PASTA MECANICA Y PASTA QUIMICA PROCESO DEL PAPELDescripción completa
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
ENSAYO DE CALIDAD DE PAPEL Y CARTON CARTON COMO COMO MATERIAL MATERIAL DE DE EMPACADO I.
OBJETIVOS Determinar la absorción de agua de papel y cartón como material de empacado. Determinar el gramae de cada papel y cartón. INTRODUCCIÓN E!isten muy "ariadas presentaciones para en"ases #abricados a partir de estos materiales$ desde caas de cartón corrugado y cartones para l%cteos& 'asta papel para en"ol"er margarinas. Los materiales celulósicos son li"ianos y se obtienen a partir de recursos reno"ables(Agropecuaria reno"ables(Agropecuaria and S)DAL*+. S)DAL*+. El obeti"o del proceso de producción es la obtención de las ,bras de celulosa a partir de madera o de residuo de papel& en el caso del reciclado. En el caso de la utili-ación de madera como materia prima& se deben primero obtener los c'ips a part partir ir de la trit tritur urac ació ión n de la made madera ra.. La mi mism sma a pres presen enta ta "ariaciones de acuerdo a si se trata de maderas duras como el roble& o maderas blandas como el pino blanco pero en general se puede decir /ue est% compuesta por c0lulas longitudinales& cuyas paredes celulósicas #orman la mayor parte de la masa del material. Estas ,bras est%n unidas entre s1 por lignina luego& para 'acer el papel se debe romper este "1nculo de lignina y de esta #orma liberar las ,bras. *on este ,n se procede a #ormar la pulpa& la cual se puede procesar /u1mica o mec%nicamente. Luego de obtenida la pulpa& se procede al prensado y secado& y posteriormente el bobinado del material resultante(Normali-ación resultante(Normali-ación 2334+. 2334+. El papel es usado en empa/ue para sobres& bolsas y en"oltorios principalmente. En tanto& el cartón (unto con la madera+ se utili-a principalmente para embalae secundario. 5or eemplo& una gran proporción de los alimentos cuyo en"ase primario es pl%stico& lata de metal o polilaminado& es luego depositada en caas de cartón corrugado conteniendo un n6mero "ariable de unidades. El cartón simple& aun/ue muc'o menos e!tendido /ue el corrugado& es tambi0n utili-ado como en"ase primario o secundario& generalmente para alimentos de baa 'umedad y a granel& como ser arro-& c'ocolate o cereale(7uerol cereale( 7uerol Valera 892:+. 892:+.
II .
III .
MARCO TE TEÓRICO
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS El papel y cartón no laminados y sin tratamiento no son adecuados para en"asar alimentos con muy alto contenido de 'umedad (por eemplo& alimentos l1/uidos o productos #rescos '6medos+& ya /ue la e!posición a la alta 'umedad causar% la desintegración del material. 5ara estos tipos de alimentos& se utili-a com6nmente papel o cartón laminado y en la gran mayor1a de las aplicaciones& /ue suponen un contacto directo con los alimentos& se utili-a una capa intermedia de pl%stico. Se 'a estimado en un 24; la proporción de en"ases de papel o cartón laminados (e/ui"alente a <&< =g por persona y a>o+ de todos los en"ases directamente en contacto con alimentos en la ?E@2: en 899 (*EDEC& *)SFC5E et al. 8929+. ?n 49@G9; del total de papel o cartón laminados& /ue est% en contacto directo con los alimentos& es cartón para en"asar l1/uidos (utili-ado por eemplo en los bri=s de cartón para la lec'e y bebidas+ y el 4:; de esa cantidad tiene una capa de aluminio como barrera en la estructura laminada& /ue e"itar% la migración desde el papel o cartón. Si se e!cluye el cartón para en"asar l1/uidos /ue contienen una capa de aluminio& la proporción de papel o cartón laminado utili-ado para contacto con alimentos es del 4&H; (e/ui"alente a 2&3& (S)DAL*+.
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Propiedades !si"as de# pape# Estas se re,eren al aspecto del papel& su gramae& espesor (calibre+& 'umedad y permeabilidad al l1/uido. (AI?A+ Aspe"$o% Ya /ue el papel para ondular& m0dium o tripa del embalae no es "isible& su color siempre ser% crudo. Las caras sobre todo la e!terior del embalae@ puede presentar un color blanco o crudo y el color se puede obtener de las siguientes maneras$ ?sando un 299; de pasta blan/ueada& llamado integralK o blan/ueado en masaK. 5oniendo una capa de pasta blan/ueada en la super,cie y deando el resto en crudo$ blanco aspeado& bicolor& etc. 5oniendo una capa de pigmento& te>ido en blanco& llamada capa de blanco o de colorK. Gra&a'e% Designa la cantidad de masa de papel /ue 'ay por unidad de super,cie. El gramae se e!presa en gramos por m8. Es una caracter1stica #undamental y un elemento imprescindible& ya /ue el papel se "ende al peso& aun/ue se utilice por metros. El papel de ondular puede tener un gramae de 39 a 829 gm8& con una media de 229 a2:9 gm8. El de las caras "a de 289 a <<9 gm8& siendo el m%s com6n el de2<9 a 899gm8 .
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Espesor ()rosor o "a#i*re+% Este inter"iene en la determinación de la manoK ("olumen espec1,co+ /ue tendr% el papel 0sta se de,ne como la relación /ue 'ay entre el espesor y el gramae& e!pres%ndose en cmpor gramo. A un gramae constante& un papel de mayor espesor tendr% un "olumen espec1,co superior. Los "alores "an de 2& a 2&3. ,-&edad% E!presada en ;& por la relación /ue 'ay entre la cantidad de agua /ue contiene el papel y su peso. Fodo cambio de e/uilibrio de 'umedad entre la atmós#era y el papel conduce a$ *ambios dimensionales& superiores en el sentido trans"ersal /ue en el longitudinal. Variaciones de las propiedades mec%nicas. La #ormación de ciertos de#ectos& tales como pliegues y arrugas Per&ea*i#idad a #os #!-idos% *apacidad /ue tiene el papel de absorber un l1/uido& en general el agua. Se mide siguiendo dos m0todos$ 2. El grado de encolado *obbK& ensayo de medida de la cantidad de agua& en gm8& absorbida por el papel durante un tiempo$ H9 segundos. *obb H9K 9$ papel poco absorbente& encolado. *obb H9K entre 9 y :9$ papel semiencolado. *obb H9K :9$ papel muy absorbente& no encolado. Es preciso distinguir entre el *obbdel papel& /ue se mide en H9 segundos y el *obb del cartón ondulado& /ue se mide en 9minutos. De/sidad% describe cómo de compacto es el cartón& y se mide en =ilogramos por metro c6bico (=gm+ o gramos por cent1metro c6bico (gcm+. Vo#-&e/% describe cómo de "oluminoso es el cartón& y se mide en metros c6bicos por Oilogramo (m=g+. Al cartón /ue es "oluminoso en relación con su peso se le considera de alto "olumen& mientras /ue al cartón compacto se le denomina de bao "olumen. Ieneralmente& el cartón de alto "olumen es m%s r1gido y m%s grueso /ue el cartón del mismo gramae pero con bao "olumen. Ri)ide0% se producen desde materiales Pe!ibles$ 'oas en una gran "ariedad de calibres cartulinas con las cuales se #abrican estructuras de cartón corrugado& empleadas en el embalae de alimentos y productos en general. Esta caracter1stica es el resultado m%s compleo del calibre& #unción del peso b%sico (gramae+& de la calidad de las ,bras y de los aditi"os agregados durante el proceso. As1 mismo& la rigide- es una de las propiedades m%s importantes del cartón. La demanda de rigide- recorre toda la cadena del en"ase$ desde el transporte 'asta el lineal y de a/u1 al consumidor. El cartón es el 6nico material /ue tiene la capacidad de o#recer una gran rigide- por
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS unidad de peso. Sin ella& el cartón no podr1a cumplir con su #unción primaria& /ue es proteger el contenido del en"ase. F-er0a de Co&presi1/% *uando los en"ases de cartón son apilados uno encima de otro& lógicamente la mayor carga recae sobre la pila in#erior. 5ara e"itar /ue los en"ases se derrumben& la propiedad m%s importante del cartón como material es su buena #uer-a de compresión. F-er0a de Ras)ado% es la #uer-a necesaria para rasgar una l%mina de cartón a lo largo de una incisión e!istente. Esto es importante& por eemplo& para saber cómo trabaar% una tira de rasgado cuando se abra un en"ase. F-er0a de S-per2"ie% es la capacidad del cartón para tolerar #uer-as sobre su super,cie por eemplo& la pegaosidad de la tinta durante su impresión. Esto es importante para /ue el cartón no se rasgue durante el proceso de impresión. Lis-ra de #a S-per2"ie% mide cómo de lisa es la super,cie del cartón. ?na super,cie de cartón lisa es importante para alcan-ar resultados de impresión y barni-ados satis#actorios. Es$a*i#idad Di&e/sio/a#% es la resistencia de una l%mina de cartón a los cambios dimensionales debidos a la modi,cación de alguna de sus propiedades& como por eemplo el contenido en 'umedad. IV.
METODOLOGIA Y MATERIALES MAFE)ALES
5A5EL OAQQ *AF?L)NA 5A5EL SEDA *AFCN *C?IADC D)S5CS)F)VC DE *CBB
MEFCDCLCI)A
*ortar las muestras en moldes de 28 ! 28 cm Determinar el area *alcular el gramae y la absorción
a+ IAMAJE$ peso por unidad de super,cie de un papel o cartulina. El gramae se e!presa se e!presa por m 8& mientras m%s alto sea el gramae mayor ser% el aspecto acartonado y r1gido del papel.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS GRAMAJE =
PESO AREA
AEA$ 2<< cm8 Seg6n la norma internacional CA* 5apel gramae R 8:9 gm8 *artulina gramae 8:9 gm8 *artón gramae 8:9 gm8 b+ ES5ESC$ distancia entre los dos l1mites del material. c+ ABSC*)CN$ se reali-ara por el m0todo de cobb *olocar el molde del papel o cartón Suetarlo el anillo sobre la muestra Adicionar con cuidado y r%pidamente 299 ml de agua durante 2 minuto& entre los 29 6ltimos segundos retirar el agua. 5esar nue"amente la muestra y calcular la absorción
(
)
A = PF − PI x 100
DAFCS
MATERIALES CARTULINA PAPEL 3RAFF PAPEL SEDA CARTON CORRUGADO
V.
PESO FINAL ()+ .: 2.4 8.2 .3
RESULTADOS
MATERIALES CARTULINA PAPEL 3RAFF PAPEL SEDA CARTON CORRUGADO
VI.
PESO INICIAL ()+ 9.2 9.98 9.92 9.9G
GRAMAJE ()4&5+ H.3<< 2.G3 9.H3< :.::H
ESPESOR (&&+ 9&2 9.: 9.8: 2.:
ABSORCION ()4&5+ <9 2HG 893 G8
DISCUSIONES De los < materiales de empa/ue anali-ados el cartón corrugado presenta una absorción de G8 gm 8& la cual es mayor a las dem%s y esto se debe a /ue tiene mayor espesor y espacios libres en su estructura. Los cuatro materiales cuyo espesor por metro cuadrado (gramae+ son in#eriores a 88: gm8. Los /ue tienen un
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS gramae superior a 88: gm8 se denominan cartones. Seg6n la norma internacional CA* 5apel gramae R 8:9 gm8 &*artulina y cartón gramae 8:9 gm 8 & con los resultados obtenidos la cartulina tiene un gramae de H.3<< gm8 a comparación /ue el papel seda tiene el menor gramae de 9.H3< gm8 a comparación de los dem%s.
VII.
CONCLUSIONES •
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VIII.
En absorción la cartulina presenta una menor absorción por el mismo 'ec'o de tener menos espacios libres y ser m%s compacto& por esta ra-ón este material es menos resistente a la 'umedad /ue la cartulina.
La cartulina y el cartón corrugado son los /ue tiene un mayor peso ya /ue son de un espesor m%s amplio& para su elaboración de estos en"ases se demanda una mayor cantidad de materiales. Estos son muy usados en la industria alimentaria como en"ases secundarios. El papel =raT y papel seda tienen un menor peso por el mismo 'ec'o de ser m%s li"ianos y en su estructura tener menos material. El cartón corrugado tiene menor gramae /ue la cartulina& ya /ue en su #orma contiene mayor cantidad de espacios libres a di#erencia de la cartulina /ue es m%s compacta. Mientras el material sea m%s compacto tendr% un mayor peso. El 'ec'o del /ue el material utili-ado en los en"ases sea m%s compacto determinara la absorción de agua /ue este tenga. La impermeabilidad del material es importante si se desea conser"ar alimentos contra la 'umedad. se obtu"o mayor gramae en cartón corrugado y cartulina con lo /ue se puede concluir /ue estos materiales son m%s r1gidos y consistentes como empa/ue secundario.
CUESTIONARIO 6. 78-9 es #a pr-e*a de# re:e/$a&ie/$o o $a&*i9/ ##a&ada ;*-rs$i/) $es$<=. Se determina la resistencia al re"entamiento del cartón corrugado con el M?LLEN FESFE. El buen resultado surge de la selección de los papeles de tapas. Se e!presa en =gcm8 o en librapulgada8. 5. 78-9 es #a pr-e*a de# "ar$1/ "orr-)ado=
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE CIENCIA AGRARIAS ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS El m0todo B*F es un ensayo de carga puro de dirección superior a in#erior /ue se utili-a como regla sobre caas de cartón corrugado "ac1as y selladas& comprimi0ndose entre placas planas paralelas en un medidor de compresión a una "elocidad de compresión constante& usualmente de 29@2 mmmin. La #uer-a y la de#ormación /uedan registrados de #orma continua 'asta el momento en /ue se produce un #allo de compresión. La #uer-a m%!ima obtenida /ueda registrada como la resistencia a la compresión de la caa de cartón corrugado. El ensayo se lle"a a cabo bao una atmós#era estandari-ada& 8U * y :9; . El m0todo est% reconocido de #orma general como el /ue meor se corresponde a los resultados pr%cticos en el apilamiento de caas de cartón corrugado. El m0todo B*F tambi0n 'a demostrado ser un buen m0todo de comparación de las capacidades de soporte de carga para caas de di#erente cartón corrugado. Las caas deben ser sin embargo del mismo tama>o para /ue la comparación sea "%lida. ?n determinado n6mero de normas de ensayos describen en detalle cómo debe lle"arse a cabo el ensayo y el in#orme& por eemplo$ QEQ*C nU :9& FA55) F@ G9<& etc. >. 78-9 es #a pr-e*a de ras)ado de# pape#= Es un m0todo para determinar la resistencia al rasgado del papel y cartón. Este m0todo consiste en rasgar una o m%s 'oas untas a lo largo de una distancia ,a por medio de un p0ndulo& usando un aparato del tipo Elmendor#. El trabao 'ec'o durante el rasgado es medido por la p0rdida de la energ1a potencial del p0ndulo. La escala est% calibrada para indicar la #uer-a promedio eercida (trabao 'ec'o di"idido por la distancia total de rasgado+.
I?.
BIBLIOGRAF@A
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Normali-ación& ). N. d. (2334+. 5apeles y cartones @ determinación de la absorción de agua en papel o cartón de baa absorción @ M0todo de *obb$ paper and board @ determination o# Xater absorption @ o# non bibulous paper and board @ *obb met'od& )NN.
7uerol Valera& E. (892:+. 5rotocolo de "alidación de materiales con base de papel y cartón de uso alimentario.
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