Aplicación de enzimas y nanocelulosa en la industrial del papel reciclado: Análisis de indicadores de proceso y de ecoeficiencia.
Date
2022
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
El reciclaje de papeles y cartones es, para la industria del packaging, la opción más sostenible
desde un punto de vista medioambiental, pues permite utilizar más de una vez las fibras de
madera para la producción de papel y, con ello, disminuir la presión sobre bosques y
plantaciones, disminuir el uso de agentes químicos y el consumo de energía. Uno de los
desafíos de la reutilización de fibras para papel y cartón es mantener la calidad de las fibras,
la cual se ve disminuida a través de los ciclos de re-uso con respecto a fibras vírgenes. En
este contexto, la búsqueda de mecanismos y procesos que permitan mejorar o mantener las
propiedades de las fibras durante el reciclaje del papel post-uso resulta de gran interés para
la mejora del desempeño ecológico de esta práctica.
La presente investigación tuvo como objetivo analizar y evaluar el efecto de enzimas y
nanocelulosa sobre ciclos de reciclaje de las fibras en el proceso de fabricación del papel y
cuantificar a través de indicadores la ecoeficiencia del proceso.
En una primera fase se evaluaron distintas nanocelulosas obtenidas desde pulpas comerciales
de E. nitens, E. globulus y P. radiata. Los resultados mostraron la relevancia de conocer los
efectos de las propiedades químicas y morfológicas de las materias primas utilizadas en la
producción de celulosa nanofibrilada ya que, se evidenciaron diferencias significativas entre
las pulpas en estudio. Las nanocelulosas de pino tenían el ancho de fibrilla más grande y una
relación de aspecto más baja (largo/ancho). Por otro lado, la pulpa de E. globulus, fue la que
obtuvo mejor relación de aspecto y mayor viscosidad intrínseca.
Posteriormente, se determinó cómo el uso de nanofibras de celulosa (CNF) y el uso de
enzimas de refinación afectan las propiedades de las fibras y el papel de una pulpa comercial
utilizada para packaging, después de múltiples ciclos de reciclaje. Se evaluaron propiedades
morfológicas de la fibra después de cada reciclaje y las propiedades físicas y mecánicas
papel. Los resultados obtenidos muestran que utilizar un tratamiento enzimático previo al
refino puede disminuir las pérdidas de propiedades de las fibras producidas por el reciclaje;
el uso de biorefinación incrementó el número de fibras/g , incrementó la propiedad de
resistencia a la tensión, se obtuvieron papeles más permeables al aire y se logró que la
retención de agua (WRV) no sufriera cambios drásticos, mientras que el DP tuvo cambios
agresivos. Por otro lado, adicionar CNF logró que la pérdida del grado de polimerización
(DP) fuera menos severa, mientras que en la propiedad tensión, porosidad y WRV no se
observaron cambios significativos.
Finalmente, se determinó la ecoeficiencia de los diferentes procesos de fabricación de papel.
Los resultados mostraron que el mejor desempeño ambiental, cuantificado como
ecoeficiencia (ecoeficiencia > 4) fue el proceso en el que se utilizó enzima para refinar,
ponderando una ecoeficiencia de 4.29, lo cual se atribuye principalmente a la mejora de la
porosidad de los papeles y con ello la reducción de vapor en el secado del papel.
Description
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Forestales.
Keywords
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