EL PULPEO ORGANOSOLV PARA PAPEL ONDULADO COMO UNA VÍA DE INCREMENTAR LA INTEGRACIÓN FÁBRICA DE AZÚCAR - PAPELERA Erenio González Suárez*, Agustín García Rodríguez*, Martha Pajón Poblet**, Ruben Sanjuan Dueñas***, José Turrado Saucedo***. * Centro de Análisis de Procesos, Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, Cuba. E.mail: [email protected] **Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad de Cienfuegos, Cuba. E.Mail : [email protected]. *** Departamento de Madera, Celulosa y Papel, Universidad de Guadalajara, México E.Mail : [email protected].

Resumen: En el trabajo se presenta la posibilidad técnico económica de sustituir el tradicional método de pulpeo de bagazo para obtener pulpas semiquímicas empleando como reactivo la Sosa Cáustica, destinadas a la producción de papeles para ondular, por un pulpeo tipo Organosolv empleando bioetanol como agente deslignificante. El estudio incluyó la experimentación al nivel de Planta Piloto mediante un diseño experimental de Box - Wilson de los factores que inciden el Número de Kappa y el Rendimiento Industrial de pulpa, así como una modelación con apoyo del diseño factorial fraccionado de Box - Hunter del efecto de las variables de pulpeo en las propiedades físicas que se logran en las hojas formadas en el laboratorio. Con ayuda de modelos industriales del proceso tecnológico de fabricación de papel se extrapolaron los resultados a escala industrial determinando las condiciones óptimas de pulpeo. Se realizaron estudios en Alemania, Cuba y México de refinación de las pulpas obtenidas lo que sirvió de fundamento para estimar los costos de producción. Un estudio de modificaciones industriales necesarias para la aplicación de la nueva tecnología en las condiciones de una fábrica productora de papeles para ondular, así como de las posibilidades de producir bioetanol en la fábrica de azúcar aledaña a la Papelera permitió demostrar las ventas técnico económicas de emplear el Pulpeo Organosolv en las producciones de papel para ondular empleando bagazo de caña.

Palabras claves : Organosol, pulpeo, papeles para ondular, integración

Introducción La situación por la que actualmente atraviesa la industria del papel en el ámbito mundial es difícil. Nunca antes tuvo tantos problemas por enfrentar, como: escasez de capital, de materias primas y el impacto que la industria tiene sobre el ambiente. Hasta hace unas décadas no se daba la debida importancia a los problemas de contaminación ambiental(1), y sólo hasta que las consecuencias fueron considerables se empezó a tomar conciencia. En aras de encontrar una solución al problema de la contaminación ambiental que provoca la producción de cartón para ondular, se han desarrollado varios trabajos, destacándose, la modelación y optimización de los procesos tecnológicos y el análisis de la posibilidad de incrementar capacidades de producción para hacer financiable los sistemas de tratamiento de

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residuales. En este esfuerzo no debe perderse de vista que desde hace ya varios años, el azúcar viene enfrentando una situación muy crítica como producto de comercialización internacional; por ello, ha sido un interés de los países productores de caña de azúcar, el desarrollo de una estrategia para incrementar su competitividad que ha incluido como una acción fundamental: la diversificación de la industria, mediante el uso integral de la caña de azúcar como materia prima para un elevado número de derivados y subproductos (2). Este desarrollo de la industria a partir de la caña de azúcar, se fundamenta en las posibilidades de la biomasa como fuente de productos químicos y energía, y será económicamente factible sólo mediante una sólida integración agroindustrial, donde los residuos agrícolas y efluentes industriales correctamente utilizados puedan pasar a jugar un papel importante en la competitividad de la industria de la caña de azúcar. No podemos dejar de mencionar acá, que en los últimos años han aparecido en el trabajo científico internacional varios reportes de resultados investigativos que tienen como factor común el enfoque integrador en los estudios de intensificación de instalaciones industriales/3/, los que al incluir los estudios a través de Análisis de Procesos en condiciones de incertidumbre, ha presentado un planteamiento metodológico que implemente los estudios de prospectiva tecnológica con énfasis en la industria de los derivados de la caña de azúcar(3). La producción de derivados debe enfocarse, siempre que las condiciones lo permitan, combinada con la de azúcar a través de esquemas tecnológicos integrados, vinculados entre sí, desde el punto de vista material y energético. Esto permitirá la utilización de los jugos más pobres de diferentes etapas de la molienda y de los filtros; para procesos fermentativos y otras posibles combinaciones. Estos esquemas deben concebirse en forma de ciclos tecnológicos cerrados, de manera de aprovechar todos los residuos para su conversión en productos útiles (4). Dentro de la producción de derivados de la caña de azúcar una de las mayores experiencias es la producción de bioetanol, por ello es motivo de especial atención el reporte en la literatura internacional de varios resultados obtenidos en pulpas de papel empleando etanol dentro del marco de los procesos de pulpeo organosolv. La ventaja potencial del uso de etanol, es combinar este compuesto con los procesos alcalinos, ya que la adición de alcoholes y aminas durante el pulpeo alcalino, incrementa la selectividad de deslignificación de los procesos tradicionales sosa y kraft(5). En América el empleo del etanol en el pulpeo cobra más fuerza porque este se produce localmente y el área geográfica tiene un potencial bastante grande como para asegurar el abastecimiento por mucho tiempo y con costos bajos, ya que se puede considerar que donde se genera bagazo de caña puede haber también etanol; ambas materias primas son básicas para la producción de pulpa mediante procesos con aplicación de alcohol, por ello, la idea de vincular aún más la industria papelera con la azucarera. En este contexto, surgió el interés por un trabajo con el objetivo de obtener pulpas a través de un proceso con un mínimo impacto ambiental. Además al aumentar la selectividad de la lignina existe la posibilidad de la utilización de la misma en productos de alto valor agregado contribuyendo positivamente a la eficiencia económica del proceso. La lignina constituye una de las principales fuentes de materia orgánica y está muy lejos de ser utilizada en toda su potencialidad. Una fuente importante de lignina es los licores negros del pulpeo de diferentes especies vegetales (6). El presente trabajo tiene como objetivo fundamental estudiar las posibilidades de producir papeles ondulados empleando de forma parcial pulpa obtenida con el proceso Organosolv (etanol) como vía para disminuir la contaminación que las industrias papeleras provocan,

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considerando para ello, el impacto de los parámetros de pulpeo de bagazo con una mezcla de etanol y Sosa Cáustica en el Kappa, el Rendimiento y las propiedades físicas del papel, así como las mejores alternativas de suministro del etanol como producto químico.

Desarrollo Estudio de las posibilidades del pulpeo con etanol en la producción de cartón para ondular. Ante la posibilidad de emplear el pulpeo con etanol en la producción de pulpa Kraft con destino a ser empleada en la formulación de pastas papeleras en la fabricación de cartón para ondular se realizó como primer paso en el estudio la determinación a escala semi-piloto de las posibilidades de pulpeo con etanol en las condiciones del digestor instalado en el laboratorio de la empresa. El estudio se ejecutó en un digestor discontinuo tipo piloto del mismo diseño de los empleados por más de 25 años en las producciones de la empresa, a través del un plan experimental del tipo k Factorial Completo 2 (7), con las siguientes variables independientes y niveles. X1: tiempo de cocción 10-15 min. X2: % Sosa 1,5-4,5% NaOH X3: % alcohol 30-45% Los parámetros de optimización estudiados fueron: Y1: Rendimiento Y2: Número de Kappa Para determinar la significación de las variables se utilizó el criterio de ISACCSON (8)de un 80 % de probabilidad para la prueba de Students. Los modelos son: Y1 = 75,525-1,346X1-1,851X2-2,776X3+1,586X1X2+2,611X2X3 Y2 = 105,75-2,995X2-11,795X1X3+2,512X1X2X3

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Determinación de los parámetros de pulpeo. Como se ve en los modelos la variables X1 no incide en el Número de Kappa y si en el rendimiento por lo que una primera decisión puede ser emplear valores mínimos de tiempo lo que reduce los modelos a las siguientes expresiones: Y1 = 76,871 - 3.437 X2 - 2,776 X3 + 2,611 X2 X3 Y2 = 105,75 - 2,995 X2 + 11,795 X3 - 2,512 X2 X3

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En estas ecuaciones se ve que el efecto de X2 es que su aumento disminuye tanto su rendimiento como el KAPPA por lo que se crea una incertidumbre con la decisión, sin embargo el hecho de que X3 (% de etanol) también disminuye el rendimiento y aumenta el KAPPA en gradientes menores y superiores respectivamente que los por cientos de Sosa, abre la posibilidad de fijar el por ciento de Sosa en valores mínimos con una incidencia favorable en los costos y determinar posteriormente el valor del por ciento de etanol en el pulpeo de acuerdo con los siguientes modelos: Para X2 mínimo: Y1 = 80,308 - 5,387 X3; Y2 = 108,745 + 14,307 X3

( (5)

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De acuerdo con el valor establecido para el Número de Kappa de 98 + 2 se tiene que: 98 = 108,745 + 14,307 X3, siendo X3 = 0,75

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descodificando este valor tenemos que: X3: % de alcohol = 31,875%, X2: % de sosa = 1,5%, X1: tiempo de cocción = 10 min. De acuerdo con los resultados hasta aquí alcanzado se consideró factible sustituir un por ciento de la sosa cáustica empleada en la producción de pulpa semiquímica que se utiliza en la mezcla fibrosa de la cual se fabrica el carboncillo para corrugar, debido a que se obtienen buenos resultados de rendimiento y número de Kappa con bajos tiempos de cocción y sosa cáustica, lo que permite una buena productividad del proceso y ahorro del producto químico. Efecto de las variables de pulpeo con etanol en las propiedades físicas de las hojas formadas con pulpas Organosolv al etanol. El segundo paso en el estudio tuvo como objetivo fundamental estudiar el impacto de los parámetros de pulpeo de bagazo con una mezcla de etanol y Sosa Cáustica en el Kappa, el Rendimiento y las propiedades físicas de las hojas formadas en el laboratorio. Para ello se utiliza como matriz experimental el método de Plackett-Burman(7), diseño factorial altamente fraccionado, por su capacidad de estudiar todas las variables posibles que afectan el sistema donde se pueden trabajar con cinco o más variables independientes y la posibilidad de que los ensayos de este plan inicial se puedan aprovechar en otras etapas de trabajo experimental. Con interés de acercarse al fenómeno tecnológico y abarcar tanto como sea posible, decidimos seleccionar como variable independientes y sus niveles las siguientes: Tabla 1. X1: tiempo de cocción 10-15 min. X2: % Sosa 1,5-4,5% Na OH X3: % etanol 30-45% X4: tiempo de impregnación 2-10 min. X5: relación fibra / no-fibra. Alto - Bajo Como parámetros de optimización se seleccionaron los siguientes: Y1: Rendimiento;

Y2: Kappa; Y3: RCT; KN / M.; Y4: CCT ;KN / M.; Y5: Estallido ; Kg. / Cm^2

El Kappa y el Rendimiento fueron determinados según las normas establecidas para ello, de idéntico modo las hojas para medir las propiedades físicas se formaron tipo Rapid Kothen siendo molida la pulpa anteriormente en un molino Holandesa de Laboratorio. Las propiedades físicas fueron evaluadas en el laboratorio correspondiente de la empresa mediante las normas de propiedades físicas. Para determinar la significación de las variables se utilizó el criterio de usar un 80 % de probabilidad. 5-2

De acuerdo con estos resultados se decidió pasar a un diseño de BOX-HUNTER (7) del tipo 2 . Mediante los modelos obtenidos y aplicando un programa de Programación Lineal se maximizó el CCT y las otras propiedades físicas fueron sus restricciones. Una aspecto de interés es determinar las posibilidades de la cocción con un mínimo de por ciento de Sosa Cáustica. y fijando valores máximos de la Relación fibra /no fibra. Para este caso los valores de los modelos siendo X5 = 1 y X2 = -1

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Los resultados obtenidos empleando un criterio de penalización para el RCT de 87.35 por ciento y considerando un método de optimización jerárquica multiobjetivo (9) con 62 por ciento en la penalización de la Resistencia del Anillo son los siguientes: Tabla 2 Variables independientes :

X1= -1 X3= -0.4143 X4= 1

Respuestas de los modelos :

Y1= 115 Y2= 103.26 Y3= 0.659 Y4= 1.036 Y5= 0.9482

Los resultados obtenidos a 22 Grados SR son mejorables a través de la refinación en la cabeza de la Máquina de Papel por lo que se recomendó un estudio de molida para determinar el crecimiento en las propiedades en todo el intervalo. De los resultados hasta aquí obtenidos se concluye que sustituyendo un por ciento de la sosa cáustica empleada en la cocción del bagazo de caña para la producción de la pulpa semiquímica que se utiliza en la mezcla fibrosa de la cual se fabrica el Cartón para Ondular se obtienen valores aceptables del Número de Kappa y Rendimiento de Pulpa, así como las propiedades físicas que se emplean en el control de la calidad del papel evaluadas en hojas formadas en el laboratorio. Por otro lado, se ratifica que se obtienen buenos resultados de rendimiento, Número de Kappa y propiedades físicas de las hojas formadas con las pulpas Organosolv con bajos tiempos de cocción, lo que permite una buena productividad del proceso y ahorro del producto químico. El incremento de la molida favorece las propiedades físicas de las hojas formadas con pulpas Organosolv, por lo que la combinación del pulpeo con etanol y una adecuada molida de las pastas permite garantizar la calidad de la mezcla fibrosa que se emplea en la producción de Cartón para Ondular. Debido a su aparente ventaja económica y a la producción de un residual menos agresivo que los actuales, es de interés técnico económico profundizar en la tecnología para producir papeles industriales empleando etanol en la producción de pulpa semiquímica. Determinación de las posibilidades de empleo de pulpa Organosolv en la mezcla fibrosa de la cual se fabrica el Cartón para Ondular. Para estudiar las posibilidades de empleo de pulpas Organosolv obtenidas empleando bioetanol se realizó un estudio del efecto de la inclusión de un por ciento de este tipo de pulpa en el proceso tecnológico de fabricación de papeles industriales; para ello se utilizó la metodología de análisis empleada por GONZÁLEZ(5) y el mismo sistema de modelos matemáticos a partir de los datos del control operacional y los experimentos realizados en el digestor piloto existente en esa empresa. De acuerdo con ello el modelo de la planta de pulpa se elaboró con ayuda de los modelos de los elementos de Cocción, Lavado y Refinado – Depurado, y el de la Planta de acuerdo a los modelos reportados de la línea de preparación de papel recuperado, de mezcla de las pastas y de la etapa de máquina de papel. Los dos últimos tomados del trabajo de referencia (5) y el modelo de cocción como resultado de los experimentos realizados en la presente investigación.

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De acuerdo con esto el modelo global de la instalación tecnológica es: pf = MA.RC. Xb.RD.L. D. b + MA.RC.Xr. RR.H r + K

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Donde : MA : es matriz de comportamiento de la Máquina de Papel. RC : es matriz de comportamiento de la refinación en la cabeza de la Máquina de Papel. RD : es matriz de comportamiento de la etapa de Refinado depurado de la Planta de Pulpa. L : es matriz de comportamiento de la etapa de Lavado de la Planta de Pulpa D : es matriz de comportamiento de la etapa de Pulpeo Organosolv RR : es matriz de comportamiento de la etapa de Refinado de línea e papel recuperado. H : es matriz de comportamiento del hidropulper de la línea de papel recuperado. Xb y Xr : fracciones de pulpa de bagazo y papel recuperado en la mezcla fibrosa suministrada a la Máquina de Papel. b : vector que caracteriza la operación de la planta de pulpa y la calidad del bagazo. r : vector que caracteriza la operación de la línea de recorte y la calidad del mismo.

Modelo de los indicadores económicos del sistema. Se procedió al desarrollo de un modelo de costos, con ayuda de los índices de consumo y las ecuaciones que reflejan los consumos de bagazo, reactivos químicos ( sosa y bioetanol) y electricidad, tomando como no variables los Cargos Fijos, Salarios, mantenimiento, Consumo de Vapor, etc. la ecuación que representa el Costo de Producción de Pulpa de Bagazo empleando etanol es como sigue : Costos de Producción = Cargos fijos + Costos de operación Los cargos fijos se determinan de los registros contables de una empresa de referencia al cierre del año. Los costos de operación se desglosan a su vez en un número de aspectos como son: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Salario y seguridad social. Gastos de electricidad. Gastos de agua. Gastos de materias primas. Gastos de energía. Gastos de mantenimiento. Gastos de transporte.

En trabajos anteriores González (5) reportó funciones de costos para las producciones de pulpa de bagazo semiquímica y pulpa de recorte kraft que serán empleadas en este trabajo y de acuerdo con la misma metodología se encontró una expresión para los costos de producción de pulpa con etanol que es como sigue:

Cpe = 167.55 + (14.4 + 2.8X1)Mb + 0.29Xe + 0.19679XD + 0.33276X9 – 0.812X1 – 0.046X2 + 0.71177Xe – 0.282XeX10 (9) En esta expresión Mb es igual al cociente de las toneladas por hora de la pulpa producida y el rendimiento obtenido en la cocción. Este cociente origina una no-linealidad que puede ser resuelta a través de un diseño teórico de la manera siguiente: La ecuación fue linealizada para una hipotética optimización con ayuda de un diseño teórico de experimentos del tipo Plackett- Burman de 12 ensayos y 11 variables, siendo 4 falsas variables,

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el plan y los resultados “experimentales” y los estimados del modelo se ofrecen a continuación: Tabla 3.Diseño de Plackett Burman: No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

X1 + + + + + + -

X2 + + + + + + -

Xf + + + + + + -

Xe + + + + + + -

X9 + + + + + + -

Xf + + + + + + -

Xd + + + + + + -

Xc + + + + + + -

Xf + + + + + + -

X10 + + + + + + -

Xf + + + + + + -

Cprom 242.3 243.06 238.26 250.74 254.40 243.91 231.37 223.05 217.05 253.11 217.52 235.35

Cˆ 240.6 244.76 234.00 254.88 257.26 240.16 230.50 223.12 219.94 255.26 218.37 236.65

(Cˆ- Cprom) 2.89 2.89 17.64 17.19 8.22 14.013 0.448 0.005 8.390 4.650 0.728 1.698

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Los valores estimados del modelo permitieron estimar la varianza de adecuación, por lo que luego el modelo es adecuado y puede ser empleado para estimar los valores de costo de pulpa con bioetanol en la empresa de estudio. El modelo global del valor de la producción de cartón para ondular está determinado por la contribución en pasta disponible que al mismo hacen los flujos de producción de pulpa de papel de recorte y pulpa con etanol, por otro lado, los costos están afectados por los gastos en estas producciones, así como los costos que se agregan por concepto de mezclado de las pastas, refinación y operación de las Máquina de Papel los que pueden elaborarse con ayuda de los modelos reportados por GONZALEZ(5) y el nuevo modelo para la fabricación de pulpa al etanol, para el análisis que es objetivo de este trabajo se tomó como proporciones de las mezclas las reportadas como óptimas(5), Sustituyendo un 100 % de la pulpa semiquímica con pulpa al etanol, lo que es factible si se utilizan para ello los digestores continuos instalados en esta industria, de acuerdo con ello el modelo de la ganancia será: Ganancia = 106.22 – 1.817184X1 + 0.096X2 – 0.012Xe + 2.726Xc – 0.756XD + 0.446X10 + 0.00065 (10) XeXc – 0.2106X16 – 2.356X17 – 36.8154X18 Determinación de las condiciones óptimas de operación de la instalación. De acuerdo con los indicadores económicos de la instalación y los modelos de las propiedades físicas de la mezcla fibrosa se pueden tomar decisiones sobre las condiciones de operación. Al afectar las ecuaciones de preparación de pastas por la matriz máquina de papel refinado de caja de cabecera el sistema de ecuaciones que representa el impacto de las variables de comportamiento alternativo. Ganancia = 915.11 – 1.8171X1 – 0.2106X16 – 2.356X17 – 36.81X18

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Aplicando un sistema de optimización jerárquica multiobjetivo (9)los resultados que se obtienen son los siguientes: YA máx = 19,69 YEt = 21.60 YRt = 165,20 Ganancia = 858,54 lo que es superior al valor de 366.915 obtenido en (5) para un incremento de 491.625 pesos / hora de producción.

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Para valores de X1 : 1,5 %, X16 , : 91,

X17 : 2,32, X18 : 0,986

Incremento de la Ganancia por año. Considerando un eficiencia general de la fábrica de 80 % , tendremos como tiempo disponible al año : 330 días. 24 h/día. 0.l 80 : 6 336 horas al año. Luego para una mezcla de 40 % Pulpa Organosolv y 60 % recorte tendremos un incremento de la Ganancia anual de 3 114 936 pesos al año. Las condiciones óptimas determinadas con apoyo de modelos matemáticos permiten valores aceptables en la calidad del papel en rangos de operación aceptables y normales para la tecnología instalada.

Estudio de la Alternativa de Producir el Etanol en la Fábrica de Azúcar aledaña a la Papelera. Como se ha visto, al emplear etanol en el pulpeo en combinación con la sosa cáustica se obtiene una disminución apreciable en los costos, por ello la producción de etanol de forma combinada con una pequeña planta de levadura torula es una variante atractiva para garantizar los insumos de etanol que requerirá la producción de la papelera en un año/10/. La estrategia de combinar las producciones de alcohol y torula no solo responde a una necesidad ambiental; si no que paralelamente se logra una disminución del consumo de mieles, las que cada día adquieren atractivos precios en el mercado internacional; además del ahorro de agua y nutrientes. Considerando los resultados reportados en la literatura científico-técnica, relacionadas con el uso de las vinazas y otras corrientes intermedias de la producción de azúcar crudo en diversas producciones fermentativas; existen varias alternativas de producción integrada de alcohol y levadura, de ellas, la más atractiva para nuestro caso resulta la producción de torula con vinaza + miel y alcohol con JFC + vinaza + miel en tiempo de zafra. Para determinar la capacidad de producción de etanol tuvimos en cuenta la cantidad de pulpa necesaria para la producción diaria de la papelera de referencia. Capacidad de la planta de etanol: 172 hl/d Capacidad de la planta de levadura: 2.05 t/d 3

Total del mosto de la destilería: 275.2 m /d En estos momentos aprovechando la cercanía geográfica de esta papelera con una fábrica de azúcar, la cual se encuentra ubicado en esta propia localidad y que es de su interés la construcción de una destilería de pequeña escala, es decir una planta piloto, la cual le aportará el etanol que ellos necesitan a la vez que servirá para estudios investigativos en este tema, así como recopilar experiencias para un futuro escalado industrial y así de esta forma hacer un análisis experimental de los substratos disponibles en este lugar para la fermentación alcohólica lo que dio origen a este trabajo, para ello se estudió experimentalmente la utilización de varios sustratos como: miel, jugo de los filtros, y mosto de destilería en la fermentación e escala de laboratorio, mediante el método de Enrejado Simplex(7) Aplicando el método de Enrejado Simplex y utilizando el diseño de experimento obtenemos que la mejor alternativa para la producción de alcohol es la unión de los tres substratos (Miel Final, Jugo de los filtros y Mostos).

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Con el uso de los jugos de los filtros y de los mostos hay un ahorro en el consumo de miel final que permite el diseño y montaje de esta planta piloto, con la cual diversificaremos la fábrica de azúcar, aumentando las ganancias, ya que no sólo se producirá azúcar, sino alcohol y residuales que pudieran utilizarse como alimento animal o fertilizante. Análisis de los costos de la producción combinada alcohol-torula.

Costos de Inversión Costos directos de inversión de la planta de 172 hl/d. Inversión fija = 1 505 920.80 $. Costo total de inversión: CIF + CTb = 1 673 245.30 $. Tabla 4.COSTOS DE PRODUCCION. Costo Total de Producción Costo de Venta

TORULA 353 074.31 $/a TORULA 414 018 $/a

ALCOHOL 2 297 117.8 $/a ALCOHOL 2 838 000 $/a

El costo del etanol, puede estimarse entonces como : Costo etanol : Costo Torula + Costo del etanol – Valor de Venta de la Torula es decir : 2 236 174.10 lo que es inferior al costo de venta del etanol y permite un ahorro adicional de 600 825.90 $/a.

Definición de los Cambios Tecnológicos Después de haber realizado estos estudios concentrándonos fundamentalmente en la etapa de cocción, refinado y mezclado de las pastas y de conocer las características del proceso Organosolv nos percatamos que las condiciones actuales de equipamiento, control y disposición de los mismos en planta de la papelera de referencia, no permiten la introducción de este sistema a pesar de las conocidas y ratificadas ventajas que presenta el mismo en cuanto a la calidad del producto final atendiendo a sus propiedades de resistencia y un factor importante y no contabilizado hasta el momento que es la disminución de la contaminación ambiental, ya que con este proceso todos sus “residuales” pueden aprovecharse eficazmente por lo que se hace necesario algunas transformaciones tecnológicas así como un análisis económico de la implicación que podría tener de llevarse a cabo, para lo que se evaluaron dos variantes. Tabla 5.Cálculo de la inversión fija y total: Variante I Costo de adquisición de los 113 347.5 equipos (CA) Costo de instalación de los 24 408.75 equipos Instrumentación y control (13 14 735.175 % CA) Tuberías 800 Instalaciones eléctricas (10 % 11 334.75 CA) Facilidades del servicio (50 % 56 673.35 CA) Costos directos 221 299.93

Variante II 113 347.5 25 208.75 14 735.175 580 11 334.75 56 673.75 221 829.93

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Tabla 6 Costos indirectos (I) Variante I Variante II Gastos de construcción (25 % CA) 28 336.875 28 336.875 Capital fijo invertido (D + I) 249 636.81 250 216.81 Capital total invertido (CTI) = Capital fijo invertido + Capital de trabajo (15 % CTI) CTI = CFI / 0.85 293 690.37 294 372.72 Cálculo del costo de producción (CP) CP = CD + CF + CI + GG

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Costos de producción ( CP) = 8 061 710 + 0.12 CP = 9 161 034 $/a (Variante I) = 8 061 776.7 + 0.12 CP = 9 161 109.9 $/a (Variante II) Ganancia: G = VP - CP = p * P - CP = 514.45 * 60 * 320 - 9 161 034 = 716 406 $/a (Variante I) = 514.45 * 60 * 320 - 9 161 109.9 = 716 330 $/a (Variante II) Período de pago: P pago = Inversión / Ganancia = 293 690 .37 / 716 406 = 0.41 a = 5 meses (Variante I) = 294 372.72 / 716 330 = 0.41 a = 5 meses (Variante II) Además de la recuperación de parte del etanol utilizado, este proceso ofrece la obtención de lignina como precipitado, que puede utilizarse en productos de alto valor agregado; y una fase acuosa rica en carbohidratos que se puede destinar a la fermentación alcohólica, estos dos aspectos influyen positivamente para la economía del proceso. Ambas variantes son posibles sin altos desembolsos inversionistas, siendo el tiempo de recuperación para ambas de 5 meses. Por lo antes expuesto pensamos que la selección de la variante no depende de factores económicos, sino de aspectos tecnológicos y operacionales a considerar en los estudios previos inversionistas que se realicen.

Conclusiones: 1) El pulpeo con etanol brinda posibilidades técnicas en lo referente a los valores necesarios para las propiedades físicas de las pulpas requeridas para la fabricación de cartón para ondular, siendo necesario determinar las expresiones cinéticas y profundizar en el impacto de la refinación en las propiedades de las pulpas. 2) Las pastas que se obtienen de las mezclas de pulpa con etanol y papel recuperado ofrecen posibilidades técnicas para la fabricación del cartón para ondular a precios competitivos, siendo necesario profundizar en las expresiones matemáticas del mezclado de las pastas componentes. 3)Es factible obtener ventajas económicas de la producción de bioetanol y su posterior uso en el pulpeo Organosolv con relación al empleo de sosa cáustica con el mismo objetivo de pulpeo, 4) Los cambios tecnológicos requerido para la producción de pulpas Organosolv, en cualquiera de las dos variantes factibles para la planta de referencia, son económicamente ventajosas y los plazos de recuperación de la inversión son aceptables, no obstante debe profundizarse aun más en aspectos tales como recuperación del etanol y utilización de la lignina.

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