El proceso kraft es el método de pulpeo químico dominante en el mundo y está presente en la mayoría de las fábricas de celulosa de mercado e integradas. Su nombre viene del alemán y significa "fuerza", en referencia a la resistencia mecánica de la fibra obtenida, pero el proceso también se conoce como proceso al sulfato, por el sulfato de sodio que se usa en el ciclo de recuperación de reactivos. Esta nomenclatura genera una confusión recurrente entre los profesionales que llegan al sector: asociar el término "sulfato" o "sulfúrico" directamente con la etapa de cocción de la madera.

Esa asociación es técnicamente incorrecta. La cocción kraft usa licor blanco, una solución alcalina compuesta por hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, que degrada la lignina y libera las fibras de celulosa en medio básico, no ácido. El ácido sulfúrico no participa en esa etapa. Su función es otra: interviene en puntos específicos de la línea de producción de celulosa kraft, en corrientes determinadas y con una finalidad definida.

Para el profesional responsable de servicios auxiliares, tratamiento de efluentes o blanqueo en una fábrica de celulosa, entender esta distinción permite definir correctamente el punto de aplicación del producto, evita errores de especificación y facilita la comunicación entre las distintas áreas de proceso de una misma planta.

Dónde no interviene el ácido sulfúrico: la cocción kraft

En el digestor, la madera en astillas se cuece en licor blanco a temperaturas y presiones elevadas. El hidróxido de sodio y el sulfuro de sodio presentes en el licor rompen los enlaces de la lignina, el polímero que mantiene unidas las fibras de celulosa en la estructura de la madera, lo que permite que esas fibras se separen y formen la pulpa marrón (celulosa sin blanquear). Esta cocción ocurre en un medio fuertemente alcalino, y es precisamente esa alcalinidad la que hace que el proceso sea eficiente en la remoción selectiva de la lignina sin degradar en exceso la celulosa.

El ácido sulfúrico no cumple ninguna función en esta etapa. Un error de especificación técnica frecuente, incluso en materiales de divulgación genéricos sobre el sector, es describir el proceso kraft como un proceso que "usa ácido sulfúrico para cocer la madera". Esa descripción es errónea y puede llevar a decisiones equivocadas de compra o de dimensionamiento del sistema de dosificación en una planta que se está proyectando o revisando.

Dónde interviene efectivamente el ácido sulfúrico en el proceso

El ácido sulfúrico aparece en el proceso kraft en etapas posteriores y auxiliares al pulpeo, con una función específica: el ajuste y la corrección del pH de las corrientes del proceso, no la ruptura de la lignina ni la formación de la pulpa.

Ajuste de pH en las corrientes del proceso

Varias corrientes de la fábrica de celulosa llegan alcalinas, ya sea por arrastre de licor residual o por reacciones que elevan el pH a lo largo del flujo. Antes de que una corriente pase a una etapa que exige un rango de pH neutro o ligeramente ácido, o antes de un vertido que debe cumplir un límite de pH definido, es común que haya un punto de corrección con un ácido mineral. El Ácido Sulfúrico 98% es uno de los productos que se usan para esta corrección, por ser un ácido mineral fuerte y diprótico: cada molécula libera dos iones H+, lo que reduce el volumen de producto necesario por unidad de descenso de pH en comparación con ácidos menos concentrados.

Ajuste de pH en las etapas de blanqueo

El blanqueo de la pulpa kraft, que elimina la lignina residual y la coloración remanente después de la cocción, se organiza en etapas secuenciales que alternan condiciones ácidas y alcalinas, según el reactivo empleado en cada una. Las etapas que utilizan dióxido de cloro, por ejemplo, operan en un rango de pH ácido para que el reactivo actúe con la eficiencia esperada en la deslignificación residual. El ajuste de pH en estas etapas lleva la corriente de pulpa al rango ácido necesario antes de la entrada del reactivo de blanqueo; es uno de los puntos donde se aplica el ácido sulfúrico.

En este contexto, el ácido sulfúrico cumple una función de control y ajuste del pH de la corriente: prepara la condición para que actúe el reactivo principal de la etapa. No es el agente blanqueador en sí.

Cuidados en la manipulación en una fábrica de celulosa

El Ácido Sulfúrico 98% de grado industrial es un líquido viscoso, denso y oleoso, de incoloro a ligeramente amarillento, con una densidad cercana a 1,84 g/mL. Es altamente higroscópico, por lo que requiere depósitos bien sellados para evitar que absorba la humedad del aire y libere el calor asociado a esa absorción.

La disolución del ácido sulfúrico concentrado en agua es fuertemente exotérmica, y esa característica es la base de la regla de seguridad universal para el producto: agregar siempre el ácido al agua lentamente, nunca el agua al ácido. En una fábrica de celulosa, donde los puntos de corrección de pH suelen implicar una dilución previa en un tanque de preparación antes de dosificar en la corriente de proceso, esta regla debe estar incorporada al procedimiento operativo estándar de cualquier equipo que manipule el producto.

Los tanques, las tuberías y las bombas en contacto con ácido sulfúrico concentrado deben especificarse en materiales resistentes a la corrosión ácida, con un cubeto de contención dimensionado para el volumen almacenado. Los equipos de protección personal (guantes, gafas de protección química, delantal y protección respiratoria cuando corresponda) son obligatorios en cualquier etapa de manipulación o dosificación.

¿El proceso kraft usa ácido sulfúrico para cocer la madera?

No. La cocción en el proceso kraft usa licor blanco, una solución alcalina de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, para degradar la lignina y liberar las fibras de celulosa. El ácido sulfúrico no participa en esa etapa. Interviene en puntos posteriores del proceso, como el ajuste de pH de corrientes específicas y las etapas de blanqueo.

¿Por qué el proceso kraft también se llama proceso al sulfato si no usa ácido sulfúrico en la cocción?

El nombre "proceso al sulfato" se debe al uso de sulfato de sodio en el ciclo de recuperación de reactivos de la fábrica, no al uso de ácido sulfúrico en el pulpeo. El sulfato de sodio se agrega al ciclo de recuperación para reponer las pérdidas de azufre y sodio del sistema. Luego se convierte en sulfuro de sodio en la caldera de recuperación, en una etapa distinta y químicamente diferente de la cocción en sí.

¿En qué puntos del proceso kraft se utiliza efectivamente el ácido sulfúrico?

El ácido sulfúrico se utiliza en etapas auxiliares y posteriores al pulpeo, principalmente para el ajuste y la corrección del pH de las corrientes del proceso y en etapas de blanqueo que requieren una condición ácida para que actúe el reactivo principal, como las etapas con dióxido de cloro. En ninguno de estos casos el ácido sulfúrico reemplaza al licor blanco ni actúa como agente de deslignificación primaria.

Boreto & Cardoso: suministro de ácido sulfúrico para el sector de papel y celulosa

Boreto & Cardoso está en el mercado desde 1972, con más de 53 años de trayectoria en el suministro de insumos químicos industriales, incluido el ácido sulfúrico para aplicaciones en el sector de papel y celulosa. La empresa opera con certificación ISO 9001:2015 (GSC Certificadora, registro BR.087.25). En cada suministro hay trazabilidad de lote y documentación técnica disponible (certificado de análisis y ficha de datos de seguridad), lo que le da al equipo técnico del cliente una base para validar el producto recibido frente a las especificaciones del proceso.

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Nota al lector Este artículo reúne información técnica extraída de diferentes fuentes, con el objetivo de ampliar el conocimiento sobre las materias primas mencionadas. Se trata de un material meramente informativo y no representa, por parte de Boreto & Cardoso, ninguna indicación de aplicación, formulación ni recomendación directa de uso. Boreto & Cardoso®, con más de 50 años de experiencia, se dedica exclusivamente al suministro de insumos químicos para las más variadas aplicaciones, y corresponde a cada usuario verificar la idoneidad y la conformidad de su aplicación.