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La fábrica de pulpa y papel como eslabón sostenible de la cadena de valor regional Dra. María Cristina Area Programa de Celulosa y Papel (PROCYP) Instituto de Materiales de Misiones (IMAM) UNaM-CONICET Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales Universidad Nacional de Misiones (UNaM) FIBRAS, PULPA Y PAPEL Del árbol al papel Fibras en la madera Fibras en el Papel Materias primas fibrosas celulosa lignina hemicelulosas otros • A partir de madera, cañas, otros recursos fibrosos naturales Pulpa virgen • A partir de papel recuperado (fibras secundarias) Pulpa reciclada Pulpa vírgen • Separando las fibras mecánicamente • PULPA MECÁNICA • Disolviendo químicamente el material que las mantiene unidas • PULPA QUÍMICA • Diferentes materias primas • Diferentes procesos Pulpa • Fibra virgen • Fibras secundarias • Aditivos Papel • Producen pulpa y papelFábricas integradas •Producen pulpa de mercado Fábricas de pulpa Tipos de papeles • Periódico (newsprint) • Periódicos • Suplementos • Inserts y volantes • Otros • Base para encapado • Encapado (coated) Papeles de Impresión y escritura • Papel higiénico • Papel de cocina • Toallas del papel plegadas • Papel de pañuelos • Servilletas de mesa • Tissue facial • Servilletas sanitarias Absorbentes, sanitarios y domiciliarios •Vegetal, a prueba de grasa, glassine •Kraft liner, Kraft bolsero •Otros kraft de envoltura •Test liner •Sulfito de envoltura •Onda •Cartón corrugado para cajas, duplex, triplex •Otros papeles y cartones para embalaje y empaque Papeles y cartones de envoltura y empaque Tipos de papeles Tipos de papeles • Pañales descartables • Productos para incontinencia • Higiene femenina Pulpa Fluff • Papeles y cartones para construcción • Papeles aislantes (térmicos, eléctricos, acústicos) • Derivados (rayón, celofán, acetato, plásticos, explosivos) • Papel de cigarrillo • Papel autoadhesivo • Papel moneda • Otros Otros papeles y cartones EL PROCESO KRAFT Planta química SOSTEBILIDAD EN LA FABRICACIÓN DE PULPA Y PAPEL Industria de pulpa y papel Industria química Embalajes Impresión y publicación Sector energético Transporte, mantenimiento financiero Fabricantes de máquinas y equipos Proveedores de madera y papel recuperado Cluster del papel: importante fuente de empleo http://www.cepi.org/content/default.asp?PageID=458 Ventajas ambientales del papel • Materia prima renovable • Forestaciones reducen el efecto invernadero por consumo del CO2 de la atmósfera • Reciclable varias veces (5 a 7), reduciendo la basura urbana • Producto natural y biodegradable http://www.aspapel.es/medioambiente_nuevo/indice.htm Materia prima sostenible Fabricación sostenible Consumo sostenible Recuperación y reciclado Ciclo Sostenible del Papel Materia prima sostenible • Gestión Forestal Sostenible (GFS) • Administración y uso de bosques y tierras forestales en cierto modo y a una velocidad que mantenga su biodiversidad, capacidad de regeneración, vitalidad y su potencial para cumplir, ahora y en el futuro, las funciones ecológicas, económicas y sociales relevantes, a nivel local, nacional y global, sin causar daño a otros ecosistemas • Certificación forestal • Instrumento que garantiza y demuestra al consumidor que la madera u otro producto forestal procede de un bosque gestionado de manera responsable y sostenible Consejo de Administración Forestal Programa de reconocimiento de Sistemas de Certificación Forestal Cantidad de bosques certificados http://welcome.fsc.org/market-information.20.htm Fabricación sostenible • Minimización del número de árboles usados • Maximización la producción energética de la biomasa • Producción papel de alta calidad fácilmente reciclable • Minimización del uso de agua • Minimización de las emisiones al aire, al agua y al suelo • Optimización de la inversión de capital http://www.bracelpa.org.br/bra2/sites/default/files/estatisticas/booklet_eng.pdf Mayor uso de energías renovables Fabricación sostenible • Emisiones y tecnologías de mitigación • Al aire, al agua, al suelo • Minimizables y controlables • Tecnologías de punta de máxima eficiencia para el tratamiento de efluentes • Reducción, reutilización, reciclo • Disposición segura Economía de escala P.A.Lacour, Pulp and paper markets in Europe, UNECE/FAO, 26 septembre 2005, http://www.unece.org/timber/docs/tc- sessions/tc-63/Presentations_MktDiscussions/Presentations_PDF/18_Lacour.pdf Menos fábricas pero mucho más grandes http://www.waterworld.com/articles/iww/print/volume-12/issue-3/feature-editorial/water-treatment-in-the-pulp-and-paper-industry.html Gran producción gran contaminación?? Menos contaminación!! Nivel de contaminación? • La contaminación de fábricas de pulpa y papel modernas es similar a la de otras industrias • Mejores tecnologías de fabricación • Emisiones mínimas de contaminantes • Importante avance en medidas de mitigación • Efluentes que cumplen con la legislación INTEGRACIÓN A LA BIORREFINERÍA Biorrefinería • Estructura que integra procesos de producción de combustibles y productos químicos a partir de biomasa • polímeros, plásticos, otros, etanol, biogás, otros combustibles, etc. • Concepto análogo al de refinerías de petróleo • usando recursos renovables Biorrefinería forestal • Parte de una producción forestal sustentable • Aprovecha todo el árbol (inclusive residuos) • Genera: • productos tradicionales • + • gama de productos químicos de alto valor agregado • Valoriza la materia prima forestal Biomasa celulósica Procesos de fraccionamiento TRADICIONALES Kraft Sulfito NaOH-AQ QUÍMICA VERDE Hidrotérmico Solventes Fluidos supercríticos Líquidos iónicos Productos Vivero Plantación Madera Poductos intermedios Productos finales Investigación y desarrollo Estrategias de marketing Logística y transporte Servicios Capacitación de Recursos Humanos Cadena de valor forestoindustrial Comercialización Cadena de valor forestoindustrial BIOFÁBRICA VIVERO PLANTACIÓN TRONCOS ASERRADO DEBOBINADO FIBRAS PULPA PAPEL, CARTÓN TABLEROS OTROS BIO QUÍMICOS (alto valor) QUÍMICA FINA ENERGÍA BIOETANOL (2° G) BIOGAS TABLEROSRESIDUOS Biorefinería forestal O2 CO2 COMBUSTIBLES LÍQUIDOS QUÍMICOS LICOR NEGRO Y RESIDUALES VAPOR ENERGÍA QUÍMICOS HEMICELULOSAS LIGNINAS NUEVOS PRODUCTOS SOL PULPA PAPEL Insumos Productos intermedios Productos finales •GASIFICACIÓN LN •GASIFICACIÓN RESIDUOS MADERA •GENERACIÓN CICLO COMBINADO •FABRICACIÓN COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Y QUÍMICOS Stuart, P. Case Study: Product and Process Design Methodologies for Engineering the Forest Biorefinery. New Energy Systems. PASI 2008 Fibria • Compró 6% del capital de la empresa americana ENSYN (U$S 20 millones en acciones) • Exclusividad de uso de tecnología de pirólisis RTP (rapid thermal processing) en Brasil Suzano • 2008: inicia estudios de separación de lignina de licor negro • 2011: Construcción de Planta Piloto • Julio 2017: comienza la producción industrial de lignina kraft BRASIL http://celuloseonline.com.br/lignina-da- +suzano/?utm_campaign=fabrica_de_celulose_de_tres_lagoas_ms_e_condenada_a_pagar_r_35_mil_por_morte__de_trabalhador&ut m_medium=email&utm_source=RD+Station EE.UU. Domtar • Inició una planta comercial de separación de lignina con sistema LignoBoost en Plymouth, North Carolina (USA) • Lignina kraft con uso directo como combustible • Otras aplicaciones en prueba: antioxidantes, aglutinantes, dispersantes Finlandia • 2017: fábrica de bioproductos en Äänekoski (sobre la fábrica de pulpa cerrada en 1985) • Inversión 1.200 millones de euros https://biorrefineria.blogspot.com.ar/2016/09/metsa-bioproduct-mill-Aanekoski-Finland.html La integración entre una fábrica de pulpa y una biorrefinería permite:Implementar un nuevo concepto de desarrollo local Desarrollar polos industriales a partir de biomasa Mejorar la rentabilidad del sector foresto industrial Convertir industrias tradicionales en modernas Disminuir la contaminación ambiental Programa de Celulosa y Papel (PROCYP) http://www.imam-conicet.gob.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ http://procyp.unam.edu.ar/ LABORATORIO DE MICROSCOPÍA LABORATORIO QUÍMICO LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL LABORATORIO DE BIOTECNOLOGÍA Y NANOTECNOLOGÍA LABORATORIO DE PREPARACIÓN DE PULPAS LABORATORIO DE ENSAYOS FÍSICOS Investigadores Estudiantes de doctorado Estudiantes de Ingeniería BIORREFINERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICA DE MATERIALES LIGNOCELULÓSICOS Directora Dr Fernando Felissia Dr Evangelina Vallejos MSc Dora Bengoechea Romina Stoffel Julia Kruyeniski Laura Covinich Javier Dos Santos Julieta Benítez Juan Dominguez Nanci Ehman Camila Imlauer Nicolás Clauser PhD María C. Area Selene Barrufaldi Gabriela Lezcano Martín Simón Becaria posdoctoral Contacto • Directora PROCYP : • PhD Maria Cristina Area • Dirección: • Felix de Azara 1552 - 3300 – Posadas - Misiones - Argentina • Te/Fax: • +54-376-4422198 • Email: • cristinaarea@gmail.com • m_c_area@fceqyn.unam.edu.ar Gracias por su atención!
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