Proceso de reciclaje de residuo de papel, producto obtenido a partir del mismo y sus usos.

Proceso para el reciclaje de residuo de papel (1) originado a partir de papel de alta calidad que comprende las etapas de:



(a) preparación de la pulpa, en el que los residuos de papel se alimentan en un pulpador (2) con agua con una consistencia entre el 15 y el 20%;

(b) dilución con agua reciclada del material pulpado obtenido en (a) hasta una consistencia entre el 5 y el 10%; caracterizado porque también comprende las etapas de:

(c) tratamiento enzimático del material pulpado diluido obtenido en (b);

(d) adición de una o más sales inorgánicas y una o más colas al material obtenido en el tratamiento (c);

(e) dilución con agua del material obtenido en (d) hasta una consistencia entre el 1 y el 3%;

(f) filtración del material obtenido en (e) mediante vacío y prensado opcional;

(g) secado del material filtrado obtenido en (f);

en el que hay una retroalimentación de la suspensión de agua residual después de la filtración en la etapa (f) en los recipientes (3,5) en los que tienen lugar las etapas (b) y (e).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/052127.

Solicitante: UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CALAFELL MONFORT,MARGARITA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • D21B1/02 SECCION D — TEXTILES; PAPEL.D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA.D21B MATERIAS PRIMAS FIBROSAS O SU TRATAMIENTO MECANICO.D21B 1/00 Materias primas fibrosas o su tratamiento mecánico (pretratamiento de materiales finamente divididos antes de la cocción D21C 1/00; métodos de refinado de la pulpa D21D 1/00; purificación de la suspensión de pulpa por medios mecánicos D21D 5/00). › Tratamiento previo de materias primas por medios químicos o físicos (separación de la corteza B27L).
  • D21B1/34 D21B 1/00 […] › Amasado o mezcla; Pulpadores.
  • D21C5/00 D21 […] › 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.Otros procedimientos para obtener la celulosa, p. ej. cocción de borra de algodón.

PDF original: ES-2536659_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

resumida de ia invención

20 La presente invención se refiere a un bioproceso para el reciclaje de residuo de papel originado a partir de papel de alta calidad que comprende las etapas siguientes:

(a) preparación de la pulpa;

(b) dilución con agua del material pulpado obtenido en (a)

(c) tratamiento enzimàtico de la pulpa;

25 (d) adición de sales inorgánicas y colas;

(e) dilución con agua del material obtenido en (d)

(f) filtración por vacío; prensado opcional, y

(g) secado

30 En particular, dicho papel de alta calidad es papel impreso.

La presente invención se refiere también al producto obtenible mediante el proceso mencionado anteriormente.

La presente invención se refiere además a los diferentes usos del producto, tales como material de construcción y 35 edificación, materiales de embalaje ecológico y materiales eco-decorativos.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para el reciclaje de residuo de papel originado a partir de papel de alta 40 calidad que comprende las etapas siguientes:

(a) preparación de la pulpa, en la que los residuos de papel se alimentan en un pulpador con agua con una consistencia

entre el 15 y el 20%;

(b) dilución con agua reciclada del material pulpado obtenido en (a) hasta una consistencia entre el 5 y el 10%; caracterizado porque también comprende ias etapas de:

45 (c) tratamiento enzimàtico del material pulpado diluido obtenido en (b);

(d) adición de una o más sales inorgánicas y una o más colas al material obtenido en el tratamiento (c);

(e) dilución con agua del material obtenido en (d), hasta una consistencia entre el 1 y el 3%;

(f) filtración del material obtenido en (e) mediante vacío y prensado opcional;

(g) secado del material filtrado obtenido en (f);

50 en que existe una retroalimentación de la suspensión de agua residual después de la filtración en la etapa (f) en los recipientes en los que tienen lugar las etapas (b) y (e).

Los términos "residuo" y "sobrante" se utilizan indistintamente en la presente invención cuando se refiere a material inútil o no aprovechable.

El término "consistencia" hace referencia en la presente invención al porcentaje de materia prima seca (normalmente un residuo) en un disolvente (normalmente agua).

A menos que se indique lo contrario, el término "residuo de papel" se refiere siempre a residuo de papel originado a 60 partir del papel de alta calidad impreso. El "residuo de papel" se entiende estructuralmente en el presente documento como polímeros naturales con base de celulosa, tales como celulosa de papel, algodón, paja, etc.. En una realización más preferida, este residuo de papel presenta cenizas (entre el 15% y el 40%) y fibras de celulosa (entre el 60% y el 85%), que comprenden madera dura de fibra corta (entre el 70% y el 80%) con coniferas de fibra larga (entre el 20%

y el 30%).

Por residuo de papel originado a partir de "papel de alta calidad" se entiende en el presente documento el residuo de papel que no se puede repulpar ni reciclar en la Industria del papel y cartón, tal como el papel offset o de huecograbado 5 de alta calidad, papel de revista con alta concentración de resinas Impermeabilizantes y tintas resistentes al agua.

Etapa fai

La etapa (a) del presente proceso se lleva a cabo en el pulpador (2) añadiendo el residuo de papel (1) normalmente 10 en el tamaño de una hoja de papel y con una consistencia entre el 15 y el 20% en agua corriente. Esta etapa (a) puede llevarse a cabo en presencia de enzimas, lo que hace que el proceso sea más rápido y mejore la desflbrllaclón, a temperatura ambiente o manteniendo la temperatura entre 25 y 40°C. El pH debe mantenerse entre 5 y 9, preferentemente alrededor de 7.

15 En una realización preferida, dichas enzimas son hldrolasas.

Etapa ibi

En la etapa (b), el material ya pulpado se Introduce en un recipiente (3) con agua para la dilución. El 90% de este agua 20 se recicla desde el colector (9) y el 10% es agua corriente a fin de compensar la evaporación, consiguiendo así una consistencia para el material entre el 10 y el 5%.

Etapa fci

25 La mezcla obtenida en la etapa (b) se lleva a un recipiente (4) con un mecanismo agitador. Allí, la pulpa se trata con enzimas (entre el 0,05% -1% con respecto a la materia seca -DM-). La temperatura se controla (entre 25-50°C) y el pH se controla (entre 6 y 9) para realizar de manera óptima la reacción enzimàtica.

En una realización preferida, dichas enzimas son oxldorreductasas y lacasas.

Etapa (di

Entre media y una hora más tarde, se añaden sales Inorgánicas, preferiblemente sales de aluminio y más preferiblemente sulfato de aluminio, y una o más colas naturales que comprenden ácidos de resina naturales, tales 35 como el ácido abietico, o sus esteres con gllcerol o sus sales de sodio o sus sales de amonio cuaternario, en una cantidad entre 1 y 5% con respecto al DM. En esta etapa, el pH se mantiene preferiblemente a pH de 7 y a una temperatura entre 25 y 50°C.

La concentración de las enzimas de la etapa (c), y los aditivos de la etapa (d), determinará la variabilidad en las 40 propiedades mecánicas.

Etaoa tei

La mezcla obtenida en la etapa (d) se Introduce a continuación en un segundo recipiente (5) con agua para la dilución, 45 en la que dicho agua es agua reciclada del colector (9). Dicha dilución permite obtener un material con una consistencia entre el 1 y el 3%, preferiblemente aproximadamente del 1%, a un pH 6-9 y una temperatura de 25-40°C.

Etaoa ífl

50 El producto obtenido en (e) se filtra al vacío en un molde (6). El filtrado del agua se recoge en un recipiente (9) y se vuelve a alimentar de nuevo en el proceso, en concreto en los recipientes (3) y (5).

Opcional mente, el producto sólido obtenido del filtro (6) se prensa en una prensa (7) para obtener un material más compacto.

Etaoa tai

El producto obtenido en la etapa (f) se retira del molde y a continuación se introduce en un calentador de secado con aire forzado (8), durante unos minutos a 150°C. A continuación, se aplica un gradiente decreciente de 1°C/m¡n hasta 60 80°Cy se mantiene durante 60 a 120 minutos (dependiendo de la forma y el diseño del material) para la deshidratación y curado del producto final (10).

La presente Invención se refiere también al producto obtenible mediante el proceso de la presente invención.

Dicho producto, que es un material celulósico, se ha caracterizado mediante las siguientes pruebas:

- Permeabilidad al aire

- Absorción de agua (método Cobb3o)

5 - Absorción de agua por inmersión y deformación

- Higroexpansión

- Aislamiento acústico por impacto

- Aislamiento acústico del ruido aéreo

- Comportamiento ante el fuego 10 - Densidad

- Resistencia a la tracción

- Resistencia a la compresión

- Resistencia a la flexión

15 A continuación, se realiza una breve descripción o referencia para cada prueba.

Determinación de la permeabilidad a) aíre

La permeabilidad al aire se ha determinado según la norma UNE 57-066-86. El método determina el volumen promedio 20 de aire que atraviesa una unidad de superficie por aumento de la presión y unidad de tiempo. Se expresa en pm/(Pa s) y se calcula de la siguiente manera:

25 (1)

Permeabilidad =-------------------

1000 A AP t

en la que:

V: Volumen de aire que atraviesa la superficie durante la prueba (mi)

A: Área superficial de prueba (m^)

30 t: tiempo de prueba (s)

AP: Diferencia de presión (Pa)

La prueba ha sido realizada con un aparato Bekk.

35 Método

Se coloca una muestra de 15x15 mm en el aparato de medición. Con un manómetro, se ajustan 100 mi de aire en la muestra, permitiendo que el aire atraviese la muestra y controle el tiempo requerido.

40 El tiempo se expresa como segundos Bekk.

Determinación de la absorción de agua. Método Cobb3o

La prueba se lleva a cabo según la norma UNE 54-027-74.

La absorción de agua se expresa en gramos por metro cuadrado y se calcula de la siguiente manera:

C3o=200 m (2)

en la que:

50 C30: índice de Cobb de 30 segundos o la capacidad de absorción de agua por unidad de superficie durante 30 segundos (g/m^). m: aumento de peso (g)

El aparato utilizado para las pruebas se describe en la norma UNE 54-027-74.

Método

Pesar una muestra de prueba. Debe ser menor de 100 gramos con un peso aproximado por debajo de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para el reciclaje de residuo de papel (1) originado a partir de papel de alta calidad que comprende las etapas de:

5 (a) preparación de la pulpa, en el que los residuos de papel se alimentan en un pulpador (2) con agua con una consistencia entre el 15 y el 20%;

(b) dilución con agua reciclada del material pulpado obtenido en (a) hasta una consistencia entre el 5 y el 10%; caracterizado porque también comprende ias etapas de:

(c) tratamiento enzimàtico del material pulpado diluido obtenido en (b);

10 (d) adición de una o más sales inorgánicas y una o más colas al material obtenido en el tratamiento (c);

(e) dilución con agua del material obtenido en (d) hasta una consistencia entre el 1 y el 3%;

(f) filtración del material obtenido en (e) mediante vacío y prensado opcional;

(g) secado del material filtrado obtenido en (f);

en el que hay una retroalimentación de la suspensión de agua residual después de la filtración en la etapa (f) en los 15 recipientes (3,5) en los que tienen lugar las etapas (b) y (e).

2. Proceso, según la reivindicación 1, en el que la etapa (a) se lleva a cabo mediante la adición adicional de hidrolasas.

3. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura de la etapa (a) es de 25 a 20 40°C y el pH entre 5 y 9.

4. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el pH de la etapa (c) es entre 6 y 9.

5. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tratamiento enzimàtico en la etapa (c) se 25 lleva a cabo por oxidorreductasas y lacasas.

6. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las sales inorgánicas utilizadas para la etapa

(d) es sulfato de aluminio.

30 7. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las colas utilizadas en la etapa (d) comprenden ácidos de resina o sus sales o sus ásteres.

8. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la consistencia del material al final de la etapa (e) es de aproximadamente el 1%.

9. Proceso, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura para la etapa (e) es entre 25 y 40°C y el pH entre 6 y 9.

10. Material celulósico caracterizado por una densidad inferior a 0,500 g/cm^ cuando el material no está prensado e 40 igual o superior a 0,700 g/cm^, pero inferior a 1, cuando está prensado, una resistencia a la flexión cuando el material

está prensado superior a 30 MPa y un comportamiento al fuego correspondiente a un material M1 según la norma UNE 23-721-90.

11. Utilización del producto, según la reivindicación 10, como material de construcción y edificación.

12. Utilización del producto, según la reivindicación 10, como material de embalaje ecológico.

13. Utilización del producto, según la reivindicación 10, como material eco-decorativo.


 

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