Procedimiento para mejorar la calidad de una suspensión de fibras.

Procedimiento para mejorar la calidad de la suspensión de pulpa (39) producida en un proceso de preparación deun material para la producción posterior de estructuras planas de materiales fibrosos,

caracterizado porque el aguade dilución (24) es tratada con un plasma frío o con una descarga de gas, antes de que el agua de dilución (24) hayasido añadida a la suspensión de pulpa (39), donde el agua de dilución (24) se utiliza para blanquear los materialesfibrosos y

- pasa por el lugar de aplicación del plasma en un flujo continuo y/o

- pasa por el lugar de aplicación del plasma en un tubo, canal o conducto y/o

- es guiada pasando o atravesando el lugar de aplicación del plasma en un chorro libre.

Procedimiento para mejorar la calidad de una suspensión de fibras La presente invención hace referencia a un procedimiento para mejorar la calidad de la suspensión de pulpa producida en un proceso de preparación de un material para la producción posterior de estructuras planas de materiales fibrosos.

En el sentido de la presente invención, como preparación de un material debe comprenderse un tratamiento y/o modificación de fibras, así como una mezcla de materiales fibrosos con agua y/o aditivos en una proporción deseada, de acuerdo con una calidad a producir para las estructuras planas de materiales fibrosos. Como estructuras planas de materiales fibrosos, por ejemplo, se comprende papel, fieltro o un producto textil. Los materiales fibrosos son, por ejemplo, materias primas para la fabricación de papel. Para la fabricación de papel se utilizan no sólo pasta de madera o pasta mecánica de madera y/o celulosa, sino en especial también papel reciclado. Además, entre los materiales fibrosos se encuentran también trapos y/o pulpa de paja, así como fibras de otros vegetales o materiales fibrosos sintéticos o de origen mineral.

Un criterio esencial de la calidad reside en el blanqueo de los productos iniciales, intermedios y finales.

Los procedimientos actuales de blanqueo se basan en un tratamiento químico del material fibroso o de la sustancia fibrosa. Se utilizan químicos habituales para blanqueo, como por ejemplo cloro, dióxido de cloro, ácidos sulfurosos, extracción con sosa cáustica, oxígeno, peróxido de hidrógeno y ozono. En función de los procedimientos de blanqueo utilizados se requieren condiciones ambientales alcalinas o ácidas. Los procedimientos de blanqueo modernos presentan con frecuencia diferentes niveles de blanqueo, en los cuales se emplean diferentes químicos para blanqueo. Por lo general, cada nivel de blanqueo se compone de una unidad de mezcla y de una torre de reacción subsiguiente. En estos procedimientos de blanqueo, los reactivos que en parte presentan una toxicidad elevada (dióxido de cloro) o son muy corrosivos (ácidos, lejía) son transportados en grandes cantidades, almacenados y, después de finalizado el procedimiento, son procesados nuevamente o desechados. La efectividad del procedimiento de blanqueo depende generalmente de una concentración óptima de los reactivos en la suspensión de pulpa. Por ejemplo, la efectividad del procedimiento de blanqueo en caso de un blanqueo con peróxido depende de la concentración del peróxido (HOO-) .

La tasa de reacción, entre otras cosas, depende del valor del pH y de la temperatura de la suspensión de pulpa. Un valor habitual para la temperatura se encuentra por ejemplo entre los 60ºC y los 70ºC, y un valor habitual para el valor de pH asciende aprox. a 10, 5. Por lo general, el valor del pH se controla mediante el agregado de productos químicos adicionales, como hidróxido de sodio o silicato de sodio. En algunos procedimientos se utilizan presión y temperaturas más elevadas para reducir el tiempo de reacción necesario, por ejemplo en una torre de reacción. Un factor esencial que influye en los costes de un procedimiento de blanqueo depende en gran medida del tipo y de la cantidad de productos químicos utilizados, así como de su tratamiento posterior, como por ejemplo una separación o una eliminación de los desechos.

Por la publicación de Sato y otros, "Ozon generation by a discharge in bubbled water, Digest of Technical Papers 12th IEEE International Pulsed Power Converence 1999" se conoce un procedimiento y un dispositivo para la desinfección o la esterilización, o también para la purificación del agua potable y de aguas residuales con impurezas a base de hidrocarburos.

Por la solicitud WO 2004/101891 A1 se conoce un procedimiento para el tratamiento de superficies de papel o de fibras combinadas con plasma.

Por la solicitud WO 03/096767 A1 se conocen un procedimiento y un dispositivo con un ánodo y un cátodo para producir plasma en un líquido, donde primero se produce un flujo de burbujas en las proximidades del cátodo y, aplicando una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo, se forma dentro de la burbuja un plasma de moléculas de gas ionizadas.

Es objeto de la presente invención el proporcionar un procedimiento para mejorar la calidad de la suspensión de pulpa.

Este objeto se alcanzará haciendo referencia el procedimiento mencionado en la introducción, donde el agua de dilución es tratada con un plasma frío o con una descarga de gas antes de que al agua de dilución sea agregada a la suspensión de pulpa. A través de tratamiento del agua de dilución con plasma frío o con una descarga de gas se inician reacciones químicas en el agua de dilución o en la suspensión de pulpa formada con el agua dilución, donde dichas reacciones mejoran de forma considerable las propiedades cualitativas de la suspensión de pulpa a ser utilizada posteriormente. Esto se considera como particularmente ventajoso por ejemplo en la industria del papel.

Por ejemplo, se favorece la reducción o la inactivación de sustancias contaminantes, como por ejemplo de adhesivos.

El agua de dilución se utiliza para blanquear los materiales fibrosos. Un blanqueo temprano de los materiales fibrosos - ya en la fase de preparación del material - incrementa ventajosamente las características de calidad por ejemplo para un papel que se producirá posteriormente.

Para lograr una correspondencia con la velocidad requerida de proceso, que aumenta continuamente, por ejemplo en las plantas para la fabricación de papel, de forma ventajosa el agua de dilución pasa por el lugar de aplicación del plasma en un flujo continuo.

Asimismo, también de forma ventajosa, el agua de dilución, preferentemente, pasa por el lugar de aplicación del plasma en un tubo, canal o conducto.

En otra forma de ejecución conveniente, el agua de dilución es guiada pasando o atravesando el lugar de aplicación del plasma mediante un chorro libre. El tratamiento directo de un chorro de agua sin elementos de guía puede favorecer el inicio de reacciones químicas en el agua de dilución. Se considera conveniente, de forma preferente, una combinación de chorro de agua guiado por elementos de guía en algunas secciones y chorro de agua libre en algunas secciones, según las condiciones de la instalación para la preparación de un material.

De manera ventajosa, para producir el plasma o la descarga de gas entre electrodos se producen pulsos de alta tensión con una duración del pulso menor a 10 µs. Se ha demostrado como ventajosa la utilización de pulsos individuales breves de alta tensión de esta clase, mientras que la utilización de pulsos de radiofrecuencia (RF) , de microondas o de pulsos individuales de alta tensión con más de 10 µs de duración es mucho menos eficiente.

Otro incremento en la mejora de calidad se logra debido a que el agua de dilución se pone en contacto con al menos un electrodo para producir el plasma o la descarga de gas.

Asimismo, de forma ventajosa, el plasma o la descarga de gas se produce en el agua de dilución. A través de la producción del plasma o de la descarga de gas, preferentemente de forma directa en el agua de dilución, por ejemplo, se intensifican aún más las reacciones químicas de blanqueo. Estos radicales producidos en el agua de dilución pueden intensificar aún más las reacciones químicas de blanqueo en la suspensión de pulpa a ser mezclada con el agua de dilución. De este modo, preferentemente, puede reducirse o evitarse por completo la utilización de productos químicos para blanqueo. El plasma puede también ser producido de forma próxima con respecto al agua de dilución, de manera que el agua de dilución sea aplicada o influenciada por ello.

De forma particularmente ventajosa, como radicales se producen ozono, peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilos HO2, O, OH-, HOO- y/o HO2. Al mezclar o agregar a la suspensión de pulpa el agua de dilución modificada químicamente de ese modo, ya durante el proceso de preparación de unas sustancias puede alcanzarse un efecto blanqueante sin recurrir al uso de productos químicos.

Se considera conveniente además que una tasa de producción de los radicales y/o la composición de los radicales producidos sea controlada a través de la influencia de una amplitud, una duración del pulso y/o una tasa de repetición del pulso de los pulsos de alta tensión. De esta manera puede ser controlada la producción del plasma o la descarga de gas, arrojando como resultado tiempos de reacción breves para producir una concentración determinada.

De manera ventajosa, para controlar y o regular la tasa de producción y/o el tipo de radicales producidos se mide la concentración... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para mejorar la calidad de la suspensión de pulpa (39) producida en un proceso de preparación de un material para la producción posterior de estructuras planas de materiales fibrosos, caracterizado porque el agua de dilución (24) es tratada con un plasma frío o con una descarga de gas, antes de que el agua de dilución (24) haya sido añadida a la suspensión de pulpa (39) , donde el agua de dilución (24) se utiliza para blanquear los materiales fibrosos y

- pasa por el lugar de aplicación del plasma en un flujo continuo y/o

- pasa por el lugar de aplicación del plasma en un tubo, canal o conducto y/o

- es guiada pasando o atravesando el lugar de aplicación del plasma en un chorro libre.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, donde para producir el plasma o la descarga de gas entre electrodos (43, 44) se producen pulsos de alta tensión (66, 67) con una duración del pulso (62) menor a 10 µs.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, donde el agua de dilución (24) es puesta en contacto con al menos un electrodo (50) para producir el plasma o la descarga de gas.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, donde el plasma o la descarga de gas se produce en el agua de dilución (24) .

5. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, donde en el plasma o mediante la descarga de gas se producen radicales (59) que actúan sobre los materiales fibrosos.

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 5, donde como radicales (59) se produce ozono (O3) , peróxido de hidrógeno (H2O2) , radicales hidroxilos (OH) , HO2, O, OH-, HOO- y/o HO2.

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 5 ó 6, donde la tasa de producción de los radicales (59) y/o la composición de los radicales producidos (59) es controlada a través de la influencia de una amplitud (U) , una duración del pulso (62) y/o una tasa de repetición del pulso (63) de los pulsos de alta tensión (66, 67) .

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7, donde para controlar y/o regular la tasa de producción y/o el tipo de radicales producidos (59) es medida la concentración de los radicales producidos (59) .

9. Procedimiento conforme a la reivindicación 8, donde la concentración es medida "online" (en línea) .

10. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 7 a 9, donde a efectos de regulación y/o control es modificada la amplitud (U) de los pulsos de alta tensión (66, 67) en caso de una tasa de repetición (63) constante.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 7 a 10, donde a efectos de regulación y/o control es modificada la tasa de repetición del pulso (63) de los pulsos de alta tensión (66, 67) en caso de una amplitud (U) constante.

12. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 11, donde el agua de dilución (24) es enriquecida con un gas.

13. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 12, donde el agua de dilución (24) es enriquecida con gas en la zona del plasma producido o de la descarga de gas.

14. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 13, donde la tasa de repetición del pulso (63) se utiliza dentro del rango entre 10Hz y 5kHz, en particular en el rango de 10Hz a 10kHz.

15. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque los pulsos de alta tensión (66, 67) se aplican con una duración del pulso (62) menor a 3 µs, preferentemente menor a 1 µs, preferentemente menor a 500 ns.