METODO PARA CONTROLAR LAS DEPOSICIONES DE BREA Y SUSTANCIAS PEGAJOSAS.

Método para inhibir la deposición de contaminantes orgánicos y aumentar la retención de brea en los sistemas de fabricación de papel y pulpa,

comprendiendo dicho método el tratamiento de los sistemas de fabricación de papel y pulpa con:

a) una hidroxietil celulosa modificada hidrófobamente; y

b) un polímero catiónico

Método para controlar las deposiciones de brea y sustancias pegajosas.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un método para eliminar o reducir los efectos perjudiciales resultantes de la deposición de contaminantes orgánicos sobre las superficies en los sistemas de procesado de papel. Más concretamente la invención es para el uso de combinaciones sinérgicas de hidroxietil celulosa modificada hidrófobamente y polímeros catiónicos para inhibir la deposición de contaminantes orgánicos sobre las superficies de los equipos de fabricación de papel.

La producción de papel es un proceso durante el que las fibras de celulosa (pulpa) aisladas de la madera o del papel reciclado son suspendidas en agua (pulpa líquida) y dirigidas a la sección de la tela de una máquina de papel donde el agua se drena a partir de la suspensión de pulpa para crear una banda de papel. Durante el proceso posterior de la banda de papel en la máquina de papel, el contenido de agua de la banda de papel se reduce a medida que se forma y se seca la hoja de papel. Mientras se produce el papel, diversos tipos diferentes de superficies de la máquina se ponen en contacto con la pulpa líquida, la banda de papel, la hoja de papel, así como el agua utilizada para transportar la pulpa líquida. El contacto con las superficies de la máquina de papel o los componentes de la misma puede resultar en la adherencia a, o la deposición sobre las superficies de algunos materiales orgánicos contaminantes presentes en el flujo del agua de proceso. Dentro de la producción de pulpa o instalaciones de procesado, las superficies expuestas incluyen los cuartos de selección y los apiladores. Las superficies en las partes de las máquinas de papel pueden hacerse de metal, granito, cerámica, mylar (poliéster biaxialmente-orientado de poli(tereftalato de etileno) (boPET)), poliéster, plástico, y otros materiales sintéticos. Tales superficies incluyen los cables de las máquinas, fieltros, laminillas, cajas Uhle (de vacío), componentes del headbox, rodillos prensa, rodillos transportadores de la tela, rodillos de calendario (o Anilox), rasquetas, y tambores y telas de secado. El funcionamiento apropiado de la máquina de papel requiere que las superficies estén razonablemente libres de depósitos de materiales contaminantes. Las expresiones "sistema de fabricación de papel" y "sistema de procesado de papel" pretenden incluir todos los procesos, incluyendo la producción de pulpa, que son parte de la producción de papel.

Los materiales contaminantes en un sistema de procesado de papel que se depositan sobre las superficies de los equipos de fabricación de papel generalmente se denominan brea o sustancias pegajosas. En el sentido más estricto, brea es un término utilizado para referirse a cualquier materia orgánica que se origina a partir de los extractos de la madera incluyendo los ácidos grasos y ésteres, ácidos de resinas, y esteroles. La brea que no se elimina en la fábrica de pulpa con elementos de lavado y/o limpieza se puede depositar en las superficies de los equipos de fabricación de papel. Los depósitos de brea pueden contener otros materiales como desespumantes, agentes encolantes, recubrimientos, componentes inorgánicos (es decir, carbonato de calcio, sílice, arcilla, magnesio, y/o titanio).

Si la fuente de la fibra de celulosa utilizada para producir papel es papel reciclado, los depósitos de materiales contaminantes pueden incluir materiales denominadas sustancias pegajosas. La fibra de celulosa del papel reciclado puede incluir cantidades significativas de impurezas termoplásticas que provienen de sobres autoadhesivos, látex de los recubrimientos, colas de aplicación en caliente (colas calientes), películas de polietileno, adhesivos sensibles a la presión, y ceras. Estas impurezas componen las sustancias pegajosas. Dependiendo de la fuente de la fibra de celulosa (pulpa en suspensión), en el mismo depósito pueden formarse sustancias pegajosas y brea. Un depósito de sustancias pegajosas puede incluir componentes de brea así como productos químicos utilizados en la fabricación de papel. El enfoque habitual para controlar las sustancias pegajosas es utilizar unos programas mecánicos y químicos. Los programas químicos están diseñados para controlar los contaminantes que no se eliminan del sistema durante la fase de flotación del proceso de destintado. Los productos químicos utilizados para controlar los contaminantes incluyen talco, polímeros, dispersantes y surfactantes.

La deposición de brea o sustancias pegajosas va en detrimento de la producción eficiente del papel y el funcionamiento de las fábricas de papel. La brea y/o las sustancias pegajosas se depositan sobre superficies expuestas a la pulpa líquida o al agua de proceso eliminada durante la formación de las hojas generando problemas de funcionamiento en los sistemas. Por ejemplo, las máquinas de papel modernas tienen una variedad de monitores de proceso como componentes integrales de la máquina de papel. Los depósitos de brea en los monitores de proceso pueden inutilizar estos componentes. Los depósitos de brea en los monitores de proceso pueden reducir la producción y provocar interrupciones en el funcionamiento de la fábrica de papel. Las sustancias pegajosas y la brea también pueden perjudicar a la calidad de la hoja de papel terminada. Parte de los depósitos puede eliminarse de una superficie contaminada, integrarse en la banda de papel, y formar manchas y otros defectos en la hoja. Los depósitos de sustancias pegajosas o brea en los rodillos pueden provocar defectos en la superficie del papel.

Las concentraciones bajas de partículas finas de brea o sustancias pegajosas que permanecen bien dispersas no crean un problema de deposiciones. Sin embargo, existe una tendencia de las partículas hidrófobas de aglomerarse en la interfaz aire-agua para formar agregados de material más grandes, que a continuación se depositan en los equipos de fabricación de papel. El grado en el que se depositan la brea o las sustancias pegajosas en una superficie está influenciado por las características de la brea o de las sustancias pegajosas y del sistema de procesado del papel. Las características o los factores de la brea o de las sustancias pegajosas incluyen la composición y la estabilidad de las partículas, el tamaño de las partículas, la tendencia de las partículas a depositarse y la cantidad de brea o sustancias pegajosas en los sistemas. Las características del sistema de procesado del papel que influyen en, o ayudan a determinar el grado de deposición de brea incluyen la naturaleza de la superficie, que incluye la afinidad de la superficie por la brea, la temperatura, el pH, la fuente de la fibra, y el grado de reciclado del agua dentro de la fábrica de papel.

Los programas de control de brea y sustancias pegajosas son específicos del sistema debido a la singularidad de cada fábrica de papel. Una estrategia de control de brea típica puede comenzar con la adición de surfactantes no iónicos o aniónicos que estabilizan la forma coloidal de la brea en el agua blanca. El objetivo de añadir un producto químico estabilizante es preservar la forma coloidal de la brea evitando de ese modo que se formen grandes aglomeraciones y se depositen en las superficies de la máquina de papel. Si algún coloide de brea forma grandes aglomeraciones o se deposita en las superficies, se pueden utilizar surfactantes fuertemente aniónicos (denominados dispersantes) para dispersar la brea. Un aspecto negativo del uso de dispersantes es que pueden interferir con algunos productos químicos funcionales como los aditivos utilizados para retener la brea en estado coloidal en la hoja de papel y en el encolado.

Hacer que las partículas de brea y sustancias pegajosas sean menos propensas a depositarse es sólo un aspecto de un programa de control adecuado. En muchos sistemas de fabricación de papel, la brea y las sustancias pegajosas deben eliminarse del flujo del proceso para que continúe la producción de papel. Eliminar la brea o las sustancias pegajosas de un sistema de procesado de papel evitará que las concentraciones de estos contaminantes aumenten hasta el punto de que la deposición se vuelva problemática. Una estrategia común para eliminar los coloides de brea o de sustancias pegajosas de los sistemas es unir los coloides a las fibras de papel alimentando el agua de proceso de la fabricación de papel con determinados aditivos químicos que facilitarán que la brea se asocie a las fibras de papel mediante una unión directa o indirecta.