Tratamiento y procedimiento de pasta papelera.

Un procedimiento para producir pasta de madera química que incluye el paso de aplicar un paso de la tecnología deprocesado con electrones (EPT) caracterizado porque no se toma medición de DP con posterioridad a una etapa decocción/digestión aparte de la que se necesite para controlar dicha etapa [DP(0)],

el paso de EPT se aplica a la pasta demadera química sobre una base en la línea para proporcionar control de la viscosidad o grado de polimerización (DP) dela pasta papelera y el paso de EPT es de una dosis de radiación fija que se aplica para alcanzar una viscosidad deproducto final seleccionada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ZA2002/000032.

Solicitante: SAPPI LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Sudáfrica.

Dirección: 6TH FLOOR, SAPPI HOUSE, 48 AMESHOFF STREET, BRAAMFONTEIN 2017 JOHANNESBURG AFRICA DEL SUR.

Inventor/es: GRAVESON, IAN, WEIGHTMAN,DEREK ANDREW, MOBIUS,HEINZHORST.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08B1/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08B POLISACARIDOS; SUS DERIVADOS (polisacáridos que contienen menos de seis radicales sacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos C07H; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas C12P 19/00; producción de celulosa D21). › Tratamiento preparatorio de celulosa para producir sus derivados.
  • C08B1/08 C08B […] › C08B 1/00 Tratamiento preparatorio de celulosa para producir sus derivados. › celulosa alcalina.
  • C08B9/00 C08B […] › Preparación de xantato de celulosa o viscosa.
  • D21C9/00 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.Post-tratamiento de la pasta de celulosa, p. ej. de la pasta de madera, o de las borras de algodón.

PDF original: ES-2386772_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Tratamiento y procedimiento de pasta papelera

Introducción

Esta invención se refiere al tratamiento y procedimiento de pasta papelera. Más particularmente, esta invención se refiere al tratamiento o procesado con haz de electrones de pasta de madera química.

Antecedentes de la invención

El procesado con haz de electrones o tecnología de procesado con electrones (EPT) de pasta de madera química se ha conocido y estudiado durante muchos años, particularmente en los países de Europa del Este. Dichos estudios han incluido pruebas a escala de laboratorio y de planta sobre la calidad de la viscosa y la fibra.

La pasta para disolver se trata por electrones fuera de la línea antes de que vaya al procedimiento de la viscosa. Los electrones de alta energía interaccionan con la celulosa dando como resultado dos efectos principales, concretamente activación de celulosa y reducción del grado de polimerización (DP) . Los efectos que se acaban de mencionar pueden dar lugar a beneficios significativos en el procedimiento de la viscosa, tales como ahorros en consumo de reactivos químicos (de compuestos tales como disulfuro de carbono, hidróxido de sodio y ácido sulfúrico) , y reducción de polución ambiental en el procedimiento de producción de pasta papelera y potencialmente también beneficios medioambientales en el procedimiento de los clientes.

En lo que el solicitante tiene conocimiento, la patente más antigua en este campo era conocida como patente Wolfen, de los inventores Fisher K. Goldberg W. y Wilkie M. y se había concedido a la compañía Dresden/Fisher (DE 2941624/DD WP208708) . La patente que se acaba de mencionar describía los beneficios del tratamiento con haz de electrones para el procedimiento de viscosa en términos de ahorros de reactivos químicos debidos al efecto activador del tratamiento.

Desde la patente que se acaba de mencionar, se han publicado muchas solicitudes de patentes y concesiones de patentes. Por consiguiente, se ha investigado y explorado a fondo el campo de EPT para activación de pasta papelera y pasta papelera de viscosa, y por lo tanto es muy conocido.

El documento DE 19847755 (A1) describe un procedimiento y un aparato para producción de nitrocelulosa, en el que se irradia el algodón-celulosa u otra fibra vegetal con electrones dosificados de alta energía antes de la nitración.

El documento DE 1928045 (A1) describe un método en el que se despolimerizan éteres de celulosa solubles irradiando una capa de éter de celulosa que fluye libremente, en partículas, soluble en agua, que tiene una profundidad uniforme que se ajusta dentro del 10% de la profundidad de penetración del haz, con un haz de electrones acelerados y mezclando íntimamente el éter de celulosa así tratado.

El documento DD 222887 (A1) describe un procedimiento en el que el debilitamiento de la celulosa se efectúa aplicando una radiación de alta energía en el intervalo entre 10 y 200 kGy sobre celulosa fibrosa de una humedad que varía entre 0, 5 y 25%. Además, se puede debilitar celulosa fibrosa prehidrolizada enzimáticamente usando radiación.

Cuanto más alta sea la energía del haz de electrones, obviamente será más penetrante. La energía de haz más baja que es de uso práctico es aproximadamente 250 keV pero probablemente no hay límite superior. El límite superior práctico actual es probablemente 50 MeV puesto que no existen máquinas más grandes., aunque más probablemente es 12 MeV puesto que por encima de este nivel se pueden formar radioisótopos. Un posible factor limitativo adicional para los niveles superiores de energía es que, cuanto más alta sea la energía, más grueso es el escudo protector que se requiere. Por ejemplo, una máquina de 300 keV se puede usar eficazmente sin escudo protector (se autoescuda con un revestimiento de plomo sobre la superficie de la máquina) .

Este tipo de tecnología se usa típicamente, por ejemplo para curado de revestimientos superficiales pero cualquier otra de energía más alta típicamente necesita escudo protector apropiado (exterior) que se hace típicamente de hormigón para máquinas por encima de aproximadamente 500 keV.

Otro efecto limitativo en EPT de pasta de madera química es que dicho tratamiento se ha llevado a la práctica hasta ahora sobre una base fuera de la línea lo que aumenta el coste de procesado por la vía de manejo adicional de la pasta papelera, y por la vía de procesado o tiempo de producción adicionales.

Una observación cuando se usan electrones de alta energía, o incluso rayos gamma, es que su efecto es el de romper el peso molecular de la celulosa y el polímero de manera no lineal con respecto a la dosificación aplicada. Una dosis inicial da lugar a una gran reducción de DP que se nivela a continuación según se aumenta la dosificación. Aparentemente, se asume por los trabajadores en este campo - y no parece que haya bibliografía que sugiera otra cosa - que se necesita saber con precisión el DP de partida a fin de llegar a un DP final preciso.

El método vigente de procesado de pasta papelera fuera de la línea no solamente requiere que se conozca el DP de partida sino que también es propenso a variabilidad de producto cuando se usan apilamientos de pasta papelera debido a los efectos de las alturas variables y de los bordes y centros del apilamiento. Esto también da un producto que es inherentemente más variable y de "calidad" inferior que un tratamiento de hoja sencilla. Para procesado de hoja sencilla fuera de la línea el nivel de manipulación que se requiere hace los costes excesivos y antieconómicos.

Objetos de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para tratar pasta de madera química que incluye un paso de EPT, que es nuevo e inventivo con relación al estado de la técnica.

También es objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento que resuelve, al menos parcialmente, los inconvenientes asociados a los procedimientos de la técnica anterior.

Sumario de la invención

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para producir pasta de madera química que incluye el paso de aplicar un paso de la tecnología de procedimiento por electrones caracterizado porque no se toma medición de DP con posterioridad a una etapa de cocción/digestión aparte de la que se necesite para controlar dicha etapa [DP (0) ], y en el que el paso de EPT se aplica a la pasta de madera química sobre una base en la línea para proporcionar control de la viscosidad o grado de polimerización (DP) de la pasta papelera y el paso de EPT es de una dosis de radiación fija que se aplica para alcanzar una viscosidad de producto final seleccionada.

El procedimiento puede incluir el paso de aplicar dicha dosis de radiación en el intervalo de aproximadamente 1, 5 a 25 kGrays.

El paso de EPT en la línea puede reemplazar y por lo tanto eliminar un paso de reducción química de DP.

El paso de reducción de DP puede ser una etapa de tratamiento con hipoclorito.

El paso de EPT se puede aplicar después de un paso normal o parcial de hipoclorito en forma de una dosis baja como una etapa de adaptación de la viscosidad para reducir la cantidad de material potencialmente fuera de especificación.

La dosis de adaptación aplicada puede estar entre aproximadamente 0, 1 kGray y 5 kGray.

La viscosidad del producto final puede estar tanto en el intervalo de 14 a 20 cPs aproximadamente como de 4 a 7 cPs aproximadamente.

El procedimiento puede incluir el paso de reducir los problemas medioambientales que generalmente se ven en la producción convencional de pasta de madera química reduciendo significativamente o eliminando la producción de haluro orgánico absorbible (AOX) y/o haluro orgánico total (TOX) .

El procedimiento puede producir una pasta papelera que tiene una variabilidad de DP significativamente reducida sobre la pasta papelera producida mediante procedimientos químicos convencionales cuando se alimenta con un intervalo amplio de viscosidades de pasta papelera desde la etapa previa del procedimiento o procedimientos.

El procedimiento también puede producir una pasta papelera que tiene una variabilidad de DP más baja que la de una pasta papelera equivalente producida mediante un procedimiento que incluye un paso de EPT que se aplica... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para producir pasta de madera química que incluye el paso de aplicar un paso de la tecnología de procesado con electrones (EPT) caracterizado porque no se toma medición de DP con posterioridad a una etapa de cocción/digestión aparte de la que se necesite para controlar dicha etapa [DP (0) ], el paso de EPT se aplica a la pasta de madera química sobre una base en la línea para proporcionar control de la viscosidad o grado de polimerización (DP) de la pasta papelera y el paso de EPT es de una dosis de radiación fija que se aplica para alcanzar una viscosidad de producto final seleccionada.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que incluye el paso de aplicar la dosis de radiación en el intervalo de aproximadamente 1, 5 a 25 kGrays.

3. Un procedimiento según cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el paso de EPT en la línea reemplaza y por lo tanto elimina un paso de reduccióm química de DP.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en el que el paso de reducción de DP es una etapa de tratamiento con hipoclorito.

5. Un procedimiento según cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el paso de EPT se aplica después de un paso normal o parcial de hipoclorito en forma de una dosis baja como una etapa de adaptación de la viscosidad para reducir la cantidad de material potencialmente fuera de especificación.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, en el que la dosis de adaptación que se aplica está entre aproximadamente 0, 1 kGray y 5 kGray.

7. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la viscosidad del producto final está en el intervalo de aproximadamente 14 a 20 cPs o bien de aproximadamente 4 a 7 cPs.

8. Un procedimiento según cualquiera de la reivindicación 3 o la reivindicación 4, que incluye el paso de reducir los problemas medioambientales que generalmente se observan en la producción de pasta de madera química convencional reduciendo significativamente o eliminando la producción de haluro orgánico absorbible (AOX) y/o haluro orgánico total (TOX) .

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para producir una pasta papelera que tiene una variabilidad de DP reducida sobre la pasta papelera producida mediante procedimientos químicos convencionales cuando se alimenta con un intervalo amplio de viscosidades de pasta papelera desde la etapa previa del procedimiento o procedimientos.

10. Un procedimiento según una cualquiera de la reivindicaciones 1 a 8, para producir una pasta papelera que tiene una variabilidad de DP más baja que la de una pasta papelera equivalente producida mediante un procedimiento que incluye un paso de EPT que se aplica fuera de la línea a una muestra equivalente de pasta papelera en una metodología de tratamiento convencional económico por hoja múltiple/bala parcial.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para obtener un producto final que tiene una viscosidad en el intervalo de aproximadamente 7 a 20 cPs para uso en producción de fibra de viscosa continua que incluye filamento de viscosa, fibra industrial, cordaje de neumáticos, y productos similares.

12. Un procedimiento para producir celulosa química que incluye el paso de aplicar un paso de EPT caracterizado porque no se toma medición de DP con posterioridad a una etapa de cocción/digestión aparte de la que se necesite para controlar dicha etapa [DP (0) ], el paso de EPT se aplica a la celulosa química que incluye borra de algodón sobre una base en la línea para proporcionar control de la viscosidad o DP de la pasta papelera y el paso de EPT es de una dosis de radiación fija que se aplica para alcanzar una viscosidad de producto final seleccionada.

13. Un procedimiento según la reivindicación 12, que incluye el paso o pasos según se describen en una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11.

14. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se usa una curva de la relación dosis de radiación-viscosidad para aplicar el paso de EPT sobre la base en la línea.

15. Un procedimiento según la reivindicación 14, que incluye el paso de usar una relación o curva que se aproxima a una respuesta logarítmica, potencial o exponencial, o respuesta similar.

FIGURA 1

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCEDIMIENTO


 

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