Química para control eficaz de los microbios con corrosividad reducida de la fase gaseosa en los sistemas de procesamiento de pasta papelera y papel.

Un proceso para control del crecimiento de biofilm o microorganismos en un sistema acuoso,

comprendiendoel proceso añadir una hidantoína halogenada al sistema acuoso en combinación con una haloamina,

caracterizado porque:

la hidantoína halogenada se añade al sistema acuoso en una parte del sistema susceptible de corrosión de lafase gaseosa; y

la haloamina se añade en otras partes del sistema.

Química para control eficaz de los microbios con corrosividad reducida de la fase gaseosa en los sistemas de procesamiento de pasta papelera y papel

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta solicitud se refiere a métodos químicos mejorados para control de microbios en sistemas acuosos, y en particular en sistemas de aprovechamiento de pasta papelera y papel.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un problema común en los sistemas de procesamiento de pasta papelera y papel es la formación de biofilm, o limo, en las superficies de los componentes del sistema. El biofilm está causado por bacterias en las diversas aguas de proceso del sistema. Las bacterias en el agua puede existir en una forma flotante libre (conocida como forma planctónica) o pueden estar fijadas a superficies (conocidas como sésiles) . Ciertas bacterias en las aguas de proceso tales como Deinococcus y Meiothermus prefieren el estado sésil y son formadores de biofilm particularmente efectivos. Estas bacterias, si están presentes en cantidades suficientes, pueden fijarse rápidamente a las superficies del sistema y acumularse hasta niveles indeseables.

El biofilm causa varios problemas en estos sistemas. Por ejemplo, las masas de biofilm que se desprenden de las superficies del sistema pueden ser arrastradas a las aguas de la pasta papelera y formarse en la hoja de papel. Las masas de biofilm debilitan la hoja de papel formada y pueden hacer que la misma se desgarre o causar agujeros en el papel. El aclaramiento de los desgarros o la eliminación de las secciones dañadas da como resultado tiempos de parada del sistema, pérdida de producto papel, eficiencia reducida y costes incrementados. Por consiguiente, es deseable tanto minimizar las bacterias en las aguas de proceso como prevenir la formación de biofilm en las superficies del sistema. Un método tradicional para controlar los problemas de biofilm consiste en añadir productos químicos de control de los microbios a las aguas de proceso.

Las hidantoínas halogenadas, tales como bromoclorodimetilhidantoína, son agentes conocidos de control de los microbios. Sweeny et al. (Patente U.S. No. 6.429.181) expone que las hidantoínas parcialmente halogenadas tales como monoclorodimetilhidantoína (MCDMH) son eficaces para destruir los microbios en los sistemas de pasta papelera y papel sin efectos adversos sobre los aditivos químicos utilizados en el sistema. Las hidantoínas halogenadas son eficaces para destruir las bacterias en estado sésil y prevenir las formaciones de limo, pero son más caras que algunos otros métodos conocidos de control químico de los microbios.

Las haloaminas, tales como cloraminas y bromaminas, son también productos químicos conocidos para control de los microbios. Las haloaminas pueden formarse por combinación de una fuente de amonio, tal como sulfato de amonio, cloruro de amonio, bromuro de amonio, fosfato de amonio, nitrato de amonio o cualquier otra sal de amonio, con inclusión de urea, con un oxidante tal como hipoclorito de sodio. Las haloaminas son menos caras de producir que las hidantoínas halogenadas y por esta razón están convirtiéndose en un producto químico más preferido para el control de los microbios en los sistemas de procesamiento de papel y pasta papelera. Las haloaminas son eficaces para minimizar los niveles de bacterias planctónicas en las aguas de proceso y prevenir la formación de limo en la superficie del sistema, pero cuando se encuentran en su fase de vapor pueden ser muy corrosivas para los componentes del sistema. La tendencia a la evaporación de las haloaminas puede ser órdenes de magnitud mayor que la del hipoclorito de sodio.

Otros tipos de controles con productos químicos, tales como el dióxido de cloro, pueden utilizarse también para control de los microbios. El dióxido de cloro es un biocida satisfactorio debido a que la eficacia bactericida del ClO2 no se ve influida sustancialmente por el pH, y ClO2 deja sub-productos de desinfección tóxicos. Sin embargo, el dióxido de cloro, cuando se dosifica en el agua de proceso se mantiene en forma gaseosa y adolece por tanto de los mismos problemas de corrosión de la fase gaseosa que las haloaminas.

Adicionalmente, se ha encontrado que las bacterias que permanecen en los sistemas tratados con haloamina o 45 dióxido de cloro, tal como en los depósitos de baja circulación, son algunos de los peores formadores de limo. En los casos en que la química con haloamina o el dióxido de cloro ha perdido el control de los microbios, ha ocurrido un brote rápido e importante de limo. Razones típicas para la pérdida de control incluyen fallos del equipo de alimentación o infra-dosificación para reducir costes.

La corrosión es un problema particular en el "bucle corto", o sección de circulación corta, de una máquina de 50 fabricación de papel, y en la sección subsiguiente de prensado y secado. En un proceso típico de pasta papelera y papel, el stock de pasta se pasa a una caja de alimentación que distribuye el stock de pasta sobre una cinta sinfín móvil en una sección de formación. La hoja de papel se forma en la sección de formación y se envía luego a prensas y secadores para acabado. El bucle corto es un sistema que recircula y recicla el exceso de agua del stock de pasta. El exceso de agua se recoge en un foso de tela metálica en la sección de formación y posteriormente una parte 55 mayor del mismo se recircula de nuevo a la caja de alimentación para reutilización. Aunque muchos tanques, tuberías y otras estructuras sumergidas de los sistemas de pasta papelera y papel están hechos típicamente a base de acero inoxidable resistente a los ácidos, muchos componentes por encima del nivel de la superficie del agua, y en la sección de prensas y secadores, están hechos de materiales de acero dulce. Estos componentes se ven especialmente afectados por tanto desfavorablemente por la corrosión de la fase gaseosa cuando se utilizan químicas de haloamina o dióxido de cloro para control de los microbios.

En la práctica, los ahorros de costes que resultan de la utilización de haloaminas o dióxido de cloro para control de los microbios contrarrestan los problemas de corrosión de la fase gaseosa en estos sistemas. Sin embargo, sería deseable emplear un método químico para control de los microbios que se beneficie de los ahorros de costes alcanzables por el uso de haloaminas o dióxido de cloro y que minimice al mismo tiempo la corrosión de la fase gaseosa de los componentes de acero de la máquina.

JP 2003 104 804 se refiere a un método de destrucción de microbios en un sistema acuoso. WO 2006 113 221 se 10 refiere a métodos para reducir la corrosión asociada al dióxido de carbono.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas a esta memoria.

La hidantoína halogenada es con preferencia una dialquil-hidantoína total o parcialmente halogenada, y más con 15 preferencia 5, 5-dimetil-hidantoína o 5-metil-5-etil-hidantoína cloradas.

La haloamina es con preferencia una monohaloamina, dihaloamina, trihaloamina, o una combinación de las mismas, y más con preferencia formadas por combinación de una fuente de amonio y un oxidante.

La hidantoína halogenada y la haloamina mantienen una compatibilidad satisfactoria una con otra en ausencia de exceso de cloro libre.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

FIG. 1 es un diagrama esquemático simplificado de un sistema de procesamiento de pasta papelera y papel.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Las prácticas actuales han demostrado que el mantenimiento del bucle corto de la máquina de fabricación de papel exento de biofilm con química de haloamina o dióxido de cloro para control de los microbios requiere adición 25 continua o periódica de haloamina o dióxido de cloro en el bucle corto de la máquina de fabricación de papel. Esto plantea un riesgo importante de corrosión de la fase gaseosa. Sorprendentemente, se ha encontrado que la corrosión en el bucle corto de la máquina de fabricación de papel puede eliminarse o al menos reducirse notablemente por aplicación continua o periódica de química de hidantoína halogenada, sea sin presencia alguna de haloamina en el bucle corto o en presencia de niveles bajos de haloaminas en el bucle corto. Las bajas cantidades 30 de haloamina en el bucle corto reducen el riesgo de corrosión de la fase gaseosa, mientras que la adición de hidantoína halogenada mantiene el bucle corto exento de limo, proporcionando el beneficio de un coste global bajo. La combinación de esta química no pone en compromiso la eficacia del control de los microbios en el sistema. Las bajas cantidades de haloamina en el bucle... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para control del crecimiento de biofilm o microorganismos en un sistema acuoso, comprendiendo el proceso añadir una hidantoína halogenada al sistema acuoso en combinación con una haloamina,

caracterizado porque:

la hidantoína halogenada se añade al sistema acuoso en una parte del sistema susceptible de corrosión de la fase gaseosa; y

la haloamina se añade en otras partes del sistema.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el cual el sistema acuoso es un sistema de fabricación de pasta papelera, papel o cartón.

3. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la hidantoína halogenada es dialquil-hidantoína total o parcialmente halogenada.

4. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la hidantoína halogenada es 5, 5-dimetil-hidantoína o 5-metil-5etil-hidantoína, y con preferencia en el cual la hidantoína halogenada es clorobromo-5, 5-dimetilhidantoína, dicloro5, 5-dimetilhidantoína, dibromo-5, 5-dimetilhidantoína, monocloro-5, 5-dimetilhidantoína, monobromo-5, 5

dimetilhidantoína, una dialquil-hidantoína parcialmente halogenada formada por mezcla de dialquil-hidantoína con un oxidante que contiene halógeno, o una combinación de las mismas.

5. El proceso de la reivindicación 4, en el cual el oxidante que contiene halógeno es hipoclorito, ácido hipobromoso, un agente sólido que libera cloro activo, o una combinación de los mismos.

6. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la haloamina es una monohaloamina, dihaloamina, trihaloamina o

una combinación de las mismas, y preferiblemente la haloamina es monocloramina, monobromamina, bromocloramina o una combinación de las mismas.

7. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la haloamina se forma previamente por reacción de una sal de amonio con un oxidante o se forma in situ en el sistema acuoso añadiendo por separado una sal de amonio y un oxidante al sistema acuoso.

8. El proceso de la reivindicación 1, en el cual el sistema acuoso es un sistema de fabricación de pasta papelera, papel o cartón y en el cual la parte del sistema susceptible de corrosión de la fase gaseosa es un bucle corto o una sección de prensas y secadores, y en el cual el bucle corto comprende una caja de alimentación, una sección de formación y un foso de tela metálica.

9. El proceso de la reivindicación 8, en el cual el sistema acuoso comprende adicionalmente un depósito de mezcla de la máquina de fabricación de papel y la hidantoína halogenada se añade al sistema acuoso antes de o en el foso de tela metálica, el depósito de mezcla de la máquina de fabricación de papel o ambos, y con preferencia en el cual la hidantoína halogenada se añade al foso de tela metálica.

10. El proceso de la reivindicación 8, en el cual la parte del sistema susceptible de corrosión de la fase gaseosa es una sección de conformación y prensado de una máquina de fabricación de papel o cartón que utiliza agua de ducha y en la cual la hidantoína halogenada se añade al agua de ducha de la máquina de fabricación de papel o cartón.

11. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la hidantoína halogenada se añade en una cantidad suficiente para control del crecimiento de biofilm en ausencia de haloaminas o con haloaminas presentes en cantidades tan bajas que la corrosión de la fase gaseosa se minimiza en una o más partes del sistema que son susceptibles de corrosión de la fase gaseosa.

12. El proceso de la reivindicación 3, en el cual la hidantoína parcialmente halogenada y la haloamina se añaden al sistema acuoso en cantidades tales que la ratio molar de hidantoína a cloro libre es menor que 2, con preferencia tales que la ratio molar de hidantoína a cloro libre está comprendida entre 1, 0 y 1, 7, y más con preferencia tales que la ratio molar de hidantoína a cloro libre está comprendida entre 1, 0 y 1, 3.

13. El proceso de la reivindicación 1, en el cual la hidantoína halogenada y la haloamina se añaden cada una independientemente al sistema acuoso en un proceso continuo, un proceso de lotes, o una combinación de un proceso continuo y un proceso de lotes.