máquina. Por ejemplo, en la producción de papel tisú, se prefiere un auxiliar de retención catiónico de alto peso molecular debido a su capacidad para mejorar la retención y el drenaje. Por el contrario, una ayuda de retención de poliacrilamida aniónica sería óptima para el papel estucado debido a su alta capacidad de formación de puentes.
Optimización de la dosis de ayuda para la retención
Para optimizar la dosis de ayuda para la retención, se deben hacer varias consideraciones clave. Los operadores deben asegurarse de que la dosificación no afecte negativamente la calidad del papel, la estabilidad de los suministros y la eficiencia de deshidratación. Además, es esencial monitorear constantemente el rendimiento de la retención y ajustar la dosis en consecuencia para garantizar resultados consistentes y óptimos. Los operadores también deben ser conscientes de que cambiar otros parámetros del proceso, como el pH, la temperatura y la calidad de la pulpa, puede afectar el rendimiento del auxiliar de retención y debe evaluarse en consecuencia.
Lectura recomendada: Cloruro de cetiltrimetilamonio (CTAC)
Prueba y evaluación de ayudas de retención.
Métodos de laboratorio para evaluar la retención:
Las pruebas de jarra y dilución se usan comúnmente para evaluar la eficiencia de retención de una muestra de pulpa. La prueba del frasco consiste en llenar varios cilindros graduados con suspensión de pulpa, a la que se le agrega un auxiliar de retención. Luego, los frascos se agitan para simular la mezcla durante la producción de papel, y la concentración de sólidos en el sobrenadante se mide a intervalos de tiempo crecientes. Las pruebas de dilución son similares al agregar auxiliares de retención a las suspensiones de pulpa, pero la concentración de sólidos se mantiene constante mientras aumentan los auxiliares de retención. Durante las pruebas de dilución, se mide la concentración final de sólidos en el sobrenadante. Además de estas pruebas, el equipo de drenaje de hojas se puede usar para evaluar la eficiencia de la incorporación del auxiliar de retención en la pulpa de papel.
Supervisión de la eficiencia de retención de sólidos:
La eficiencia de retención sólida es un parámetro crítico para monitorear durante la producción de papel, ya que afecta directamente la calidad del producto de papel final. Para medir con precisión la eficiencia de retención de sólidos, se recolectan muestras de pulpa y se analiza el contenido de sólidos. Estos datos pueden calcular una sólida eficiencia de retención en todo el proceso de producción. La retención de sólidos también se puede evaluar mediante el análisis del tamaño de partículas, que examina la distribución de tamaños de partículas en la pulpa de papel.
Medición de turbidez en aguas blancas:
La turbidez es una medida de la claridad del agua y, en el contexto de la producción de papel, se utiliza para controlar la concentración de sólidos en suspensión en el agua blanca. El agua blanca, que es el agua utilizada para mover la pulpa a través del proceso de producción de papel, puede afectar significativamente la eficiencia del auxiliar de retención. La medición de la turbidez del agua blanca puede permitirnos evaluar la eficacia de la ayuda de retención en la reducción de finos en el agua blanca, así como cualquier impacto ambiental potencial del proceso.
Efectos de las ayudas de retención en las propiedades del papel:
Además de evaluar la eficacia del auxiliar de retención, es esencial evaluar el impacto de los auxiliares de retención en las propiedades del papel. En este experimento, investigaremos específicamente los efectos del auxiliar de retención sobre la retención fina y la resistencia a la tracción. La retención de finos se refiere a la capacidad de la pulpa para capturar y retener partículas pequeñas durante el proceso de producción. La resistencia a la tracción es una medida de la resistencia del papel a romperse bajo tensión. Al evaluar el impacto de la ayuda de retención en estas propiedades críticas del papel, podemos optimizar los procesos de producción de papel para maximizar la eficiencia y la calidad del producto final.
Lectura recomendada: Dicloroisocianurato de sodio (SDIC)
Preguntas frecuentes:
P: ¿Qué son las ayudas de retención?
R: Los auxiliares de retención son sustancias químicas que se utilizan en el proceso de fabricación del papel para mejorar la retención de las fibras de pulpa y los rellenos, reduciendo sus pérdidas en las aguas residuales.
P: ¿Cómo mejoran las ayudas de retención la formación del papel?
R: Los auxiliares de retención mejoran la formación del papel aumentando la eficiencia de drenaje de la máquina papelera y reduciendo la aparición de agujeros o puntos delgados en la banda de papel.
P: ¿Cuál es el papel de los auxiliares de retención en la industria papelera?
R: Los auxiliares de retención ayudan a mejorar la eficiencia del proceso de fabricación de papel al mejorar la retención de fibras, rellenos y otros aditivos en la red de papel, lo que genera ahorros de costos y mejora la calidad del papel.
P: ¿Se pueden reutilizar las ayudas de retención?
R: No, las ayudas de retención no se pueden reutilizar. Se utilizan como aditivos en el proceso de fabricación de papel y no son recuperables para su reutilización.
P: ¿Cuáles son algunos tipos comunes de ayudas para la retención?
R: Los tipos comunes de auxiliares de retención incluyen coagulantes, floculantes y micropartículas, que ayudan a mejorar la retención de fibras y rellenos en el proceso de fabricación de papel.
P: ¿Cómo afectan las ayudas de retención el drenaje en la máquina de papel?
R: Los auxiliares de retención mejoran el drenaje del agua de la banda de papel, lo que permite un secado más rápido y eficiente del papel durante el proceso de fabricación del papel.
P: ¿Pueden los auxiliares de retención reducir la contaminación en el proceso de fabricación de papel?
R: Sí, los auxiliares de retención pueden reducir la contaminación en el proceso de fabricación del papel al ayudar a retener las impurezas y las partículas coloidales dentro de la red de papel, evitando que entren en el circuito de agua.
P: ¿Cuál es la diferencia entre los papeles alcalinos y ácidos con respecto a las ayudas de retención?
R: Los auxiliares de retención que se usan en la fabricación de papel alcalino suelen ser diferentes de los que se usan en la fabricación de papel ácido debido a la química y los requisitos diferentes de cada proceso.
P: ¿Cómo contribuyen los auxiliares de retención al ahorro de costos en la industria papelera?
R: Los auxiliares de retención ayudan a reducir la cantidad de fibra y las pérdidas de relleno en las aguas residuales, lo que genera ahorros en los costos de materias primas y tratamiento de aguas residuales.
P: ¿Cuál es el papel de los auxiliares de retención en la mejora de la calidad del papel acabado?
R: Los auxiliares de retención ayudan a mejorar la formación del papel, lo que da como resultado una superficie más uniforme y suave, así como mejores propiedades de resistencia en la pieza terminada.
