Cartilla cafe

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CENTRO AGROINDUSTRIAL ARMENIA QUINDÍO

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE

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SENA

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ARMENIA – QUINDIO – CO LO MBIA 25

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UTILIZACIÓ N DE LA PULPA DE CAFÉ PARA PRODUCIR PASTA PARA PAPEL

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DIRIGIDA A: Aprendices del SENA que estén interesados en utilizar residuos sólidos de poscosecha diversificando los recursos para la generación de pasta par a la obtención de papel.

Autora: Ing. ALBA CRISTINA CARREÑO SÁNCHEZ

Director regional: Dr . Hernán Hoyos W alteros Subdirector de Centro: Dr. NestorJimenez Serna.

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Diseño y diagramación: Francisco A Velez Zapata

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Armenia Quindío, Enero de 2014 25

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PROLOGO

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La formación en el SENA es integral y este documento permite dar un estímulo a la creatividad en la elaboración del conocimiento y desarr ollo de técnicas sencillas per o innovadoras en ar as de incentivar la generación de ideas.

El suministro de una cartilla física con información técnica aplicada al laboratorio de procesos físicos, permite que los aprendices, interesados en el tema de utilización de r ecursos poco convencionales, cuenten con una herr amienta que les facilite la interacción de recursos del medio agr opecuario con reciclaje y opciones de empleo de desechos agrícolas. Lo anterior posibilita una mayor generación de los proyectos en los cuales se vinculen y aumenta la posibilidad de ser parte de ellos puesto que el contar con esta herramienta es un valor agregado en el proceso formativo.

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UTILIZACIÓ N DE LA PULPA DE CAFÉ PARA PRODUCIR PA STA PARA PAPEL

CONTENIDO 100

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INTRODUCCIÓN

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1 CONCEPTOS BÁSICO S DE MANUFACTURA DEL PAPEL 1.1 O rígenes de la fibra 1.2 Pastas par a papel 1.3 La pulpa de café

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2 MATERIALES 2.1 De laboratorio 2.2 De campo 2.3 Reactivos

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3 MONTAJE EN LABO RATORIO 3.1 Secado de la pulpa de café 3.2 Cocción y Deslignificación 3.3 Lavado y Blanqueo 3.4 Siembra en lienzo 3.5 Secado al aire de la pasta 3.6 Desprendimiento del lienzo 4 PROCEDIMIENTO Diagrama de flujo INDICE DE IMÁGENES

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Imagen 01. Composición del grano de café Imagen 02.Pulpa de café fresca Imagen 03.Montaje de la pulpa en bandeja de secado Imagen 04. Montaje de las bandejas en la estufa Imagen 05. Pulpa de café seca Imagen 06. Pesaje de la pulpa seca Imagen 07.Relación líquido de cocción-pulpa seca Imagen 08.Montaje del proceso de cocción Imagen 09. Separación de la pulpa del líquido de cocción Imagen 10. Líquido de cocción Imagen 11. Líquido de blanqueo con pasta Imagen 12. Filt rado de la pasta en marco con lienzo Imagen 13.Secado de la pasta al aire Imagen14. Desprendimiento de la lámina de pasta seca Imagen 15.Lámina de past a final

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INTRODUCCIÓN

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A pesar de las diferentes posibilidades de utilización de la pulpa de café ( en consideración a su composición y a su facilidad de degradación por micr oorganismos) no todos los caficultores tienen la disposición de compostar en forma adecuada en la práctica, debido a que este residuo se genera en diferentes épocas del año y como sustrato fresco tiene alto contenido en agua y presenta una alta posibilidad de contaminación por microorganismos, debido a la presencia de azúcares y pectinas.

Su alto contenido de celulosa corresponde a la fibra corta utilizable, una vez des lignificada con extracción de taninos, en materia prima para la obtención de la pasta cruda utilizable en procesos papeleros

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Imagen 01.

Piel Exterior (Pericarpio)

Piel Plateada (Tegumento)

Pulpa (Mesocarpio)

Pergamino (Endocarpio) Grano de Café (Endosperma)

Composición del grano de café 100

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El presente cuaderno tiene como fin primordial poner al alcance de nuestros apr endices, de forma demostrativa como es factible la utilización de residuos de cosecha con fibras vegetales, lo que puede ser aplicado en difer entes desechos de sistemas productivos agrícolas.

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1 CONCEPTOS BÁSICO S DE MANUFACTURA DEL PAPEL 95

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1 .1 Orígenes de la fibra 75

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En e l Antiguo Egipto se escrib ía sobre papiro, un vegetal muy abund ante en las riberas del río Nilo (Cyperus pap yrus). En E uro pa durante la E dad Media se ut ilizó e l pergamino, que consistía en p iele s de cab ra o de carnero curt idas, preparadas para recibir la tinta, qu e por de sgracia era ba stante costoso, lo que o casionó que a partir del siglo V III se p opula rizara la infausta costumbre de borrar los texto s de los pergaminos para reescribir sobre ellos (d ando lugar a lo s pa limp sestos) p erdiéndose de e sta man era una cantida d inestimab le de obras.

El papel Sin emb argo , los ch inos ya fa bricaba n pape l a partir de los re siduos d e la seda, la pa ja de arro z, y el cáñamo , e in cluso del a lgodón . S e considera tradiciona lment e qu e e l prime r proceso de fabricación del papel f ue desarrollado p or e l eunu co Cai Lun, conse jero del empe rad or He de la d inastía Han Orien tal, en el S. II d. C. Dura nte unos 500 año s, el art e de la fab ricación de papel estuvo limit ado a China; e n e l año 61 0 se in tro dujo e n Japón, y alrede dor del 750 en Asia Cen tral.1 E l conocimiento se transmitió a los árabe s, qu ienes a su ve z lo lleva ron a las que ho y son España y S icilia en e l siglo X. La elabo ra ción de pape l se exten dió a Francia, que lo p rodu cía ut iliza ndo lino de sde e l siglo XII. Fue e l uso gene ral de la camisa, en el sig lo X IV, lo que permitió que hubiera suficie nte trapo o camisas viejas disponibles p ara fabricar pape l a precios económicos y gracias a lo cu al la invención de la imprenta permitió que un ido a la p rodu cción de p apel a precios razonables surgie ra e l libro, no como un a cu riosidad sino como u n producto de precio asequible.

Desde enton ces e l pape l se ha co nvertido en uno de los pro ductos emblemáticos de nuestra cultura, e laborándose no sólo de trap os viejos o algodón sino tamb ién de gran variedad de fib ras veg etales; ade más la cre cient e in vención d e co lorantes permitió una generosa oferta d e co lores y textura s.

Au nque el papel ahora puede ser su stitu ido pa ra cie rto s usos po r ma teriale s sintético s, sin embargo sigue con servand o una g ran im portan cia en nu estra vida y en e l entorno diario, hacié ndolo un art ículo persona l y p or e nde dif ícilmente sustituible .

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1 .2 P astas para papel La pulpa de celulosa o pa sta de ce lulo sa es el ma terial hecho a base de made ra más utilizado para la fabricación de papel. La s maderas utilizada s p ara este f in son conocidas como m adera s pulpab les, que generalme nte son mad era s b landas como la p ice a, el pin o, el abeto y el a lerce, pero tambié n maderas dura s como el eucalip tus y el abedul.

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Pa sta mecá nic a de ma dera Con la prime ra elabo ración de la madera (primer proce so), se o btiene un producto impuro, porque la celu losa se ut iliza mezclada con el resto d e los componentes de la madera. Se utiliza para la elaboración de pap eles de ba ja calidad (po r e jemplo: pape l prensa para periód icos); tiene más ap rovech amien to pe ro meno s calidad, además t ienen escasa consiste ncia y am arillean al poco tiempo de fabricación.

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Pasta morena Se obtiene simplemente desfibrando la madera después de haberla lavado y her vido (para eliminar materias incrustantes y facilitar el desfibrado). Se consigue una pasta de fibras largas y resistentes. Se emplea para la elaboración de cartones, papel de embalaje, sacos de papel, etc.

Pasta química o celulósica Para la elabor ación de papeles de buena calidad. Los primeros pasos son similares a los de la pasta mecánica pero luego se cocina la madera con una disolución de bisulfito (hoy llamado sulfito ácido o hidr ógeno sulfito), a gran temperatura (a vapor en la «lejiadora»). Luego se lava la masa con agua caliente par a lavar los restos de bisulfito, se blanquea y se desfibra, y finalmente obtenemos una buena pasta de celulosa.

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Pasta de paja Se obtiene de cereales y de arroz. Posee un color amarillento y se emplea para la elaboración de papeles de carnicería y para el interior del cartón ondulado.

Pasta de recortes El recorte de papel se mezcla con las pastas para abaratar los costos. Según de dónde pr oceda el recor te se dividen en las siguientes categorías: · De cortes de bobina: en la fábrica al cortar las bobinas, papeles de buena calidad. · De guillotina: aquí se clasifica según la blancur a, composición, etc. · Recortes domésticos: estos provienen de las oficinas, para elaborar papeles de baja calidad. · De la calle o impresos: sólo utilizado para fabricar cartón gris.

Pasta de trapos Al estar compuesto por celulosa pur a (libre de cortezas, lignina, etc) sólo se realiza antes del pr oceso una limpieza. Se emplean trapos de algodón, cáñamo, lino, yute y seda. Con ella se realizan papeles de primera clase. http://es.wikipedia.org/wiki/Pulpa_de_celulosa http://es.wikipedia.org/wiki/Papel 1.3La pulpa de café 100

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La pulpa de café es un material fibroso mucilaginoso que se genera durante el beneficio del café por vía humedad y en este caso se conoce como pulpa de café y constituye cerca del 40 % del peso fresco de la cereza de café. Por cada tonelada de café cereza procesada por esta vía se genera cerca de media tonelada de pulpa. Cuando el procesamiento del café se r ealiza por beneficio seco o sin agua, se conoce como cáscara de café y solo se obtiene 90 Kilos.

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U T IL I ZA C I Ó N D E L A PU L P A D E C A F É P A R A P R O D U C I R P A S TA PA R A PA PE L

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M AT ER IAL ES

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2 .1 D e lab or atorio

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Se req uie re: · Ba lón fo n d o plan o d e 2 00 0 m l. · Fr asco b o ca an cha de 3 0 00 m l. · C on d e nsa d or de se rp en tín con m a ng u era s · Be ake rs de 1 00 , 2 00 , 50 0 y 1 0 00 m l. · Pro be tas de 5 0 0 y 10 0 0 m l. · Ag ita do r d e vid rio · Esp átula · C ola do r plá stico · So po rte un ive rsa l co n p in za y nu e z · Estu fa d e tem p era tu ra co n trola d a · M a rco con lien zo

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2 .2 D e ca mp o ·

Pu lpa fr esca d e ca fé ob ten ida p o r vía h ú me d a o p or vía se ca

2 .3 R e activo s So lució n d e co cción · So da ca u stica (Hid ró xid o de sod io co m e rcia l) a l So lució n d e b lan q ue o · H ipo clorito d e sod io al 5% 3

M ON T AJ E EN LA BO R AT OR IO

a . Se cad o d e la pu lp a d e ca fé U na ve z reco le ctad a la p u lpa d e ca fé el mism o d ía d e l be n eficio

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Pulpa de café fresca

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se procede a llenarlas bandejas de la estufa de flujo de aire caliente (con un grosor de 3 cm. de altura aproximadamente),para evitar regueros o manchas

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03 Montaje de la pulpa en bandeja de secado

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Cuando esté seca a tostación al tacto, se saca a temperatura ambiente

05 Pulpa de café seca

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04 Montaje de las bandejas

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en la estufa 95

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3.2 Pesaje y relación de la pulpa

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A continuación se pesa la pulpa de café seca, en relación 6:1 (6 partes de líquido de cocción por 1 de pulpa seca) y se procede al montaje de cocción de la pulpa

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06 Pesaje de la pulpa seca

07 Relación líquido de

cocción‐pulpa seca 100

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3.3 Cocción y Deslignificación 95

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Se coloca la pulpa pesada previamente dentro del balón y se agrega el líquido de cocción estimado (NaOH al 3%), posteriormente se procede al montaje a reflujo controlado por temperatura a través de la estufa.

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08 Montaje del proceso de cocción

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Se deja en ebullición por 90 minutos con condensador con el fin de no perder el líquido de cocción por evaporación.

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3.4 Lavado y Blanqueo 95

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Cumplido el tiempo se procede a sacar la pulpa, separándola del líquido de cocción por medio de un lavado con agua corriente (1) en un filtro plástico o colador.

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09 Separación de la pulpa del líquido de cocción

La pulpa lavada se lleva a inmersión en una solución blanqueadora (Hipoclorito de sodio al 5%) de un día para otro a fin de aprovechar el proceso del reactivo al máximo.

10 Líquido de cocción 100

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11 Líquido de blanqueo con pasta

3.5 Siembra en lienzo y secado al aire de la pasta

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Al día siguiente se procede a filtrar la pasta ya blanqueada del líquido de blanqueo a través de un colador con lienzo lavando la pasta con agua caliente (2) con el propósito de retirar el hipoclorito de sodio presente.

La pasta obtenida en fase acuosa es vaciada sobre un marco con lienzo a fin de filtrarla y distribuirla uniformemente para su secado al aire.

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12 Filtrado de la pasta en marco con lienzo

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13 Secado de la pasta al aire

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Cabe anotar que no se debe secar en estufa así sea a baja temperatura debido que por el mucílago que aún conserva tiende a encrespar la pasta causando rompimiento de la lámina seca obtenida al final.

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3.6 Desprendimiento del lienzo 95

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Una vez seca la pasta como lámina forrando el lienzo se desprende de este haciendo una leve presión a lo largo del marco de madera con un cuchillo sin filo (para evitar cortar el lienzo), presionando posteriormente por debajo para facilitar su separación.

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14 Desprendimiento de la lámina de pasta seca

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15 Lámina de pasta final 25

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PROCEDIM IENTO

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Diagrama de flujo

Pulpa de café

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COCCIÓN

NaOH

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FILTRACIÓN

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Licor negro

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LAVADO (1)

Agua caliente

NaClO

Residuo licor negro

BLANQUEO

Licor de blanqueo

LAVADO (2)

Agua caliente

Residuo de blanqueo

SECADO

Agua (g)

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LAMINA DE PASTA CRUDA OBTENIDA

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