Método de blanqueamiento de pulpas químicas de papel mediante tratamiento final de ozono a alta temperatura.

Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada, que comprende una etapa de tratamiento deozono de dicha pulpa,

llevada a cabo a una temperatura superior a 60ºC pero no superior a 100ºC, ventajosamentesuperior a 65ºC y todavía más ventajosamente superior o igual a 70ºC.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/063743.

Solicitante: ITT MANUFACTURING ENTERPRISES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1105 NORTH MARKET STREET, SUITE 1217 WILMINGTON, DE 19801 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: RIED, ACHIM, PIPON,GUILLAUME, LACHENAL,DOMINIQUE, CHIRAT,CHRISTINE, HOSTACHY,JEAN-CHRISTOPHE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • D21C9/153 SECCION D — TEXTILES; PAPEL.D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA.D21C PRODUCCION DE CELULOSA POR ELIMINACION DE SUSTANCIAS NO CELULOSICAS DE LAS MATERIAS QUE CONTIENEN LA CELULOSA; REGENERACION DE LIQUIDOS RESIDUALES; APARATOS PARA ESTE EFECTO.D21C 9/00 Post-tratamiento de la pasta de celulosa, p. ej. de la pasta de madera, o de las borras de algodón. › con ozono.

PDF original: ES-2392063_T3.pdf

 

Método de blanqueamiento de pulpas químicas de papel mediante tratamiento final de ozono a alta temperatura.

Fragmento de la descripción:

Método de blanqueamiento de pulpas químicas de papel mediante tratamiento final de ozono a alta temperatura

Campo técnico

La invención se refiere al blanqueamiento de pulpas químicas de papel, en particular pulpas Kraft o de sulfito.

En el contexto de la presente invención, se ha demostrado que la implementación de un tratamiento de ozono, realizado a temperatura elevada al final de la secuencia de blanqueamiento, sirve en particular para incrementar el brillo de la pulpa sin reducir su calidad.

Técnica anterior

En el método de producción de pulpas químicas de papel blanqueadas, una primera etapa denominada deslignificación consiste en la eliminación de la mayor parte de la lignina presente en la pulpa. Esta operación, convencionalmente llevada a cabo mediante tratamiento químico con oxígeno (O) , se ve inherentemente acompañada de un blanqueamiento de la pulpa debido al agotamiento de la lignina marrón.

La etapa siguiente, denominada blanqueamiento, consiste en la eliminación de la lignina residual por completo, de manera que se conserve únicamente la fracción de "hidratos de carbono" perfectamente blanca (celulosa y hemicelulosa) .

En general, las pulpas químicas de papel se blanquean utilizando una sucesión de tratamientos, denominada secuencia de blanqueamiento, utilizando reactivos tales como el dióxido de cloro (D) , el peróxido de hidrógeno (P) , la sosa cáustica (P) y nuevamente oxígeno (O) .

Por ejemplo, un método moderno y simple para producir pulpa química blanqueada puede comprender la totalidad de las cuatro etapas, ODED.

El rendimiento del blanqueamiento puede mejorarse mediante la adición de etapas adicionales, o mediante refuerzo de las etapas E mediante la adición de oxígeno (O) o de peróxido de hidrógeno (P) . De esta manera, también se encuentran en la industria métodos para producir pulpa química blanqueada del tipo OD (EO) D, OD (EP) D, OD (EO) DED, OD (EO) DP, D (EO) D (EP) D, etc.

Desde 1992 se ha añadido ozono (Z) a la lista de reactivos utilizados en el blanqueamiento de la pulpa química. El ozono es un agente oxidante altamente efectivo para la lignina. Sin embargo, es un reactivo que se descompone rápidamente en medio acuoso, y que puede oxidar parcialmente la celulosa, requiriendo un control muy preciso de sus condiciones de utilización.

Lo anterior ha sido puesto en práctica en las treinta plantas en todo el mundo que han introducido etapas de ozono en su secuencia de blanqueamiento. Se implementan diversas secuencias, en las que la etapa de ozono en todos los casos se sitúa al inicio del blanqueamiento, es decir, generalmente después de la deslignificación con oxígeno, tal como, por ejemplo, en los métodos OZED, OZDED y OOZDED. En otras palabras, el tratamiento de ozono tiene lugar antes de la extracción alcalina (E) , que puede asumir la forma E o EOP o EO o EP.

Se han llevado a cabo varias investigaciones con el fin de identificar las condiciones de utilización que favorecen la acción blanqueante del ozono en este tipo de método.

De esta manera, en la revisión TAPPI JOURNAL de enero de 1992, un artículo titulado "A survey of the use of ozone in bleaching pulps" [Un estudio de la utilización del ozono en el blanqueamiento de pulpas], de N. Liebergott et al., resume las condiciones bajo las que debe utilizarse el ozono para el blanqueamiento de pulpas. En dicho artículo se indica en particular que para obtener un blanqueamiento óptimo, el pH del medio debe ser ácido, preferentemente de aproximadamente 2, y principalmente, la temperatura también debe ser tan baja como resulte posible, próxima a 20ºC, para evitar una descomposición excesiva del ozono, consiguiendo de esta manera una mejor degradación de la lignina. Según esta enseñanza, por lo tanto, el tratamiento de ozono se lleva a cabo en las primeras etapas de blanqueamiento, denominadas preblanqueamiento, a una temperatura reducida.

En artículos más recientes, tales como el publicado en la revisión TAPPI JOURNAL de septiembre de 1997 (vol. 80, nº 9, páginas 209 a 214) , se ha propuesto la utilización del ozono al final del blanqueamiento. La aplicación de una etapa de ozono en una pulpa incompletamente blanqueada, y que por lo tanto contiene lignina residual, provoca la desaparición prácticamente instantánea de esta lignina, resultando en un rápido incremento del brillo de la pulpa. Aunque el método descrito es espectacular, sólo sirve para ganar 2 a 3 puntos porcentuales de brillo en la mayoría de casos, en caso de que se desee evitar la aplicación de una cantidad excesiva de ozono y la degradación de la El documento WO nº 2005/059241 también informa de un tratamiento de ozono llevado a cabo a una temperatura de entre 20ºC y 60ºC, aunque antes de la extracción alcalina, y necesariamente asociado a una etapa previa de acidificación a temperatura muy elevada. Tampoco recomienda exceder dichas temperaturas porque a temperaturas superiores a estos niveles se ha informado de la degradación de la pulpa (pérdida de viscosidad) y de una reducción de la eficiencia. Además, la totalidad de los ejemplos se refieren a pulpas que presentan niveles de brillo muy bajos y números kappa altos.

Descripción resumida de la invención

El objetivo de la presente invención es proponer un tratamiento de ozono más eficiente, sin incrementar la cantidad de ozono que debe introducirse ni dañar el material tratado.

De esta manera, la presente invención se refiere a un método para tratar una pulpa química preblanqueada, que comprende una etapa de tratamiento de ozono de dicha pulpa, llevada a cabo a temperatura elevada.

De hecho, inesperadamente se ha encontrado que, en el caso de que la temperatura del tratamiento de ozono se eleve a más de 20ºC, la acción del ozono resulta más efectiva, al contrario de las enseñanzas de la técnica anterior, que indicaban que a mayor temperatura, menor actividad del ozono.

Según la invención, dicha etapa se lleva a cabo ventajosamente a una temperatura superior a 60ºC, ventajosamente superior a 65ºC, y todavía más ventajosamente superior o igual a 70ºC.

Según una realización preferente, el tratamiento de ozono se lleva a cabo a una temperatura de entre 80ºC y 90ºC. En la práctica, resulta preferible una temperatura de aproximadamente 80ºC, con el fin de aprovechar la invención sin comprometer los balances energéticos de la planta y sin que resulte necesario trabajar bajo presión.

Además, el tratamiento de ozono se lleva a cabo a una temperatura no superior a 100ºC.

Las pulpas químicas de papel destinadas al tratamiento utilizando el método según la invención son pulpas de maderas duras y de maderas blandas, y también pulpas que no son de madera, tales como las de plantas anuales. El método de la invención también sirve para tratar las pulpas tras la cocción kraft, al sulfito y a la sosa.

El método según la invención se lleva a cabo tras la etapa de deslignificación y tras las primeras etapas convencionales de la secuencia de blanqueamiento. Por lo tanto, se lleva a cabo con una pulpa denominada pulpa preblanqueada.

Más concretamente, el hecho de que una pulpa química haya sido preblanqueada puede evaluarse según su nivel de brillo y/o su contenido de lignina residual.

De esta manera, el método inventivo se lleva a cabo ventajosamente con una pulpa que presenta un nivel de brillo superior a 70%, ventajosamente superior a 80%, y preferentemente próximo a 85%. El nivel de brillo se determina según el estándar NF ISO 3688.

Un segundo criterio referente a la elección de pulpas preblanqueadas que deben tratarse utilizando el método inventivo es el contenido de lignina residual. Ventajosamente, el método inventivo se lleva a cabo con una pulpa cuyo número kappa, correlacionado con el contenido de lignina residual de la pulpa, es inferior a 2, 5, ventajosamente inferior a 2, y preferentemente inferior a 1. Estos valores deben compararse con el número kappa de las pulpas no blanqueadas, que generalmente es de entre 20 y 30. El estándar utilizado para el número kappa es el estándar NF ISO 302.

El método inventivo se lleva a cabo ventajosamente con pulpas que cumplen por lo menos uno de dichos dos criterios (brillo y número kappa) , o incluso ambos.

Según una realización,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada, que comprende una etapa de tratamiento de ozono de dicha pulpa, llevada a cabo a una temperatura superior a 60ºC pero no superior a 100ºC, ventajosamente superior a 65ºC y todavía más ventajosamente superior o igual a 70ºC.

2. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según la reivindicación 1, caracterizado poque la etapa de tratamiento de ozono se lleva a cabo a una temperatura de entre 80ºC y 90ºC, ventajosamente a una temperatura próxima a 80ºC.

3. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la pulpa química preblanqueada presenta un nivel de brillo superior a 70%, ventajosamente superior a 80% y preferentemente próximo a 85%.

4. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquier de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pulpa química preblanqueada presenta un contenido de lignina residual correspondiente a un número kappa inferior a 2, 5, ventajosamente inferior a 2, y preferentemente inferior a 1.

5. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad de ozono utilizada en la etapa de tratamiento de ozono es de entre 0, 01% y 0, 5% en peso, ventajosamente de entre 0, 05% y 0, 2% en peso de la pulpa seca.

6. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa de tratamiento de ozono se lleva a cabo a un pH de entre 2 y 10, ventajosamente de entre 4 y 8.

7. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa de tratamiento de ozono se lleva a cabo en una pulpa con una consistencia de entre 1% y 45%.

8. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa de tratamiento de ozono se lleva a cabo directamente después de la etapa final de blanqueamiento, sin lavado intermedio.

9. Método de tratamiento de una pulpa química preblanqueada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pulpa química es una pulpa kraft o de sulfito.


 

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