Estos procesos son los más antiguos, y sus orígenes datan de la época de invención del papel, es decir, hace más de 5000 años. Conceptualmente el proceso es muy sencillo, pues se basa en reducir la madera a partículas de pequeñísimo tamaño mediante aplicación de fuerzas que desgarran la estructura interna de la madera, Existen diversos tipos de producción mecánica de pulpa, de los cuales se describen a continuación los más importantes.
Producción de pasta mecánica en molinos de piedra
El funcionamiento de este método es muy sencillo, pues se trata simplemente de obtener partículas de madera de pequeñísimo tamaño, las cuales puedan ser aplicadas directamente en la fabricación de papel, es decir, el tamaño final de partícula ha de ser del orden de unidades de milímetro, tamaño que posibilita la confección de papel.
El proceso consiste en la acción mecánica de frotamiento de un disco giratorio (molino), originariamente de piedra, sobre los troncos de madera. Los troncos son introducidos longitudinalmente de forma perpendicular al disco giratorio, y son presionados contra él para promover la acción abrasiva. El disco está parcialmente sumergido en agua y es rociado constantemente con agua para disipar el calor generado por el rozamiento entre la madera y la piedra. Debido a este calor generado, se alcanzan temperaturas en la zona de molido de hasta 150ºC, temperatura suficiente para fluidificar la lignina y permitir la separación de las fibras, las cuales pasan por unas ranuras situadas en la propia piedra de moler hacia un pozo que contiene agua, donde se forma la suspensión de fibras en agua. Esta pulpa es llevada hacia unas cribas donde se seleccionan los tamaños de partícula adecuados; las partículas no válidas se vuelven a moler en molinos mecánicos o se desechan definitivamente. Con este procedimiento se obtienen fibras celulósicas largas, pero recubiertas de una capa de lignina, pues por este procedimiento no es posible separarla definitivamente. Debido a esto, los rendimientos de pulpa a madera son muy altos, del orden del 90 al 95%.
Por otro lado, el gasto en energía requerido para hacer funcionar el molino es muy elevado, pues el rozamiento ejercido entre tronco y piedra es muy elevado. Es por ello, que este tipo de instalaciones se suele instalar en zonas donde la energía es relativamente barata, pues su precio es el factor determinante de la rentabilidad de este proceso. Una forma económica de satisfacer los requerimientos energéticos de este tipo de instalaciones es utilizar una energía distinta de la eléctrica, es decir, no emplear la energía suministrada por las líneas generales de abastecimiento, obtenida de muy diversas fuentes, tales como carbón, petróleo, combustibles nucleares,... los cuales comportan altos precios de producción, sino utilizar una fuente de energía autóctona, inagotable y económica, como es la energía hidroeléctrica. Ya que es necesaria una fuerza de tipo rotatoria para hacer girar el molino, se puede aprovechar la presencia en las inmediaciones de un cauce de agua (río, torrente, etc.) para que con su movimiento acciones una turbina que comunique el trabajo de eje hacia la piedra del molino, consiguiendo entonces un funcionamiento muy económico del mismo, pues sólo es necesaria la inversión inicial en instalaciones y equipos, tras lo cual la factura energética será muy reducida. Dada la gran facilidad de aprovechar la energía de los cauces hídricos, la mayoría de las instalaciones de este tipo se encuentra anexa a ríos, en zonas donde exista un salto de agua natural o construido artificialmente; incluso es posible aprovechar las instalaciones de una central hidroeléctrica, siempre que se compenetren las dos actividades a un mismo tiempo.
La facilidad de obtención de pasta de papel por este método ha llevado a la instalación de pequeñas unidades de producción, de tamaño artesanal a las orillas de riachuelos, para el abastecimiento de pequeñas poblaciones o usos de aplicación reducida.
Se estiman que los costes energéticos de molido de una instalación de tamaño medio son de unos 1500 KWh por tonelada de pasta de papel producida, considerando rendimientos de madera a pasta del 90%. Los costes de molido pueden ser reducidos si se somete a la madera a un tratamiento previo consistente en someterlo a vapor de agua a presión durante un corto período de tiempo, de modo que las altas temperaturas y presiones ablandan la madera y reducen considerablemente la resistencia al molido, pues la estructura interna se debilita, pues se hinchan las fibras de celulosa, produciendo un efecto de cuña sobre el tronco, y la lignina se reblandece, permitiendo un mejor acceso del agua a las fibras. Para valorar la conveniencia de este tratamiento previo es imprescindible conocer los recursos energéticos de los cuales se cuenta y aprovecharlos; es decir, si se cuenta con energía mecánica barata (la mencionada energía hidráulica), la aplicación de vapor previo supondrá un gasto no justificable con el ahorro energético en el molido, ya que este es nulo. Pero si por el contrario se disponen de corrientes de vapor a presión provenientes de otra parte del proceso que no son aprovechadas, o se dispone de una fuente barata de energía calorífica, tal como la geotérmica, se utilizarán estas corrientes para ahorrar trabajo de molido. Usualmente se llega a una solución de compromiso, realizando un estudio del grado de reblandecimiento de la madera en función del vapor aplicado, y del ahorro en el molido debido a este vapor, operándose entonces a valores económicamente óptimos.
La pulpa obtenida por este proceso produce papeles de baja calidad, los cuales eran usados antiguamente para papeles de baja exigencia en términos de resistencia mecánica y blancura, como eran los papeles de periódico de principios de siglo. Hoy en día, este tipo de pulpa ha de ser mezclado con al menos un 25% de pulpa de alta resistencia (pulpa semiquímica). Una gran ventaja que presenta este proceso es la posibilidad de variación de la producción en función de la demanda, pues al ser un proceso tan simple, no existen grandes problemas a la hora de la puesta en marcha y parada del proceso, al contrario de los procesos de producción en cadena continua. Hoy en día, la producción a partir de pulpa a partir de este método es muy reducida, empleándose sobre todo en pequeñas instalaciones de carácter artesanal, sobre todo debido a las malas condiciones del papel confeccionado, pues en términos globales de costo total del kilo de pulpa producida es relativamente bajo, pues aunque el molido consume mucha energía, es el único gasto importante de este proceso, pues no entraña el gasto en reactivos químicos, equipos de recuperación de materia y energía, tratamiento medioambiental de residuos producidos,... como es el caso de otros métodos de origen químico.