Donadores de aldehído para la estabilización de peróxidos en aplicaciones de fabricación de papel.

Un método para estabilizar peróxido de hidrógeno en una suspensión de agua que comprende materia orgánica comprende la fibra de madera y adyuvantes,

el método comprende las etapas de:

(a) añadir peróxido de hidrógeno a la suspensión; y

(b) añadir un donador de aldehído selecciona de imidazolidinilurea, Quaternium-15, diazolidinilurea, bromonitropropanodiol, metenamina, 6-bromo-5-nitro-1, 3-dioxano, hidroximetilglicinato de sodio, 3, 5-dimetil1, 3, 5, 2H-tetrahidrotiadiacino-2-tiona, hexahidro-1, 3, 5-tris (2-hidroxietil) triazina, hexahidro-1, 3, 5-trietil-s-triazina, polimetoxioxazolidina bicíclica, sulfato de tetracis (hidroximetil) fosfonio, metilolhidantoínas, y cualquier combinación de cualquiera de los anteriores a la suspensión.

Donadores de aldehído para la estabilización de peróxidos en aplicaciones de fabricación de papel La presente invención se refiere al uso de donadores de aldehído, tales como 1, 3-bis (hidroximetil) -5, 5dimetilhidantoína, para estabilizar peróxidos en soluciones acuosas; y en particular, en lodos de agua de circulación, en aplicaciones de fabricación de papel.

El blanqueo de fibras de madera implica frecuentemente el uso de peróxidos, tales como peróxido de hidrógeno. Sin embargo, el peróxido de hidrógeno se descompone fácilmente por la catalasa, una enzima que se encuentra frecuentemente en el agua reciclada (es decir, el agua procedente del procesamiento de papel reciclado) . La mayoría de las bacterias aeróbicas sintetizan enzimas degradadoras de peróxido (por ejemplo, la catalasa y la peroxidasa) , de ciertas hidroxilaminas y sus derivados de alquilo, incluyendo como defensa contra peróxidos productores de radical libre, que se forman durante la respiración de la célula. En un ambiente de agua blanca de fábrica de papel, las temperaturas y la disponibilidad de nutrientes favorecen el desarrollo bacteriano. La presencia de peróxido de hidrógeno estimula las bacterias para que generen catalasa para destruirlo; algunas veces, suficiente para impedir o imposibilitar una etapa de tratamiento con peróxido de hidrógeno. Como resultado, la estabilidad del peróxido es limitada y se reduce la efectividad del blanqueo. Las condiciones de procesamiento de papel reciclado, el desentintado y el blanqueo, conducen especialmente a la degradación enzimática del peróxido.

Algunos de los métodos empleados para estabilizar el peróxido de hidrógeno incluyen tratamientos con biocidas (por ejemplo, tratamiento con ácido peracético) , el uso de elevadas dosis de peróxido de hidrógeno, y el blanqueo de maceración.

La patente estadounidense No. 5, 728, 263 describe el uso de dialdehídos y sus acetales, como glutaraldehído, para inhibir la descomposición del peróxido en el tratamiento de pulpas recicladas y otras pulpas de fibra. Se incrementa la estabilidad del peróxido de hidrógeno al añadir glutaraldehído. Sin embargo, el glutaraldehído tiene un deficiente perfil de seguridad, y son necesarias concentraciones elevadas de él para inhibir la descomposición del peróxido.

La patente estadounidense No. 5, 885, 412 describe el uso de ciertas hidroxilaminas y sus derivados de alquilo, incluyendo sulfato de hidroxilamonio, ácido ascórbico y ácido fórmico, que suprimen o inhiben la degradación del peróxido de hidrógeno por las enzimas, como las peroxidasas y las catalasas, durante el bloqueo de fibras de celulosa, y no afectan los microorganismos.

La publicación de patente de la Gran Bretaña No. 2, 269, 191 describe el uso de un perácido que tiene un efecto desinfectante sobre los microorganismos productores de catalasa, a valores de pH neutro o ácidos.

La patente estadounidense No. 4, 908, 456 enseña el uso de hidantoína metilolada, especialmente 1, 3-dimetiloI-5, 5dimetilhidantoína (DMDMH) , como agente antimicrobiano.

La patente estadounidense No. 5, 405, 862 enseña la preparación de composiciones de DMDMH con bajo contenido de formaldehído libre, que son usadas en cantidades biocidamente efectivas, en cualquier medio en el que se quiera retardar el desarrollo microbiano.

Hay necesidad de un método para estabilizar el peróxido de hidrógeno en presencia de catalasa y de otras enzimas degeneradoras de peróxido, que no sea peligroso.

La presente invención es un método para estabilizar peróxido de hidrógeno en una solución acuosa, tal como una suspensión de agua de circulación, que comprende peróxido, por ejemplo, peróxido de hidrógeno. La solución acuosa puede incluir material orgánico. El método comprende añadir a la solución (o suspensión) un donador de aldehído, tal como metilolhidantoína. Los inventores han descubierto que los donadores de aldehído reducen significativamente la descomposición del peróxido de hidrógeno por la catalasa y otras enzimas que descomponen el peróxido, que frecuentemente se encuentran presentes en el papel reciclado. Como resultado es necesario añadir menos peróxido de hidrógeno a una solución para blanquear efectivamente el material orgánico contenido en la solución. Además, los donadores de aldehído son seguros de manejar y de costo efectivo.

Otra modalidad es un método para blanquear papeles reciclados en una suspensión acuosa circulante, que comprende material orgánico. El método comprende añadir a la suspensión peróxido de hidrógeno y un donador de aldehído.

Otra modalidad más es un método para inhibir la catalasa y/o enzimas diferentes que descomponen el peróxido, en una solución acuosa, tal como una suspensión acuosa circulante, que comprende añadir a la solución acuosa un donador de aldehído.

Una modalidad adicional es un método para estabilizar un peróxido en una solución acuosa, que comprende mantener en la solución acuosa una cantidad efectiva, estabilizadora de peróxido, de por lo menos un donador de aldehído.

Otra modalidad adicional es un método para inhibir la catalasa y/o enzimas diferentes que descomponen el peróxido, en una solución acuosa, tal como una suspensión acuosa circulante, que comprende mantener en la solución acuosa una cantidad efectiva, inhibidora de la enzima que descompone el peróxido, de por lo menos un donador de aldehído.

En cualquiera de las modalidades identificadas, el término "aproximadamente" o "alrededor de" significa dentro del cincuenta por ciento, de preferencia dentro del veinticinco por ciento y, con más preferencia dentro del diez por ciento, de un valor o una escala dados. Alternativamente, el término "aproximadamente" o "alrededor de" significa, dentro de un error estándar aceptable de la media, cuando es considerado por quien tenga experiencia ordinaria en la materia.

La presente invención provee un método para estabilizar un peróxido, como peróxido de hidrógeno, en una solución acuosa que comprende el peróxido. El método comprende añadir a, o mantener en, la solución acuosa, un donador de aldehído. En general se añade el peróxido a la solución en la forma de una solución blanqueadora.

La solución acuosa puede ser (i) una suspensión acuosa circulante que comprende material orgánico; o (ii) un agua de dilución para suspensión. En general, el agua de dilución para suspensión contiene, si acaso, poca materia orgánica (menos de 0.2 por ciento en peso) . Frecuentemente se añade aguas de dilución para suspensión, para diluir o formar soluciones que contienen materia orgánica, especialmente a pulpa. Adicionalmente, se recupera frecuentemente agua de dilución de suspensión de las suspensiones de agua circulante que contienen materia orgánica, por medio de métodos conocidos en la técnica.

El término "donador de aldehído", tal como se usa aquí, es definido como cualquier material que no sea un aldehído pero que, por dilución acuosa, libera un compuesto que da reacciones positivas con reactivos que identifican el aldehído; es decir, un compuesto que puede identificar los grupos aldehído. En general el compuesto liberado tiene la fórmula:

en la que R es cualquier grupo funcional. En otras palabras, el término "donador de aldehído" incluye cualquier compuesto que no sea un aldehído pero que, cuando es hidrolizado, forma un aldehído o un compuesto que da reacciones positivas con reactivos identificadores de aldehído. Los ejemplos de reactivos identificadores de aldehído incluyen, pero sin limitación a ellos, una solución de Benedicts, un reactivo de Tollens y acetilacetona.

Los donadores de aldehído adecuados incluyen, pero sin limitación a ellos: imidazolidinilurea, Quaternium-15, diazolidinilurea, bromonitropropanodiol, metenamina, 6-bromo-5-nitro-1, 3-dioxano, hidroximetilglicinato de sodio, 3, 5dimetil-1, 3, 5, 2H-tetrahidro-tiadiacino-2-tiona, hexahidro-1, 3, 5-tris (2-hidroxietil) triazina, hexahidro-1, 3, 5-trietil-striazina, polimetoxi-oxazolidina bicíclica, sulfato de tetracis (hidroximetil) fosfonio, metilolhidantoínas, y cualquier combinación de cualesquiera de los anteriores.

Los donadores de aldehído preferidos incluyen, pero sin limitación aellos: metilhidantoínas, como monometiloldimetilhidantoínas (MMDMH) , dimetiloldimetilhidantoínas (DMDMH) , y cualquier combinación de cualesquiera de las anteriores. Los ejemplos de metilolhidantoínas incluyen, pero sin limitación a ellas:... [Seguir leyendo]

1. Un método para estabilizar peróxido de hidrógeno en una suspensión de agua que comprende materia orgánica comprende la fibra de madera y adyuvantes, el método comprende las etapas de:

(a) añadir peróxido de hidrógeno a la suspensión; y

(b) añadir un donador de aldehído selecciona de imidazolidinilurea, Quaternium-15, diazolidinilurea, bromonitropropanodiol, metenamina, 6-bromo-5-nitro-1, 3-dioxano, hidroximetilglicinato de sodio, 3, 5-dimetil1, 3, 5, 2H-tetrahidrotiadiacino-2-tiona, hexahidro-1, 3, 5-tris (2-hidroxietil) triazina, hexahidro-1, 3, 5-trietil-s-triazina, polimetoxioxazolidina bicíclica, sulfato de tetracis (hidroximetil) fosfonio, metilolhidantoínas, y cualquier combinación de cualquiera de los anteriores a la suspensión.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde se selecciona la metilolhidantoína de 1-hidroximetil5, 5-dimetilhidantoína, 3-hidroximetil-5, 5-dimetilhidantoína, y 1, 3-bis (hidroximetil) -5, 5-dimetilhidantoína.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la metilolhidantoína es una mezcla de 1-hidroximetil5, 5-dimetilhidantoína, 3-hidroximetil-5, 5-dimetilhidantoína, 1, 3-bis (hidroximetil) -5, 5-dimetilhidantoína, y 5, 5dimetilhidantoína.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, en donde la mezcla tiene una concentración de formaldehído libre de menos del 0.2 por ciento en peso, con base en el 100 por ciento del peso de la mezcla.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la concentración de donador de aldehído mantenida en la suspensión es de 1 a 5, 000 ppm.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la concentración de donador de aldehído mantenida en la suspensión es de 30 a 200 ppm.

7. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la concentración de donador de aldehído mantenida en la suspensión es de 60 a 120 ppm.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se añade el donador de aldehído a la suspensión como una solución acuosa.

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la concentración de peróxido de hidrógeno mantenida en la suspensión es de 10 a 10, 000 ppm.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde la concentración de peróxido de hidrógeno mantenida en la suspensión es de 100 a 1, 000 ppm.

11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la suspensión acuosa es una suspensión de agua de circulación.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la suspensión comprende de 0.2 a 18 por ciento en peso de materia orgánica, con base en el 100 por ciento del peso total de la suspensión.

13. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fibra de madera es derivada de papel reciclado.

14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la materia orgánica es de 90 a 99 por ciento en peso de la fibra de madera, con base en el 100 por ciento del peso total de la materia orgánica.