MATERIAS PRIMAS: FIBRAS Profesora: Nuria Gómez Laboratorio de pasta y papel

2. Propiedades de las fibras. Materias primas. Fibras. INDICE 1. Introducción 2. Propiedades de las fibras. 3. Clasificación de las fibras. Origen 4. Identificación de fibras madereras 4.1. Coníferas 4.2. Frondosas 4.3. Vegetales 5. Determinación de la composición fibrosa.

1. Introducción. Materias primas. Fibras. Papel: conjunto de fibras afieltradas, formadas a partir de un suspensión de fibras en un tamiz muy fino

Composición de un papel 1. Introducción. Materias primas. Fibras. Composición de un papel Fibras: son células alargadas en la que se ha reabsorbido el protoplasma. Cargas: Minerales blancos finamente molidos Aditivos: proporcionan al papel propiedades de las que carece o mejora las existentes Tratamientos en el proceso de fabricación.

Materias primas. Fibras. 1. Introducción. Materias primas. Fibras. Fuente ASPAPEL e INE

Requerimientos de las fibras para la producción de papel 2. Propiedades de las fibras Materias primas. Fibras. Requerimientos de las fibras para la producción de papel Capacidad de desarrollar uniones entre ellas UNIONES= PUENTES DE HIDROGENO Capacidad de conformación

Propiedades de las fibras. Materias primas. Fibras. Propiedades de las fibras. Alta resistencia a tracción Flexibilidad: Capacidad de adaptación Resistencia a la deformación plástica. Insolubles en agua. Hidrófilas Amplio rango de dimensiones. Capacidad de formar uniones. Capacidad de retener aditivos.

Propiedades de las fibras con interés papelero Materias primas. Fibras. Propiedades de las fibras con interés papelero La composición química, porcentaje de celulosa, hemicelulosas y lignina que constituye la madera y está relacionado con los procesos de obtención de pasta. La morfología, relacionado con caracteres dimensionales de las fibras que condicionan el comportamiento del papel. Longitud de fibra (L) Espesor de la pared celular (e) L e Índice de Flexibilidad= L/e

Propiedades de las fibras con interés papelero Materias primas. Fibras. Propiedades de las fibras con interés papelero El origen, se refiere a la especie maderera de la que provienen, ya que en función del tipo árbol de origen, las fibras tienen unas características anatómicas muy diferentes. El tipo de pasta, se refiere al tipo de proceso de fabricación con el que se ha obtenido la pasta de celulosa. Procesos mecánicos. Procesos semiquímico Procesos químicos

3. Clasificación de las fibras. Origen Materias primas. Fibras. Fibras de madera: 1.1. Coníferas o Fibra larga, Piceas, abetos, alerces y pinos. 1.2. Frondosas o fibra corta, Chopo, Eucalipto, abedules, hayas, Liquidambar. Otras fibras vegetales 2.1. Pelos de semillas, algodón. 2.2. Fibras liberianas, lino y cáñamo. 2.3. Fibras de tallos, Kenaf, cardo y bagazo. 2.4. Pajas, avena, trigo... Fibras Papeleras: Anatomía e Identificación

3. Clasificación de las fibras. Origen Materias primas. Fibras. Fibras animales 3.1. Lana. 3.2. seda. Fibras minerales 4.1. Asbesto. Fibras artificiales 5.1. Celulosas modificadas. 5.2. Celulosas regeneradas Fibras sintéticas

IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS MADERERAS Materias primas. Fibras. IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS MADERERAS

Estructura de la Madera 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Estructura de la Madera

Estructura de la Madera 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Estructura de la Madera Tejidos Prosenquimatosos Elementos de la madera Tejidos Parenquimatosos

Elementos Prosenquimatosos: tejidos conductores. 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Elementos Prosenquimatosos: tejidos conductores. Células alargadas, fusiformes o filiformes. Con los extremos puntiagudos. Con pared celular de mayor o menor grosor. Sin protoplasma o con muy poco. Lignificadas. Fibras Papeleras: Anatomía e Identificación

Estructura de la pared celular 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Estructura de la pared celular Papermaking Science and Technology Capa Espesor (m) P 0,05 – 0,1 S1 0,1 – 0,3 S2 1 – 8 S3 < 0,1 ML 0,2 – 1,0 Papermaking Science and Technology

Elementos Parenquimatosos: tejidos vivos. 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Elementos Parenquimatosos: tejidos vivos. Células isodiamétricas. Con membrana celular. Con protoplasma. No lignificadas Fibras Papeleras: Anatomía e Identificación

IDENTIFICACIÓN DE CONÍFERAS 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. IDENTIFICACIÓN DE CONÍFERAS

Identificación de Coníferas 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas ELEMENTOS LONGITUDINALES. Prosenquimatosos Traqueidas Normales Traqueidas resinosas. Traqueidas en cadena Parenquimatosos Parénquima longitudinal Células epiteliales de los canales resiníferos longitudinales. ELEMENTOS TRANSVERSALES Traqueidas radiales. Células de parénquima de los radios leñosos. Células epiteliales de los canales resiníferos Transversales

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Traqueidas Normales Forma prisma alargado Extremidades troncadas por planos paralelos Punteaduras grandes y areoladas. Longitud entre 1 mm y 4 mm. Espesor de pared celular elevado

Traqueidas Normales. Engrosamiento 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Traqueidas Normales. Engrosamiento Verrugosos Helicoidal, Callitroide. Barras de Sanio.

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Traqueidas resinosas: Con inclusión de resina. Procesos de pasteado disuelven la resina Traqueidas en cadena: Mas cortas que las normales Los extremos perpendiculares no truncados

Identificación de Coníferas: Elementos Transversales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Transversales Traqueidas Radiales Diferencias con las longitudinales. Forma más irregular. Extremos menos ahusados. Punteaduras areoladas pequeñas. Pared celular: lisa o dentada. Obtusos Agudos Concrescentes Dientes

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Campo de cruce: Superficie de contacto entre las traqueidas verticales y las paredes horizontales de las células de parénquima. Número Punteadura de paso Forma

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Punteaduras de los campos de cruce Tipo de forma de ventana. Pinoide I de Beverluis. Ocupan la totalidad del campo de cruce, Son de forma rectangular, en general una o dos por campo y sin rebordes

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Punteaduras de los campos de cruce Tipo Pinoide. Pinoide II de Beverluis. Son de forma redondeada, su número muy variable llegando hasta cinco por campo y sin rebordes

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Punteaduras de los campos de cruce Tipo Piceoide. Son largas, estrechas y atravesadas de forma generalmente ovalada, sobresaliendo sus extremos. Su número muy variable por campo y con rebordes.

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Punteaduras de los campos de cruce Tipo Cupresoide. Son ovaladas y están contenidas totalmente en el reborde de la misma. Con rebordes

Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Coníferas: Elementos Longitudinales Punteaduras de los campos de cruce Tipo Taxodioide. Las aberturas con tendencia circular o elíptica, lleguen a los bordes de aquella. Con rebordes

IDENTIFICACIÓN DE FRONDOSAS 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. IDENTIFICACIÓN DE FRONDOSAS

Identificación de Frondosas 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas ELEMENTOS LONGITUDINALES. Prosenquimatosos Vasos Traqueidas vasculares. Traqueidas vasicéntricas. Fibrotraqueidas Fibras libriformes. Parenquimatosos Parénquima de células fusiformes. Parénquima de células septadas. Células epiteliales secretoras que rodean los canales. ELEMENTOS TRANSVERSALES No existen. Células de parénquima de los radios leñosos.

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos: Son auténticos tubos de conducción de agua y savia Gran diámetro frente a una longitud pequeña. Punteaduras: en paredes transversales y extremos Espesor de pared celular pequeño

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos Perforaciones en los extremos de dos vasos contiguos Caracteres identificativos Perforaciones en las paredes laterales. Engrosamientos de la pared secundaria.

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos. Perforaciones en los extremos de los vasos Perforación Simple Chopos. (Gº Populus) Sauce. (Gº Salix) Fresnos. ( Gº Fraxinus) Arces (Gº Acer)

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos. Perforaciones en los extremos de los vasos Perforación Escalariforme Número de barras: < 10 10 y 20 Abedules Liquidambar 20 y 30 > 40

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos. Perforaciones en los extremos de los vasos Perforación Foraminada Aspecto de colador

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos. Perforaciones en las paredes laterales Punteaduras alternas Punteaduras escalariformes. Punteaduras opuestas Punteaduras ornadas

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Vasos. Engrosamientos helicoidales de la pared secundaria.

Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Frondosas: Elementos Longitudinales Traqueidas vasculares Traqueidas vasicéntricas Fibrotraqueidas Fibras libriformes

Diferencias entre Coníferas y Frondosas 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Diferencias entre Coníferas y Frondosas DIFERENCIAS ANATOMICAS. Coníferas Frondosas Fibras 95% en peso Traqueidas 65 % en peso fibrotraqueida y células libriformes Vasos No 25 % en peso DIFERENCIAS DIMENSIONALES Longitud de fibra 2,0 - 4 mm. 0,7 - 1,5 mm. Espesor de pared celular 5 – 7 μm. 3 – 5 μm

Identificación de Fibras de otros vegetales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Fibras de otros vegetales Monocotiledoneas. Pajas de cereales. Dicotiledoneas. Kenaf, cáñamo, lino. Tipos de vegetales

Identificación de Fibras de otros vegetales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Fibras de otros vegetales Estructura de Monocotiledoneas y Dicotiledoneas Tappi Tappi

Identificación de Fibras de otros vegetales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Fibras de otros vegetales Fibras Normales: Son largas y estrechas Extremidades afiladas. Punteaduras no significativas y si aparecen son redondeadas o lineales. Longitud muy variable superior a 1 mm. Espesor de pared celular pequeño.

Identificación de Fibras de otros vegetales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Fibras de otros vegetales Vasos Gran diámetro frente a una longitud pequeña. Extremos truncados y abiertos. Con punteaduras en paredes transversales. Espesor de pared celular pequeño Engrosamientos anulares.

Identificación de Fibras de otros vegetales 4. Identificación de fibras madereras Materias primas. Fibras. Identificación de Fibras de otros vegetales Parénquima : Células de reserva Paredes no perforadas. No lignificadas Células Epidérmicas : Células de Protección Su presencia clave para la identificación Fibras Papeleras: Anatomía e Identificación

DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN FIBROSA Materias primas. Fibras. DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN FIBROSA Fibras Papeleras: Anatomía e Identificación

Cualitativamente Tipos de pasta Especie Cuantitativamente Recuento 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Definición: Identificación de los componentes fibrosos de las muestras de papel, cartón y de pasta en cuanto a origen de las fibras y método de fabricación Cualitativamente Tipos de pasta Especie Cuantitativamente Recuento

5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Toma de muestras. Disgregación de las muestras. Teñido y preparación de las fibras. Análisis cualitativo de las fibras. Análisis cuantitativo de las fibras. Resultados. Análisis Cualitativo. Tipo de fibras. Procesos de obtención Análisis Cuantitativo.

Reactivo de Lofton-Merritt. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. SISTEMA DE TINCIÓN Reactivo de Herzberg Reactivo de “C” de Graff. Reactivo de Lofton-Merritt.

Coloraciones del Reactivo de Herzberg. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. SISTEMA DE TINCIÓN Coloraciones del Reactivo de Herzberg. Pasta Química Azul, azulado, violeta Pasta mecánica Amarillo Pasta de fibras liberianas Rojo vino Pasta semiquímica Azul débil, amarillo débil, azul y amarillo jaspeado Fibras artificiales Violeta azulado oscuro Acetato de celulosa Fibras sintéticas Incoloro a amarillo castaño

Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Materias primas. Fibras. Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Coloraciones del Reactivo de “C” Graff. Pasta Química de frondosas Cruda al sulfato Verde azulado y azul oscuro. Blanqueada al sulfato Azul intenso Cruda al sulfito Amarillento grisáceo, grisáceo Blanqueada al sulfito Azul ligero o gris azulado

Coloraciones del Reactivo de “C” Graff. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. SISTEMA DE TINCIÓN Coloraciones del Reactivo de “C” Graff. Pasta Química de coníferas. Cruda al sulfato Tonalidades amarillas y de color castaño Blanqueada al sulfato Gris ligeramente azulado o gris Cruda al sulfito Tonalidades amarillas Blanqueada al sulfito Ligeramente castaño

Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Materias primas. Fibras. Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Coloraciones del Reactivo de “C” Graff. Pasta semiquímica De coníferas Amarillo intenso. Cruda de frondosas Verdoso (Distintas tonalidades) Blanqueada de frondosas Azul intenso Pasta mecánica Amarillo intenso Pasta química de paja Azul verdoso Pasta de fibras liberianas Rojo vino o rojo castaño

Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Materias primas. Fibras. Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Coloraciones del Reactivo Lofton-Merritt. Pasta Química de coníferas. Cruda al sulfato Verdoso o azul grisáceo. Cruda al sulfito Rojo violeta Blanqueada al sulfato y al sulfito Incoloro Pasta Química de frondosas Verdoso claro o violeta claro (colores débiles)

Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Materias primas. Fibras. Determinación de la composición fibrosa. Sistemas de tinción Coloraciones del Reactivo Lofton-Merritt. Pasta Semiquímica de coníferas y frondosas. Cruda al sulfato Verde azulado Cruda al sulfito Azul violeta oscuro Pasta Mecánica. Azul brillante

Comparación de pastas 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Comparación de pastas Fuente: Smook Fuente: Smook Fuente: Smook PQ Coníferas PQ Frondosas P Mecánica

Comparación de pastas 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Comparación de pastas INIA INIA INIA PQ Coníferas PQ Frondosas P Mecánica

Detalles para la identificación Punteaduras del campo de cruce 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Detalles para la identificación INIA Punteaduras del campo de cruce Tipo pinoide

Pasta de otros vegetales PQ de Kenaf todo el cuerpo 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Pasta de otros vegetales TAPPI TAPPI PQ de Kenaf todo el cuerpo PQ de Kenaf (fibras)

Mezcla de fibras Materias primas. Fibras. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Fuente: INIA Mezcla de fibras

Mezcla de fibras Materias primas. Fibras. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Mezcla de fibras Fuente: INIA

Mezcla de fibras Materias primas. Fibras. 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Mezcla de fibras Fuente: INIA

Determinación de la composición fibrosa MICROSCOPIA SUPERFICIAL Materias primas. Fibras. Determinación de la composición fibrosa MICROSCOPIA SUPERFICIAL DEL PAPEL

Microscopia superficial 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Microscopia superficial 100 % Eucalipto 100 % Pino

Microscopia superficial 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Microscopia superficial 60 % eucalipto y 40 % Pino

Microscopia superficial 5. Determinación de la composición fibrosa Materias primas. Fibras. Microscopia superficial Cara Fieltro Cara tela

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