Un método para la producción de pasta química por digestión (cocción) de material de lignocelulosa de fibra corta con el uso de un cierto perfil creciente,

una cierta temperatura máxima, un cierto tiempo a esta temperatura máxima y un cierto contenido de reactivos de cocción, por los que la pasta en asociación con el final de la digestión es analizada con respecto al menos a dos propiedades de las fibras de la pasta, una de las cuales está constituida por el contenido en lignina de estas, caracterizado porque se determina también el contenido de carbohidratos fácilmente solubles en las fibras de la pasta, contenido que tiene una influencia sobre varias propiedades de la pasta y del papel fabricado a partir de la pasta, y porque el control de los parámetros de cocción especificados anteriormente está basado, en primer lugar, principalmente, en el contenido de carbohidratos fácilmente solubles, y en segundo lugar, de manera secundaria, en el contenido de lignina, y en este caso, preferiblemente, de una manera que es aproximada, aunque, no obstante, siempre tomando ambos contenidos en consideración

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Campo técnico

La presente invención se refiere a un método en la producción de pasta química mediante la digestión (cocción) de material de lignocelulosa de fibra corta, en particular se refiere a un método para controlar el procedimiento de digestión de tal modo que el papel fabricado a partir de la pasta muestra de manera consistente una calidad uniforme con respecto a una o varias propiedades que son importantes para diferentes tipos de papel.

El concepto de pasta química comprende la digestión del material de lignocelulosa bien bajo condiciones ácidas o bien alcalinas. Un ejemplo de una pasta del primer tipo es la pasta al sulfito, mientras que los ejemplos del segundo tipo son la pasta al sulfato, la pasta al polisulfuro y la pasta a la sosa, en la que el material de lignocelulosa es digerido únicamente con hidróxido de sodio, o bien este producto químico es suplementado por un aditivo, tal como, por ejemplo, antraquinona.

Hay muchos materiales de lignocelulosa, y se pueden clasificar como materiales de fibra larga y materiales de fibra corta. Es durante la digestión de material de fibra corta donde se puede usar la presente invención. El material de lignocelulosa que predomina como materia prima cuando se produce pasta es la madera de los árboles. Los ejemplos de tipos de árboles que muestran madera de fibra corta son los árboles de hoja caduca, en particular el abedul, haya, álamo temblón, roble, eucalipto, etc.

Técnica anterior

Los métodos de control conocidos en la actualidad para la producción de, por ejemplo, pasta al sulfato, se centran en que la pasta, después de la digestión, tenga un cierto contenido de lignina, medido a menudo como un valor kappa. En el tiempo en que se desarrollaron estos métodos de control, la concentración se centró en la producción de pasta al sulfato a partir de madera de coníferas, tal como madera de pino y de picea. La propiedad dominante de la pasta era, y todavía es, su resistencia. El productor está satisfecho si es posible producir una pasta final, incluyendo pastas que tengan un alto brillo, con una resistencia relativamente alta. El grado hasta el que progresa la digestión y deslignificación, es decir, el valor kappa que se alcanza, varía. Depende de factores tales como el tipo de pasta al sulfato que se está produciendo, es decir, el uso al que se va a destinar la pasta, y de la materia prima de madera. Además, se alcanza un equilibrio con respecto a cuánta de la lignina original de la madera va a ser retirada durante la digestión, y cuánta va a ser retirada durante las etapas de deslignificación en la planta de blanqueo. Los aspectos medioambientales hacen preferible permitir que la digestión tenga lugar hasta una etapa avanzada, dado que en este caso es fácil de manejar la lignina disuelta (y fragmentos de lignina) en el licor de cocción gastado, que se quema en un hervidor de sosa después de la evaporación. Está, sin embargo, el constante requerimiento primordial de que la resistencia de la pasta se debe mantener en la medida de lo posible.

Con respecto al control de la producción de pasta al sulfato a partir de madera de árboles de hoja caduca, tales como el abedul, las ideas desarrolladas para el control de la producción de pasta al sulfato a partir de madera de coníferas, tales como el pino, han sido, sencillamente, adoptadas por completo.

Si bien la resistencia de la pasta al sulfato de fibra corta es significativa para el fabricante de papel, esta propiedad no es tan dominante como lo es cuando se considera la pasta al sulfato de fibra larga. Las propiedades de la pasta al sulfato de fibra corta que son igual de importantes son su batibilidad, porosidad, etc., y sus propiedades químicas, tales como, por ejemplo, el contenido de restos que muestran carga, etc. El papel tiene varias resistencias diferentes, los ejemplos de tales son la resistencia a la tracción y la resistencia al rasgado. La resistencia a la tracción se mide como índice de tracción. Una propiedad relacionada para la que también tiene una influencia la rigidez del papel se mide como su índice de rigidez de tracción. La resistencia al rasgado se mide como índice de rasgado. La resistencia Z muestra la resistencia del papel contra la deslaminación, es decir, la resistencia del papel en una dirección vertical. Además, está la resistencia al estallido, que se mide por el índice de estallido. Este describe cómo resiste el papel una fuerza que es dirigida hacia el papel desde abajo. Puede ser la resistencia al rasgado la que sea importante para ciertos tipos de papel, y el valor del índice de rasgado es de mayor significación en estos casos, mientras que para ciertos otros tipos de papel puede ser la resistencia a la tracción la que sea la de mayor significación. La resistencia es de importancia secundaria para un grupo grande de tipos de papel, como se ha especificado previamente, y son otras propiedades físicas o las propiedades químicas, o ambas, las que son más importantes para estos tipos de papel.

Los parámetros de gran significación para el productor de pasta son el rendimiento de cocción y el brillo de la pasta después de la digestión. El término rendimiento de cocción se usa para denotar cuánto del material de lignocelulosa original permanece en la forma de pasta después de la digestión, calculado como un porcentaje en peso. El brillo de la pasta depende en parte del contenido de lignina de la pasta, el cual es especificado por un valor kappa. También la viscosidad de la pasta tiene una cierta significación para el productor de pasta, y también este parámetro depende en parte, de manera similar, del contenido de lignina de la pasta. La regla principal es que la viscosidad disminuye con el valor kappa. Hay, en ciertas condiciones, una correlación entre la viscosidad de la pasta y la resistencia del papel que se fabrica a partir de la pasta. Se conocen métodos para controlar la digestión de materiales

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lignocelulósicos de, por ejemplo, la solicitud de patente europea EP 1528148 A2, la solicitud de patente de EE.UU. 20030178164 A1, la solicitud de patente de EE.UU. 4853084 A y la patente alemana DE 1965530 C1.

Descripción de la invención

Problema técnico

Para los métodos de control conocidos en la actualidad para la digestión de material de lignocelulosa de fibra corta, el centro de atención ha estado en que las fibras de pasta después de la digestión van a contener una cierta cantidad de lignina, medida, por ejemplo, por el valor kappa. Se ha probado darse el caso de que dos pastas con el mismo valor kappa, es decir, con el mismo contenido de lignina, después de la digestión y en su condición final, y usadas para la fabricación de papel, a menudo dan lugar a dos papeles con propiedades diferentes. Una o varias de las propiedades es o son de la mayor significación para cada tipo de papel, y es un problema principal para el fabricante de papel el que las pastas entregadas en ocasiones diferentes den lugar a variaciones, que pueden ser grandes, en la propiedad o propiedades particulares del papel producido.

La solución

Este problema se soluciona mediante el uso de la presente invención, que se refiere a un método para la producción de pasta química mediante la digestión (cocción) de material de lignocelulosa de fibra corta durante el uso de un cierto perfil creciente, una cierta temperatura máxima y un cierto tiempo a esta temperatura, y un cierto contenido de reactivos de cocción, por lo cual la pasta en asociación con la digestión completada se analiza con respecto al menos a dos propiedades de las fibras de pasta, una de las cuales está constituida por el contenido de lignina de estas, caracterizada porque se determina también el contenido de carbohidratos fácilmente solubles en las fibras de pasta, contenido que tiene significación para diversas propiedades de la pasta y del papel fabricado a partir de la pasta, y porque el control de los parámetros de cocción especificados anteriormente, en primer lugar, principalmente, está basado en el contenido de carbohidratos fácilmente solubles, y en segundo lugar, de manera secundaria, está basado en el contenido de lignina, y en este caso, preferiblemente, de una manera aproximada, a la vez que se conserva siempre la consideración de los dos niveles de contenido.

El método de control en cuestión es principalmente útil para la digestión de material de lignocelulosa bajo condiciones alcalinas... [Seguir leyendo]

1. Un método para la producción de pasta química por digestión (cocción) de material de lignocelulosa de fibra corta con el uso de un cierto perfil creciente, una cierta temperatura máxima, un cierto tiempo a esta temperatura máxima y un cierto contenido de reactivos de cocción, por los que la pasta en asociación con el final de la digestión es analizada con respecto al menos a dos propiedades de las fibras de la pasta, una de las cuales está constituida por el contenido en lignina de estas, caracterizado porque se determina también el contenido de carbohidratos fácilmente solubles en las fibras de la pasta, contenido que tiene una influencia sobre varias propiedades de la pasta y del papel fabricado a partir de la pasta, y porque el control de los parámetros de cocción especificados anteriormente está basado, en primer lugar, principalmente, en el contenido de

10 carbohidratos fácilmente solubles, y en segundo lugar, de manera secundaria, en el contenido de lignina, y en este caso, preferiblemente, de una manera que es aproximada, aunque, no obstante, siempre tomando ambos contenidos en consideración.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque la digestión tiene lugar en condiciones alcalinas.

3. El método según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la digestión tiene lugar según el método del 15 sulfato, es decir, de tal modo que se produce pasta al sulfato.

4. El método según las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el contenido de carbohidratos fácilmente solubles en las fibras se determina mediante las fibras de pasta que se ponen en una disolución de hidróxido de sodio con una concentración de 1 -10%, preferiblemente 5%.

5. El método según las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el contenido de carbohidratos fácilmente

20 solubles en las fibras se determina de una manera indirecta por medio de espectroscopía NIR (Infrarrojo Cercano).

6. El método según las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el contenido de lignina en las fibras se determina como un valor kappa de una manera indirecta por medio de espectroscopía NIR (Infrarrojo Cercano).

7. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el rendimiento de cocción (Y), que está relacionado

25 con la cantidad medida de carbohidratos fácilmente solubles, se selecciona como dominante en el control de la cocción junto con los parámetros de cocción: temperatura máxima (T) en ºC, tiempo (t) en minutos a la temperatura máxima, factor H, y productos químicos de cocción cargados en la forma de álcali eficaz (EA) en porcentaje en peso (%), y el contenido de álcali eficaz (EA) durante la digestión.

8. El método según las reivindicaciones 1 y 7, caracterizado porque el control de la cocción está basado en un mantenimiento del rendimiento de cocción Y calculado, y tiene lugar según la siguiente descripción en el caso de un cambio en la producción, el rendimiento de cocción para las condiciones de funcionamiento actuales se determina a partir del contenido de carbohidratos fácilmente solubles en la pasta en la forma de análisis del R5 y donde la carga de EA experimentada de las astillas de madera a un rendimiento de Y es descrita por:

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

y el nuevo rendimiento de cocción en el caso de un cambio en la condición de funcionamiento a la carga de EA relevante es descrito por:

**(Ver fórmula)**

y para volver al rendimiento de cocción original, la carga de álcali eficaz EA es cambiada de acuerdo con:

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

y donde la carga de EA es descrita por:

**(Ver fórmula)**

15 y cuando el valor R5 medido muestra que el rendimiento de cocción ha sido cambiado de Y1 a Y2, entonces la carga de álcali eficaz EA es compensada mediante el cálculo por medio de la ecuación inmediatamente precedente, según:

**(Ver fórmula)**

20 y donde las constantes a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3, d1, d2 y d3 se determinan empíricamente.