Modelamiento del proceso de secado de papel tissue caso real planta Talagante, CMPC

Abstract

El papel Tissue es un papel suave y absorbente que se utiliza tanto en el ámbito doméstico como sanitario. Este tiene como principal característica su suavidad y textura, además de su bajo peso y múltiples capas. La fabricación del papel se concentra principalmente en remover el agua de una suspensión fibrosa, mediante procesos mecánicos. La etapa de secado es uno de los más relevantes en el proceso productivo del papel ya que en esta se remueve la mayor cantidad de agua (de un 60% a un 5% aprox.). Asimismo, esta fase es esencial en lo que concierne a las propiedades del producto, particularmente para papeles Tissue, ya que determina niveles de suavidad y textura. En esta investigación se realizó un modelo paramétrico y fenomenológico del secado de papel que tiene como principal objetivo comprender el proceso de producción de papel Tissue y poder manipular sus variables correctamente para proponer medidas de optimización. Dicho modelo busca asociar las variables, que estén involucradas en la transferencia de calor, con indicadores de salida como productividad, costos y calidad del producto. El modelo fue desarrollado en base a una de las máquinas papeleras presentes en la planta de papel Tissue de la empresa CMPC, localizada en Talagante. Para llevar a cabo el modelo se identificaron los principales fenómenos involucrados en la etapa de secado y se utilizaron las ecuaciones que describen sus comportamientos para crear la base teórica del modelo. Luego se hizo una búsqueda bibliográfica que avalara los parámetros característicos de los fluidos y geometrías involucradas. Gracias a la simulación se logró identificar las variables manipulables más significativas en el proceso del secado siendo estas la velocidad del ventilador de recirculación, la temperatura del aire y la velocidad del cilindro. Estas variables son capaces de controlar el proceso con el fin de lograr los estándares de calidad del producto. Además se determina la condición actual del sistema demostrando su comportamiento a través de perfiles de humedad y temperatura, fijando variables de entrada y traduciendo los resultados en indicadores de salida. Asimismo se determina que la influencia del sistema de inyección de aire mediante capotas es transcendental para la etapa de secado, logrando un 64,2% de la evaporación del agua, mientras que el cilindro aporta con el 35,8% restante. Y finalmente se sugiere manipular la velocidad del ventilador pues tal cambio tiene mayor impacto sobre la calidad del papel, ya que su manipulación no incurre en gastos monetarios (referentes al consumo de gas natural). Además si se desea aumentar o disminuir la producción, se recomienda modificar la velocidad del cilindro secador.