BRPI0417346B1 - processo para aumentar a taxa de produção do refinador e/ou diminuir a energia específica de polpagem de madeira - Google Patents
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Abstract
"processo para aumentar a taxa de produção do refinador e/ou diminuir a energia específica de polpagem de madeira". a presente invenção se refere a processos para realçar uma taxa de produção do refinador e/ou reduzir o consumo de energia específica para um alvo de soltura através do uso de lubrificante(s) ou portador(es)/ friccionador(es), respectivamente.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA AUMENTAR A TAXA DE PRODUÇÃO DO REFINA-DOR E/OU DIMINUIR A ENERGIA ESPECÍFICA DE POLPAGEM DE MADEIRA".
Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se à indústria de fabricação de papel. Em particular, a presente invenção refere-se a um processo para realçar uma taxa de produção do refinador e/ou reduzir o consumo de energia específica para um alvo de soltura.
Antecedentes da Invenção [002] Geral mente, tratamentos mecânicos e/ou químicos de substâncias de planta celulósicas (por exemplo, madeira) são empregados no processo de fabricação de papel para gerar polpa, o material de base e bruto para fabricar produtos de papel. A polpa pode ser gerada ou quimicamente ou mecanicamente removendo as fibras de celulose da matriz de madeira, que tipicamente ocorre em um refinador. No contexto a indústria de papel e polpa, um "refinador" é uma peça de equipamento empregado para moer madeira, tipicamente lascas de madeira, entre duas superfícies giratórias (por exemplo, discos giratórios) tendo placas refinadoras ligadas a ela. Em particular, um refinador de disco emprega duas placas de refinador para tratar as fibras de polpa e papel a fim de desenvolver resistência no produto de papel feito de tais fibras. As fibras passam entre duas placas, uma ou ambas das quais giram e aplicam pressão às fibras. Desse modo, a liberação de fibras de uma matriz de madeira é comumente referida como "refinação". [003] O tratamento químico de madeira, também referido como polpagem química, essencialmente emprega produtos químicos na digestão de madeira, onde soluções de vários produtos químicos eliminam ou dissolvem lignina, materiais fibrosos ou outras impurezas [004] para resultar na geração de polpa. Tratamento mecânico, também referido como polpagem química, utiliza um mecanismo de moagem tal como o refinador de disco acima descrito para liberar fibras de uma matriz de madeira, onde a polpa é liberada por meio de força mecânica antes de por recursos químicos. [005] Sistemas de processamento mecânico típico consiste em diversas etapas, incluindo lascamento e manipulação de madeira, classificação mecânica das lascas de madeira, lavagem das lascas, preaquecimento ou fumegação (atmosférica ou pressurizada) das lascas, 1o estágio de refinação, um 2o estágio de refi nação opcional (fre-qüentemente múltiplos estágios de refinação são empregados), remoção de latência, peneiração, branqueamento, e armazenagem antes da polpa ser enviada para uma máquina de fabricação de papel. [006] Como conhecido na técnica, processos de polpagem mecânica requerem o consumo de uma significante quantidade de energia. Existe um desejo dentro da indústria para reduzir estes requisitos de energia para gerar a polpa necessária para a produção de papel e aditivos de papel. Tentativas têm sido feitas na técnica para reduzir as demandas de energia dos refinadores, como descrito na Patente dos Estados Unidos n- 4.388.148 (Yshmarkt e outro); Patente dos Estados Unidos n- 5.007.985 (Engstrand e outro); Patente dos Estados Unidos n- 5.338.405 (Patt e outro); Patente dos Estados Unidos n- 5.454.907 (Hayashi) e Patente dos Estados Unidos n- 6.159.335 (Owens e outro). [007] Outro método de realizar economias de energia é aumentar a taxa de produção de um produtor de refinação sem aumentar o consumo de energia específica, como especificado no artigo técnico enti-tulado "O Efeito de Taxa de Produção sobre o Consumo de Energia Específico em Refinação de Lasca de Consistência Elevadas", por Strand B. C. e outro, IMPC Conference, Oslo 1993, pp. 143-151. Des- se modo, o refinador fornecería uma quantidade maior de polpa sem um aumento simultâneo no consumo de energia específica. Neste sentido houveram tentativas dentro da indústria para aumentar a taxa de produção de um fabricante de refinaria, como descrito na Patente dos Estados Unidos na 3.808.090 (Logan e outro), entretanto, tais tentativas têm se provado mal-sucedidas. [008] Adicional mente, a indústria tem observado o uso de produtos químicos e/ou processos secundários para tratar as lascas de madeira para maior facilidade de processamento, por exemplo, como descrito na Patente dos Estados Unidos n- 4.767.499 (Símonson e outro); Patente dos Estados Unidos ns 2.947.655 (Eberhardt); e um artigo técnico entitulado "Groundwood Mills use Specialty Chemicals to Solve Pitch Problemas" Pulp & Paper, por Rying, S., Março de 1978, pp. 177-179. [009] As modalidades do processo fornecido pela presente invenção tratam as necessidades da indústria de fabricação de papel devido ao realce da taxa de produção do refinador e/ou a redução da energia específica necessária para um alvo de soltura. As modalidades da presente invenção fornecem economias de custos com respeito ao número de fabricantes de refinação necessário em um determinado processo para produzir uma tonelagem particular de polpa por dia bem como uma redução potencial no consumo de energia para o processo de refinação. [0010] Adicional mente, as modalidades da presente invenção são vantajosas por que elas não apresentam um risco à saúde para os operadores do refinador por que substâncias alta mente alcalinas e tóxicas tais como aluminato de sódio não são empregadas.
Sumário da Invenção [0011] As modalidades da presente invenção utilizam uma solução lubrificante, ou na alternativa, utilizam uma solução portado- ra/friccionadora para aumentar a taxa de produção de um refinador com respeito à lascas de madeira e/ou reduzir o consumo de energia específica para uma soltura de alvo. [0012] Uma modalidade do processo compreende: [0013] (a1) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução lubrificante a uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação dentro de uma área de refinação; ou [0014] (a2) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução portadora/friccionadora a uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação em uma área de refinação; e [0015] (b) liberar as lascas de madeira para um refinador. [0016] Uma modalidade alternativa da presente invenção compreende (1) (1) liberar uma quantidade de lascas de madeira para um refinador; e (2) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução portadora/friccionadora uma quantidade de lascas de madeira na área de refinação. [0017] A etapa (a1) envolve aplicar uma solução lubrificante aquo-sa a uma quantidade de lascas de madeira, onde a solução lubrificante contém cerca de 0,04% em peso as cerca de 15% em peso do lubrificante, preferivelmente a solução contém cerca de 0,06% em peso a cerca de 9,0% em peso do lubrificante; mais preferivelmente cerca de 0,06% em peso a cerca de 2% em peso, e mais preferivelmente, a solução é de cerca de uma solução lubrificante aquosa a 1,0% em peso. [0018] A solução lubrificante de etapa (a1) pode ser aplicada às lascas de madeira por quaisquer métodos conhecidos na técnica. Em geral, para qualquer dos métodos de aplicação de embebimento ou vaporização, ou combinação destes, a dosagem de lubrificante deve ser na faixa de cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,15 a cerca de 6 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente variando de cerca de 0,11 Kg a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca 4lb) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira; e mais preferivelmente cerca de 0,22 Kg (0,5 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira. [0019] A solução lubrificante de etapa (a1) pode compreender goma guar catiônica, amido catiônico, poliacrilamida catiônica, óxido de polietileno não-iônico, misturas contendo goma xantana e pelo menos um outro lubrificante (preferivelmente goma guar catiônica); e/ou várias combinações ou misturas dos lubrificantes acima descritos. [0020] A etapa (a2) envolve aplicar uma solução portadora aquo-sa/friccionadora a uma quantidade de lascas de madeira por quaisquer métodos conhecidos na técnica, tal como embebimento, vaporização e combinações destes. A solução portadora/friccionadora é aplicada às lascas de madeira, onde a solução contém cerca de 0,04% em peso a cerca de 15% em peso do portador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora) e contém cerca de 0,3% em peso a cerca de 30% em peso do friccionador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora). Opcionalmente, a solução portadora/friccionadora contém cerca de 0,5% em peso de um portador e cerca de 3% em peso de friccionador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora). [0021] A dosagem de portador/friccionador deve ser na faixa de cerca de 0,045 Kg a cerca de 4,53 Kg (0,1 a cerca de 10 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira, variando de cerca de preferivelmente cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de portador/ friccionador por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente variando de cerca de 0,11 Kg a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira. Opcionalmente, a solução portadora/friccionadora contém cerca de 0,22 Kg por tonelada de um portador e cerca de 1,36 Kg (0,5 a cerca de 3 Ib) por tonelada de friccionador (com base no peso total da solução portadora/frlecionadora ). [0022] O portador para uso na etapa (a2) compreende goma guar catiônica, gomas guar aniônica, goma guar não-iônica, goma guar an-fotérica, amido catíônico, óxido de políetíleno não-iônico, políacrilami-das catiônicas, poliacrilamidas aniônicas, poliacrilamidas não-iônicas, goma xantana, misturas de goma xantana e pelo menos um outro portador (preferivelmente um de goma guar catiônica, não-íôníca/aniônica/anfotérica); e outras combinações dos portadores acima descritos. [0023] Os friccionadores adequados compreendem óxido de alumínio, pedra-pomes, metasilicato de cálcio (por exemplo, volastonita), sienito nefelínico, sílica, feldspato, triidrato de alumínio, contas de vidro, quartzo, argila e várias misturas de tais friccionadores. Além disso, o friccíonador não deve dissolver completamente ou reagir em exposição vários componentes utilizados durante o processo de polpagem. Descricão Detalhada [0024] As modalidades da presente invenção referem-se a processos para realçar a taxa de produção do refinador e/ou reduzir o consumo de energia específica para um alvo de soltura. [0025] Processos típicos para polpagem são aqueles onde as lacas de madeira são alimentadas em um refinador, tal como aqueles refinadores convencionais conhecidos por aqueles versados na técnica (por exemplo, um refinador primário pressurizado TMP de 30,48 cm KRK, modelo número BRP55-300SS, fabricado por Kumagai Riki Kogyo Company Ltd, Tokyo, Japão). O refinador é utilizado para reduzir os materiais crus celulósicos que são suspensos em água para um estado fibroso (material de polpa úmida). [0026] Geral mente, as lascas de madeira em um refinador são íní-cialmente contidas em um vaso preaquecido e subseq üentemente jogadas em uma coação de alimentação de fita que é pressurizada na mesma pressão do refinador. As lascas de madeira são continuamente alimentadas em uma área de refinação contra o fluxo de vapor produzido pela ação de refinação. A solução de lasca de madeira aquosa liberada para o refinador é de cerca de 50% de sólidos. O refinador tipicamente tem duas placas de metal onde pelo menos uma das placas é giratória em alta velocidade. A velocidade da alimentação de coação de entrada controla a taxa de produção porque ela determina a quantidade de lascas de madeira permitidas entrar na área de refinação. A área de refinação basicamente compreende duas zonas: 1) uma zona de barra britadeira tem um segmento áspero caracterizado por barras amplas e ranhuras e a zona de desenvolvimento tem um segmento denso caracterizado por barras mais estreitas e ranhuras. Nesta zona de barra britadeira as lascas são quebradas em polpa grosseira entre o olho do refinador e as barras britadoras. A área de refinação desfibrata e fibrilata a polpa pela pressão que está presente entre as barras e barragens das placas refinadoras, bem como pela fricção produzida quando o contato é feito com outras fibras. Água de diluição é então injetada na área refinadora para diminuir os sólidos da polpa em torno de 30% a 40% na saída do refinador. A água de diluição serve para extinguir o vapor que é produzido, consistência menor da polpa, lubrificar, e modificar a reologia da polpa e fibras. O efeito de extinção pode também prevenir a polpa de queimar (isto é, perder o brilho). A energia consumida durante o processo de refinação é empregado para produzir polpa e vapor. [0027] Como aqui empregado, o termo "soltura" significa referir-se à avaliação de drenagem de água de polpa ou capacidade de uma mistura de polpa e água liberar ou reter água ou drenagem. As polpas tendo maiores valores de soltura são caracterizadas como sendo polpas de drenagem mais rápida, mais grosseiras. A soltura é tipicamente reportada como "ml CSF" (Canadian Standard Freeness). A soltura é dependente tanto das propriedades mecânicas do refinador quanto as propriedades físicas das lascas de madeira. Um operador pode variar os parâmetros do refinador tal como abertura da placa, fluxo de água de diluição ou velocidade de coação de alimentação dependendo se o processo está em concordância com o alvo de soltura. O valor de soltura pode variar inicialmente da adição da solução lubrificante ou da solução portadora/aditiva às lascas de madeira; entretanto, os parâmetros acima mencionados podem ser mudados para tingir a soltura desejada. [0028] Como aqui empregado, o termo "área de refinação" significa referir-se à área dentro de qualquer refinador onde as lascas de madeira são convertidas em polpa. [0029] Como aqui empregado, o termo "lubrificante" significa referir-se a uma substância(s) que é capaz de reduzir ou prevenir fricção. [0030] Uma "solução lubrificante" significa referir-se a uma solução aquosa compreendendo o(s) lubrificante(s); e "dosagem lubrificante" refere-se à quantidade de lubrificante(s) liberada para as lascas de madeira. [0031] Como aqui empregado, o termo "friccionador" significa referir-se a qualquer material em partículas tendo uma dureza MOHS que é maior do que a madeira com a qual é empregado, e que pode criar fricção entre as barras refinadoras e as fibras ou lascas de madeira e entre as fibras e as lascas de madeira propriamente ditas. Além disso, o friccionador não deve dissolver completamente ou reagir em exposição a vários componentes utilizados durante o processo de polpagem. [0032] Uma "solução de portador/friccionador" significa referir-se a uma solução aquosa compreendendo o(s) portador(es) / fricciona-dor(es); e "dosagem de portador/friccionador" refere-se à quantidade de portador(es)/friccionador(es) liberados para as lascas de madeira. [0033] A presente invenção utiliza uma solução lubrificante, ou ai- ternativamente, utiliza uma solução portadora/friccionadora para aumentar a capacidade volumétrica de um refinador com respeito às lascas de madeira e/ou reduzir o consumo de energia específico para uma soltura de alvo. Mais especificamente, uma modalidade do processo compreende: [0034] (a1) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução lubrificante a uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação dentro de uma área de refinação; ou [0035] (a2) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução portadora/friccionador a uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação para dentro de uma área de refinação; e [0036] (b) liberar as lascas de madeira para um refinador. [0037] Como acima mencionado, uma modalidade alternativa da presente invenção compreende (1) liberar uma quantidade de lascas de madeira para um refinador; e (2) aplicar, por embebimento e/ou vaporização, uma solução portadora/friccionadora a uma quantidade de lascas de madeira na área de refinação. Nesta modalidade particular, o(s) lubrificante(s), portado(es)/friccionador(es), e quantidades de uso de cada um bem como os outros parâmetros descritos permanecem consistentes como aqui descrito. Esta modalidade trata da capacidade de alterar o ponto de adição do(s) portado(es)/friccionador(es). [0038] As modalidades do processo são aplicáveis a processos de fabricação de papel utilizando ou uma configuração de produção de batelada ou contínua. Em qualquer caso, a solução lubrificante ou solução portadora/friccionadora deve ser eventualmente dispersa através da quantidade de lascas de madeira. Além disso, a presente invenção pode ser empregada com vários tipos de processos de polpagem mecânica atmosférica ou pressurizada bem conhecidos na técnica tal como, por exemplo, Thermo Mechanical Pulping (TMP) em que as lascas de madeira são submetidas a aquecimento, pressão, e cisalhamento mecânico em um refinador; Refiner Mechanical Pulping (RMP); Chemi-Mechanical Pulping (CMP); e Chemi-Thermo Mechanical Pulping (CTMP). [0039] Um importante aspecto de aumentar uma taxa de produção do refinador envolve aumentar o fluxo volumétrico de lascas de madeira dentro da, bem como a capacidade volumétrica, da área de refinação. Uma taxa de produção aumentada corresponde a um número aumentado de lascas de madeira por unidade de volume que pode entrar dentro da, e o fluxo através da, área de refinação, durante um determinado período de tempo. Sem ser ligado por teoria acredita-se que o fluxo de lasca de madeira aumentado resulta de uma embalagem mais eficiente das lascas de madeira com respeito a uma outra, tal que exista menos áreas vazias ou bolsas de vapor na coação do refinador. A solução lubrificante pode portanto comportar-se como um lubrificante de lascas e/ou modificador de reologia. O efeito de mais eficientemente embalar as lascas de madeira pode produzir polpa de qualidade mais elevada 1) permitindo uma alimentação mais volumosa de lascas de madeira para o refinador; e 2) provendo uma ação mecânica mais uniforme e predizível sobre a polpa que eventualmente resultará em menos oscilações de produção. [0040] De acordo com a presente invenção, a etapa (a1) envolve aplicar uma solução lubrificante uma quantidade de lascas de madeira embebendo e/ou vaporizando as lascas de madeira com a solução lubrificante, onde a solução contém cerca de 0,04% em peso a cerca de 15% em peso de lubrificante, preferivelmente cerca de 0,06% em peso a cerca de 9% em peso, mais preferivelmente cerca de 0,06% em peso a cerca de 2% em peso; e mais preferivelmente, a solução contém cerca de 1,0% em peso de lubrificante. [0041] A solução lubrificante de etapa (a1) pode ser aplicada às lascas de madeira por quaisquer métodos conhecidos na técnica. Pre- ferivelmente, a solução lubrificante é aplicada por embebimento (incluindo pré-embebimento) das lascas de madeira. As lascas de madeira podem ser embebidas por meio de imersão das lascas de madeira em um banho contendo a solução lubrificante. Alternativamente, o lubrificante pode ser utilizado em forma de pó, de modo que ele possa ser adicionado às lascas de madeira após as lascas de madeira terem sido pré-embebidas em água sozinha e subseqüentemente drenada, por que existe resíduo de água suficiente sobre as lascas com as quais o pó formará uma solução lubrificante. As lascas de madeira podem ser embebidas durante um período de tempo variando de cerca de 1 segundo a cerca de 10 minutos antes de sua liberação dentro da área de refinação, preferivelmente variando de cerca de 30 segundos a cerca de 5 minutos, e mais preferivelmente o tempo de embebimento e de cerca de 1 minuto. Será reconhecido e entendido por aqueles versados na técnica que a dosagem de lubrificante é um fator crítico, e desse modo, o tempo de embebimento variará dependendo da concentração de lubrificante na solução, processo de polpa (por exemplo, temperatura, pressão e similares), processo de aplicação (por exemplo, vaporização, embebimento e similares), e características de lasca de madeira (por exemplo, teor de umidade, densidade e similares). A dosagem de lubrificante deve ser na faixa de cerca de cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente variando de cerca de 0,11 Kg a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de lubrificante por toneladas de lascas de madeira; e mais preferivelmente cerca de 0,22 Kg (0,5 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira.Tipicamente, dosagem de lubrificante é baseada na quantidade de lubrificante absorvida na lasca de madeira. Entretanto o efeito de lubrificação é causado pelo material adsorvido. [0042] Alternativamente, na etapa (a1) as lascas de madeira po- dem ser vaporizadas com solução lubrificante utilizando qualquer método convencionalmente conhecido na técnica para a aplicação de spray de soluções tais como, por exemplo, o sistema de bico de spray Floodjet® por Spraying System Co. Wheaton, III. Por exemplo, em métodos típicos, um bico de spray pode ser empregado para regar as lascas com a solução lubrificante seguindo a etapa de lavagem da lasca de madeira inicial justamente antes da liberação no pré-aquecedor de lasca. A taxa de aplicação da solução lubrificante é dependente da taxa de fluxo de lasca de madeira e deve ser estabelecidas em uma taxa que fornece a dosagem lubrificante necessária às lascas de madeira. A dosagem lubrificante deve ser na faixa de cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6lb) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente variando de cerca de 0,11 Kg a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de lubrificante por toneladas de lascas de madeira; mais preferivelmente cerca de 0,22 Kg (0,5 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira. Por exemplo, a aplicação de 0,25% em peso de solução lubrificante a uma quantidade de lascas de madeira necessária para uma taxa de produção de cerca de 20 toneladas por hora e tendo uma dosagem de cerca de 0,22 Kg por tonelada (0,5 Ib), a taxa de aplicação serias de cerca de 7,84 galões por minuto (20 x 0,5 / 0,25 x 100 / 8,5 (densidade de água em Kg por galão) / 60 = 7,84 galões/minuto), que provê a dosagem de lubrificante necessária pelas lascas de madeira. [0043] Além disso, a solução lubrificante pode ser aplicada empre-gando-se uma combinação de ambas as técnicas embebimento e va-porização descritas acima. Quando um tal método é utilizado, o tempo requerido pra cada aspecto pode variar de acordo com a concentração da solução lubrificante, tipos de lascas de madeira utilizados e similares. Entretanto, a dosagem lubrificante deve permanecer na faixa de cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de lubrifi- cante por tonelada de lascas, preferivelmente variando de cerca de 0,11 Kg a cerca de 1,81 Kg (0,5 a cerca de 4 Ib) de lubrificante por toneladas de lascas de madeira; mais preferivelmente cerca de 0,22 Kg (0,5 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira. [0044] Como acima observado, a solução lubrificante de etapa (a1) compreende goma guar catiônica, amido catiônico, poliacrilamida catiônica, oxido de polietileno não-iônico, misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante (preferivelmente goma guar catiônica); e/ou várias combinações de diferentes lubrificantes. Quando misturas de vários lubrificantes são utilizadas, cada lubrificante individual pode estar presente em uma relação de peso variando de cerca de 1:99 a cerca de 99:1, mais preferivelmente variando de cerca de 1:4 a cerca de 4:1, e mais preferivelmente a relação de peso é de cerca de 1:1. [0045] Geralmente, as gomas guar empregadas de acordo com as etapa (a1) são galacto-manans compreendendo uma cadeia linear de unidades de beta-D-manopiranosila ligada com unidades de alfa-D-galactopiranosila de único membro ocorrendo como ramificações laterais, onde estas unidades estão em uma relação de cerca de 1:4, respectivamente. As modalidades da presente invenção podem empregar um copolímero de galactose e manose resultando na goma guar catiônica preferida. [0046] As gomas guar podem ser tornadas catiônicas por quater-nização com compostos de amina quaternária. As gomas guar catiônicas típicas têm uma fórmula geral representada por: Guar-O-C2H4N+H3, onde a molécula de oxigênio refere-se ao sítio reativo de CH2OH. [0047] As gomas guar catiônicas preferidas para uso na presente invenção têm um peso molecular de média de número variando de cerca de 1 milhão a cerca de 2 milhões, preferivelmente variando de cerca de 1,7 milhão a cerca de 1,9 milhão, e mais preferivelmente o peso molecular de média de número é de cerca de 1,8 milhão. Um exemplo de uma goma guar catiônica preferida inclui, porém não está limitada a, cloreto de hidroxipropiltrimônio guar. Um exemplo de uma goma guar catiônica comercialmente disponível é Galactasol® SP 813S (disponível de Hercules Incorporated, Wilmington, DE). [0048] Poliacrilamidas catiônicas compreendem grupos monoméri-cos de acrilamida (isto é, CH=C[-CONH2]- em que o grupo entre colchetes é ligado ao segundo carbono). Os co-monômeros catiônicos tipicamente têm grupos de amônio quaternário, e eles são ligados à cadeia polímera por uma amida -CH=C[-CONH-RN+(CH3)3]X" ou um éster -CH=C[-COO-R-N+(CH3)3]X- onde R = (CH2)n, en = 0-8, eXé um ânion (por exemplo, Cl", Br", ou S04"). [0049] As poliacrilamidas catiônicas preferidas para uso na presente invenção tem um peso molecular de média de número variando de cerca de 1 milhão a cerca de 10 milhões, preferivelmente cerca de 3 milhões a cerca de 8 milhões, e mais preferivelmente o peso molecular de média de número é de cerca de 5 milhões. Adicionalmente as poliacrilamidas têm uma densidade de carga catiônica entre cerca de 5% em mol. e cerca de 100% em mol., preferivelmente cerca de 7% em mol. a cerca de 20% em mol, e mais preferivelmente a densidade de carga catiônica é de cerca de 10% de mol. Um exemplo de uma poliacrilamida catiônica comercialmente disponível inclui, porém não está limitada a PerForm® 8713 (disponível de Hercules Incorporated, Wilmington, DE). [0050] Os óxidos de polietileno tipicamente compreende monôme-ros de óxido de etileno compreendendo um anel de epóxido, onde as moléculas tipicamente também contem duas ligações de CH2 e um átomo de oxigênio. Na presença de um catalisador, o monômero forma uma cadeia tendo uma unidade de repetição -CH2-CH2-0-. [0051] Os óxidos de polietileno não-iônicos preferidos para uso com a presente invenção têm um peso molecular de média de número maior do que ou igual a 50.000, preferivelmente na faixa de cerca de 500.000 a cerca de 50 milhões, e mais preferivelmente o peso molecular de média de número é de cerca de 2 milhões. Um exemplo de um óxido de polietileno comercialmente disponível inclui, porém não estás limitado as, Polyox® WSR 303 (disponibilizado pela Dow Chemical, Midland Ml). [0052] O amido é uma unidade de glicose de repetição, tendo uma composição monômera de carboidrato de C6H1206. No polímero cada unidade tem três grupos -OH, e as unidades são ligadas uma à outra com ligações flexíveis alfa-1-4-glicocídicas. O amido catiônico é produzido reagindo-se amido com um reagente tal como cloreto de epoxi-propiltrimetilamônio que contém um nitrogênio quaternário, que é usualmente ligado ao amido na posição C6. [0053] Os produtos de amido catiônico preferidos para uso na presente invenção têm um peso molecular de médias de número na faixa de cerca de 1.000 a cerca de 2 milhões, preferivelmente um peso variando de cerca de 5.000 a cerca de 20.000, e mais preferivelmente o peso molecular de média de número é de cerca de 10.000. Adicionalmente o amido catiônico tem uma densidade de carga entre cerca de 0,15% e cerca de 0,43% de nitrogênio, preferivelmente uma densidade de carga catiônica de cerca de 0,30% a cerca de 0,36% de nitrogênio, e mais preferivelmente a densidade de carga é de cerca de 0,33%. Exemplos de amidos catiônicos comercialmente disponíveis incluem, porém não estão limitados a, um amido de milho catiônico tal como National 3782A; um milho ceroso catiônico tal como, por exemplo, Mi-croCAT® 110; e um amido de batata catiônico tal como, por exemplo, Staloc 400 (todos os quais são disponibilizados pela National Starch Company, Indianapolis, IN). [0054] A goma xantana é um polissacarídeo de peso molecular elevado produzido por fermentação viscosa. A cadeia principal políme-ra é feita de resíduos de D-glicose 4-ligados, β-1 e, portanto, é idêntico à molécula de celulose. Uma ramificação de trissacarídeo contendo uma unidade de ácido glucurônico entre duas unidades de manose é ligada a todas as outras unidades de glicose na posição de número 3. As gomas xantana preferidas têm um peso molecular que varia de cerca de 1 milhão a cerca de 4 milhões, mais preferivelmente variando de cerca de 2 milhões a cerca de 3 milhões, mais preferivelmente cerca de 2 milhões. [0055] Um exemplo de uma goma xantana comercialmente disponível adequada inclui, porém não está limitado a, Keizan RD (disponibilizado pela CP Kelco, Wilmington, DE). [0056] Misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante (preferivelmente goma guar catiônica); e/ou várias combinações de diferentes lubrificantes são preferivelmente encontradas em relações de peso variando de cerca de 10: 1 a cerca de 1: 10, mais preferivelmente de cerca de 5: 1 a cerca de 1: 5, e o mais preferivelmente em uma relação em peso de cerca de 1: 1. [0057] Outro importante aspecto de refinação de polpa é o tempo de permanência que a polpa ou fibras despende na área de refinação. Um tempo de permanência mais longo na área de refinação resulta em polpa de qualidade melhor do que um tempo de permanência mais curto, de acordo com o número aumentado de contatos de fibra/fibra e fibra/barra. A distribuição de energia sobre um número maior de contatos da barra é mais eficiente do que a mesma distribuição de energia sobre um número de contatos da barra. A adição de uma solução por-tadora/friccionadora aumenta a fricção entre as fibras, bem como entre as fibras e a barra na área de refinação. Desse modo, um tempo de permanência curto em conjunto com o uso de uma solução portado- ra/friccionadora simula os efeitos de um tempo de residência muito maior. O friccionador é um material abrasivo que é transportado para as lascas de madeira pela solução portadora. Uma vez que as lascas de madeira estão no refinador, o portador adelgaça-se e o friccionador torna-se disponível sobre a superfície da lasca para agir como um abrasivo. Desse modo, o grau maior de fricção conferido pela solução portadora/friccionadora provê uma redução no consumo de energia específica para um alvo de soltura. [0058] De acordo com a presente invenção, a etapa (a2) envolve aplicar uma solução portadora /friccionadora a uma quantidade de lascas de madeira embebendo e/ou vaporizando as lascas de madeira com a solução portadora /friccionadora, onde a solução contém cerca de 0,04% em peso a cerca de 15% em peso do portador, preferivelmente a solução contém cerca de 0,06% em peso a cerca de 9% em peso do portador; mais preferivelmente cerca de 0,06% em peso a cerca de 2% em peso, mais preferivelmente, a solução contém cerca de 0,5% em peso de portador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora). [0059] Adicionalmente a solução contém cerca de 0,3% em peso a cerca de 30% em peso do friccionador, preferivelmente cerca de 0,3% em peso a cerca de 10% em peso, more preferivelmente cerca de 1% em peso a cerca de 8% em peso , e o mais preferivelmente a solução contém cerca de 3% em peso de friccionador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora). Idealmente, a solução portadora/friccionadora contém cerca de 0,5% em peso de um portador e cerca de 3% em peso de friccionador (com base no peso total da solução portadora/friccionadora). [0060] Preferivelmente, em uma solução portadora/friccionadora , o portador e friccionador têm uma relação de peso de cerca de 1: 20 a cerca de 1: 3, preferivelmente cerca de 1: 10 a cerca de 1: 5, e mais preferivelmente cerca de 1: 6, respectivamente. [0061] A solução portadora/friccionadora de etapa (a2) pode ser aplicada às lascas de madeira por quaisquer métodos conhecidos na técnica. Preferivelmente, a solução é aplicada embebendo (inclusive pré-embebendo) as lascas de madeira. As lascas de madeira podem ser embebidas por meio de imersão das lascas de madeira em um banho contendo uma solução portadora/friccionadora. Alternativamente, o portador e friccionador podem ser utilizados em forma de pó, tal que eles possam ser adicionados às lascas de madeira após as lascas de madeira terem sido pré-embebidas em água somente e subseqüente-mente drenada, por que existe suficiente resíduo de água sobre as lascas que o pó formará uma solução portadora/friccionadora. As lascas de madeira podem ser embebidas durante um período de tempo variando de cerca de 1 segundo a cerca de 10 minutos antes de sua liberação dentro da área de refinação, preferivelmente, variando de cerca de 30 segundos a cerca de 5 minutos, mais preferivelmente, o tempo de embebimento é em torno de 1 minuto. Será reconhecido e entendido por aqueles versados na técnica que a dosagem de portador e friccionador é um fator criticai. A dosagem deve ser na faixa de cerca de 0,045 Kg a cerca de 4,53 Kg por tonelada (0,1 a cerca de 10 Ib) de lascas de madeira, preferivelmente, variando de cerca de 0,045 Kg a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira, mais preferivelmente, variando de cerca de 0,11 a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira, mais preferivelmente cerca de 1,58 Kg (3,5 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira . [0062] Alternativamente, na etapa (a2) as lascas de madeira podem ser vaporizadas com a solução antes de entrar na área de refinação ou na área de refinação utilizando qualquer método convencio- nalmente conhecido na técnica para a aplicação de spray de soluções tais como aquelas acima descritas. Por exemplo, em métodos típicos, um bico de spray pode ser empregado para borrifar as lascas com a solução no alimentador de coação antes de entrar no refinador. A taxa de aplicação da solução portadora/friccionadora é dependente da taxa de fluxo de lasca de madeira e deve ser estabelecida em uma taxa que forneça a dosagem necessária às lascas de madeira. A dosagem de portador/friccionador deve ser na faixa de cerca de 0,45 a cerca de 4,5 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente, variando de cerca de 0,045 a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira, mais preferivelmente, variando de cerca de 0,11 a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira; mais preferivelmente cerca de 1,58 Kg (3,5 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira. Por exemplo, a aplicação de um 3,5% em peso de solução portadora/friccionadora a uma quantidade de lascas de madeira necessária para uma taxa de produção de cerca de 20 toneladas por hora e tendo um dosagem de portador/friccionador de cerca de 1,58 Kg por tonelada (3,5 Ib), a taxa de aplicação seria de cerca de 3,9 galões por minuto (20 x 3,5 (densidade de água em Kg por galão)/60 x 100/3.5 = 3,9 galões/minuto), que provê a dosagem necessária de portador/friccionador pelas lascas de madeira . [0063] Além disso, a solução portadora/friccionadora pode ser aplicada empregando-se uma combinação de ambas as técnicas de embebimento e vaporização acima descritas. Quando um tal método é utilizado, o tempo requerido para cada aspecto pode variar de acordo com a concentração da solução portadora/friccionadora, tipos de lascas de madeira utilizadas e os similares. Entretanto, a dosagem de portador/friccionador deve permanecer na faixa de cerca de 0,045 a cerca de 4,53 Kg (0,1 a cerca de 10 Ib) por tonelada de lascas de madeira, preferivelmente, variando de cerca de 0,045 a cerca de 2,72 Kg (0,1 a cerca de 6 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas, mais preferivelmente, variando de cerca de 0,11 a cerca de 1,81 Kg (0,25 a cerca de 4 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas; e o mais preferivelmente cerca de 1,58 Kg (3,5 Ib) de portador/friccionador por tonelada de lascas de madeira. [0064] O portador para uso na etapa (a2) compreende goma guar catiônica, goma guar aniônica, goma guar não-iônica, goma guar anfo-térica, amido catiônico, óxido de polietileno não-iônico, poliacrilamidas aniônicas catiônicas, goma xantana não-iônica, misturas de goma xan-tana e pelo menos um outro portador (preferivelmente, um de goma guar catiônica/não-iônica/ niônica/anfotérica); e outras várias combinações dos portadores acima descritos. Aqueles portadores tais como guar catiônica, amido catiônico, óxido de polietilenos não-iônico, poliacrilamidas catiônicas e goma xantana são os mesmos daqueles descritos acima, enquanto que os portadores restantes são mencionados abaixo. Quando misturas são utilizadas, cada portador individual pode estar presente em uma relação de peso variando de cerca de 1: 99 a cerca de 99:1; mais preferivelmente, variando de cerca de 1: 4 a cerca de 4:1, e o mais preferivelmente a relação de peso é de cerca de 1:1. [0065] Geralmente, as gomas guar empregadas de acordo com a etapa (a2) são galactomanans compreendendo uma cadeia linear de unidades de beta-D-manopiranosila ligadas com unidades de alfa-D-galactopiranosila de um único membro ocorrendo como ramificações laterais, onde estas unidades estão em uma relação de cerca de 1:4, respectivamente. As modalidades da presente invenção podem empregar um copolímero de galactose e manose resultando na goma guar aniônica ou não-iônica preferida. [0066] Os derivados de gomas guar aniônicas e não-iônicas po- dem ser produzidos por reações de eterificação ou esterificação pelas funcionalidades de hidroxila da cadeia de galacto-manose. [0067] As gomas guar aniônicas e/ou não-iônicas preferidas para uso na presente invenção têm um peso molecular de média de número que varia de cerca de 1 milhão a cerca de 2 milhões, preferivelmente, variando de cerca de 1,7 milhão a cerca de 1,9 milhão, e mais preferivelmente, o peso molecular de média de número é de cerca de 1,8 milhão. Um exemplo de uma goma guar aniônica preferida inclui, porém não está limitada a, guar de carboximetilidroxipropila. Um exemplo de uma goma guar aniônica comercialmente disponível é Galactasol® 60H3FD (disponibilizada por Hercules Incorporated, DE). Um exemplo de uma goma guar não-iônica preferida inclui, porém não está limitado a, goma guar. Um exemplo de uma goma guar não-iônica comercialmente disponível é Supercol® G2S (disponibilizada por Hercules Incorporated, DE). [0068] As gomas guar anfotéricos compreendem várias misturas de gomas guar catiônicas e aniônicas. Um exemplo de uma goma guar anfotérica comercialmente disponível é AQU D-3372 (disponibilizada por Hercules Incorporated, Wilmington, DE). [0069] Poliacrilamidass aniônicas e não-iônicas compreendem monômeros de acrilamida (isto é, CH=C[-CONH2]-, em que o grupo entre colchetes é ligado ao segundo carbono). As poliacrilamidas aniônicas tipicamente têm grupos de co-monômero ligados à cadeia polímera. Tais monômeros incluem, porém não estão limitados a ácido (metil)acrílico e seus sais, sulfonato de 2-acrilamido-2-metilpropano, sulfoetil-(met)acrilato, ácido vinilsulfônico, ácidos maléico ou outro di-básico ou seus sais ou misturas destes. As poliacrilamidas não-iônicas tipicamente têm grupos de co-monômero não-iônico ligados à cadeia polimera. Os monômeros não-iônicos incluem, porém não estão limitados a (met)acrilamida; N-alquilacrilamids, tais como N-metilacrilamida; Ν,Ν-dialquilacrilamidas, tais como Ν,Ν-dimetilacrilamida; acrilato de metila; metacrilato de metila; acrilonitrilo; acetato de vinila; N-vinilpirro-lidona, e misturas de qualquer dos anteriores e similares. [0070] As poliacrilamidas aniônicas e não-iônicas preferidas para uso na presente invenção têm um peso molecular de media de número variando de cerca de 1 milhão a cerca de 25 milhões, preferivelmente cerca de 2 milhões a cerca de 24 milhões, e mais preferivelmente, o peso molecular de média de número é de cerca de 3 a 23 milhões. Adicionalmente, os portadores aniônicos têm uma densidade de carga aniônica entre cerca de 0 e cerca de 100%-mol, preferivelmente cerca de 1 a cerca de 99%, e mais preferivelmente, a densidade de carga aniônica é de cerca de 2 a 98%-mol. Um exemplo de uma poliacrilami-da aniônica comercialmente disponível inclui, porém não está limitado a, Floerger AN910 (disponível de SNF Floerger, Riceboro, GA). Um exemplo de uma poliacrilamida não-iônica comercialmente disponível inclui, mas não está limitado a, Floerger FA 920 (disponível de SNF Floerger, Riceboro, GA). [0071] Misturas preferidas de goma xantana e pelo menos um outro portador (preferivelmente um dentre goma guar catiônica/não aniô-nica/aniônica/anfotérica) bem como misturas de vários portadores são encontradas em relações de peso que variam de cerca de 10:1 a cerca de :10, mais preferivelmente de cerca de 5:1 a cerca de 1:5, e ainda mais preferivelmente em uma relação de peso de cerca de 1:1. [0072] As partículas de friccionador na etapa (a2) devem geralmente ter uma dureza de MOHS (uma escala de dureza bem conhecida por aqueles versados na técnica) variando de cerca de 1 a cerca de 9, preferivelmente variando de cerca de 2 a cerca 7, e mais preferivelmente de cerca de 3 a cerca de 6. [0073] Exemplos de friccionadores, porém não estão limitados a, óxido de alumínio, pedra-pomes, metassilicato de cálcio (por exemplo, volastonita), sienito nefelínico, sílica, feldspato, triidrato de alumínio, contas de vidro, quartzo, argila e várias misturas de tais friccionadores. Quando as misturas são utilizadas, cada friccionador individual pode estar presente em uma relação de peso que varia de cerca de 1: 99 a cerca de 99: 1; variando mais preferivelmente de cerca de 1: 4 a cerca de 4: 1, e ainda mais preferivelmente a relação de peso é cerca de 1: 1. [0074] As partículas do friccionador tipicamente têm um tamanho de partícula na faixa de cerca de 1 a cerca de 200 pm, preferivelmente variando de cerca de 50 pm a cerca de 150 pm, e ainda mais preferivelmente o tamanho de partícula é cerca de 70 pm no diâmetro. [0075] Um exemplo de um friccionador comercialmente disponível útil nas modalidades da presente invenção inclui, porém não está limitado a, oxido de alumínio (40 pm, 75 - 76 pm ou 102 pm e 9 MOHS de dureza) disponível de KC Abrasives Company, LLC, Kansas City, KS; e 70 -100 pm de oxido de alumínio disponível de Composition Materials, Milford CT. [0076] Com respeito à etapa (b), as lascas de madeira podem ser liberadas para o refinador automaticamente por aqueles métodos conhecidos na arte ou manualmente onde as lascas de madeira são colocadas no refinador pelo operador. [0077] Tipicamente, o tempo de residência das lascas de madeira em um refinador observado na técnica é cerca de 0,1 segundo a cerca de 150 segundos, dependendo do tipo de lasca de madeira, velocidade do alimentador de coação, abertura da placa do refinador e outras variáveis pertinentes. [0078] Geralmente, no processo de refinação o material de polpa úmido tem um pH que varia de cerca de 6,5 a cerca de 9 e preferivelmente de cerca de 6,5 a cerca de 7,5, ambos antes de e depois da adição da solução aditiva ou da solução de goma guar catiônica/óxido de alumínio.
Exemplos [0079] As modalidades da presente invenção são também definidas nos Exemplos seguintes. Deve ser entendido que estes Exemplos são apenas dados por meio de ilustração. A partir da discussão anterior e destes Exemplos, alguém versado na técnica pode verificar as características essenciais desta invenção, e sem afastar-se do espirito e escopo desta, pode fazer várias mudanças e modificações da invenção para adaptá-la a vários usos e condições. Estas várias modificações da presente invenção além daquelas mostradas e descritas aqui ficarão evidentes por aqueles versados na técnica da descrição anterior. Embora a invenção tenha sido descrita com referência aos meios particulares, materiais e modalidades, deve ser entendido que a invenção não está limitada aos particulares descritos, e estende-se a todos os equivalentes dentro do escopo das reivindicações.
Condições e Procedimentos para Exemplos 1. 2. 3 e 4 Preparação das Lascas de Madeira [0080] Lascas de madeira macia de Pinheiro do Sul Novas de Geórgia Pacific em Palatka, Florida ou Alabama Ri ver Newsprint in Mon-roeville, Alabama, foram avaliadas em dobro empregando um separador Sweco vibro (por exemplo, Sweco Vibro Energy Separator, Modelo Número LS 18S33, fabricado por SWECO, Incorporated, Florence KY). O tamanho das lascas aceito foi maior do que 17,78/20,32 cm (7/8 polegadas) e menor do que 2,54 cm (1 polegada). Cada batei ada de refinação empregou lascas de 2000g A. D. (A. D. se refere ao ambiente seco). Os sólidos de lasca avaliados foram determinados para cada batelada. Batei adas de lasca individual foram embebidas em água de-sionizada, soluções de lubrificante ou soluções de portado r/fricci o na dor em uma pote de 12 quartos com um dreno em temperatura ambiente durante 1 minuto, seguido por um tempo de dreno de 30 segundos. [0081] A dosagem do lubrificante ou dosagem do porta-dor/friccionador foi determinada medindo-se o peso das lascas de madeira antes do período de embebimento e do ganho do peso das lascas de madeira depois do período de embebimento. Por exemplo, uma amostra de 1000 gramas de O. D. das lascas de madeira adsorveu cerca de 400 gramas de solução de lubrificante a 0,0625% ou solução de portador/friccionador. Portador, a dosagem é calculada como: solução de produto (%) / peso seco do forno de lasca de madeira (g) x dosagem da solução (g) x 2000 (Ibs) = libras por tonelada do tratamento. [0082] Os lubrificantes testados nos Exemplos incluíram: [0083] Galactasol® SP 813S, uma goma guar catiônica (CGG) disponível de Hercules Incorporated, Wilmington, DE; [0084] PerForm® 8713, uma poliacrilamida catiônica (CPAM) disponível de Hercules Incorporated, Wilmington, DE; [0085] MicroCAT® 110, um milho ceroso catiônico (CWM) disponível de National Starch Company, Indianápolis, IN; [0086] Staloc 400, um amido de batata catiônico (CPS) disponível de National Starch Company, Indianápolis, IN; [0087] Polyox® WSR 303, um óxido de polietileno (PEO) disponível de Dow Chemical, Midland, Ml; e [0088] Partículas de óxido de alumínio (AO) de aproxim. 75 - 76 pm (200 mesh) e 102 pm (150 mesh) disponíveis de Fisher Scientific. [0089] Keizan RD, uma goma xantana (XG) disponível de CP Kel-co, Wilmington, DE. [0090] National 3782A, densidade de carga de 0,30 - 0,36 % de nitrogênio, um amido de milho catiônico (CCS), disponível de National Starch and Chemical Company, Indianápolis, IN. [0091] O portador texto do nos Exemplos incluiu Galactasol® SP 813S, uma goma guar catiônica (CGG) disponível de Hercules Incor- porated, Wilmington, DE. [0092] Os friccionadores testados nos Exemplos incluídos: [0093] Partículas de óxido de alumínio (AO) de aproxim. 75 - 76 pm e 102 μιτι disponíveis de Fisher Scientific. [0094] Pedra-pomes disponíveis de AGSCO Corporation» Whee-ling, Illinois, Pumíce 0-1/2. [0095] Metassilicato de cálcio, Wollastonite 915U, disponível de Fíbertec, Bridgewater, Massachusetts. [0096] Sienito Nefelínico disponível de AGSCO Corporation, Wheeling, Illinois, como Sienito Nefelínico #50 Procedimento de Refinação [0097] As lascas foram manualmente colocadas em uma calha de alimentação vertical do refinador pelo operador, as peças com tampa foram protegidas e a calha foi pressurizada com vapor em uma temperatura de 125*C durante 3 minutos. O vapor foi diretamente injetado na câmara. [0098] Tabela 1 descreve os parâmetros do refinador utilizados para os Exemplos 1,2, 3 e 4 a menos que de outra maneira notado. Tabela 1 [0099] Na Tabela 2, Controles 1 e 2 tiveram um fluxo de diluição de 10,5 ml/s. [00100] A medida da abertura da placa é um valor médio, que variou de cerca de 0,17 a cerca de 0,22. No Exemplo 4, a abertura da placa foi 0,17 e para Controle 2, a abertura da placa foi 0,22. [00101] *** Controle 5 teve uma velocidade de coação de alimentação de 452 rpm's. [00102] A demanda da força de carga da base do refinador (em Quilowatts) (a demanda de força do refinador quando nenhuma lasca de madeira estava sendo alimentada nele) foi registrada depois de pré-cozer no vapor empregando um computador lap-top. A coação de alimentação foi iniciado e um fornecimento imediato de lascas de madeira foi fornecido à área de refinação. A energia de refinação por tonelada métrica (isto é, Net Specific Energy em kW*Hr/MT) foi monitorada e registrada quando as lascas foram alimentadas no refinador. O tempo do refinador levado para retornar ao nível de demanda da força de base, que envolve a passagem de todas as lascas que estavam na câmara de alimentação ou o tempo de residência de todas as lascas, foi da mesma forma medido. A coação de alimentação foi interrompida e o refinador foi fechado. A taxa de produção foi determinada empregando o peso da lasca seca em forno (O.D.) dividido pela carga de base para a medição do tempo da força da carga de case (em minutos). Um período de tempo mais curto da carga de base para condições da carga de base empregando a mesma quantidade mesma quantidade de lascas de madeira indica uma taxa de produção mais alta. [00103] A polpa refinada foi coletada do vaso de descarga no final de cada ciclo. A consistência da polpa aceita foi medida e a polpa foi tratada por latência antes que a Soltura Padrão Canadense (CSF) fosse testada. A CSF mede as características de drenagem da polpa. A entrada de energia é ajustada na maioria das operações de polpagem mecânica para manter a soltura da polpa dentro de uma faixa estreita. Exemplo 1 [00104] O lubrificante testado neste exemplo foi a goma guar catiô-nico (CGG). A solução de embebimento foi uma solução de goma guar catiônica aquosa a 0,25% ou uma solução de goma guar catiônica aquosa a 0,5% como notado na Tabela 2. A dosagem do lubrificante foi baseada no peso de fibra O. D. Os ciclos de controle envolveram o embebimento das lascas de madeira apenas em água desionizada.
Tabela 2: Ciclos do refinador KRK tendo Lascas de Madeira Embebidas [00105] A Tabela 2 mostra que o embebimento das lascas de madeira em uma solução de goma guar catiônica aumentou a taxa de produção do refinador de uma média de cerca de 283 g/minuto a cerca de 350 g/minuto, A taxa de produção aumentada correlacionou-se a uma demanda de força aumentada com uma diminuição consequente na soltura. Desse modo, os dados mostram que a relação entre energia específica e soltura não foi afetada, [00106] O aumento da concentração de goma guar catiônica na solução de embebimento de 0,25% a 0,5% não resultou em uma mudança notável na taxa de produção. [00107] Os resultados de Tabela 2 indicam que um processo envolvendo o embebimento das lascas de madeira em uma solução de goma guar catiônica antes de entrar na área de refinação aumentou a taxa de produção.
Exemplo 2 [00108] Os lubrificantes testados neste exemplo incluíram goma guar catiônico (CGG); poliacrilamida catiônica (CPAM), milho ceroso catiônico (CWM), amido de batata catiônico (CPS), oxido de polietileno (PEO); goma xantana (XG) sozinha bem como em combinação com goma guar catiônica; bem como partículas de óxido de alumínio (AO) de peneira de 200 malhas (disponíveis de Fisher Scíentífic) sozinhas e em combinação com a goma guar catiônica.
Tabela 3: Taxa de Produção de Refinador KRK [00109] Os resultados na Tabela 3 mostram que todos os lubrificantes significativamente aumentaram a taxa de produção do refinador quando comparado às amostras de Controle. A combinação de goma guar catiônica (CGG) e xantana (XG) foi empregada em uma relação de 1 : 1 e produziu um aumento da taxa de produção maior do que aquele onde a goma xantana foi aplicada individualmente. [00110] Adicional mente, uma solução de goma guar catiônica/óxido de alumínio foi conduzida para verificar o efeito de fricção sobre a re- dução de energia.
Tabela 4: Redução de Energia do Refinador KRK [00111] A Tabela 4 mostra que a adição de goma guar catiônica com oxido de alumínio diminui o consumo de energia específica por cerca de 24%. Óxido de alumínio apenas pareceu ter um efeito prejudicial sobre a energia específica, em que a energia específica aumentou. O cálculo da redução de energia foi baseado na comparação dos valores de energia específica atual à energia específica obtida a partir de uma análise de regressão de todos os ciclos. Os resultados mostrados na Tabela 4 foram gerados ao mesmo tempo como aqueles na Tabela 3; portanto, os mesmos resultados de Controle são aplicáveis para comparação.
Exemplo 3 [00112] Este exemplo testou uma goma guar catiônica (CGG); um amido de milho catiônico (CCS); bem como uma solução de óxido de alumínio (AO) e goma guar catiônica. Nos ciclos de CGG + AO, a solução de goma guar catiônica/óxido de alumínio foi primeiro preparada e em seguida aplicada às lascas de madeira. [00113] Uma análise de regressão linear em todos os dados foi realizada para definir a relação de soltura/energia. Os valores de energia específica atuais foram comparados aos valores de energia específica de regressão linear. Um valor mais baixo quando comparado aos dados de regressão indica uma redução na energia específica (isto é, número negativo). Um valor mais alto quando comparado aos dados de regressão indica um aumento na energia específica {isto é, número positivo). cc Ι- Ο TJ cd c tí= Φ Q£ O
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Exemplo 4 [00115] Este exemplo testou uma goma guar catiônica (CGG) em combinação com pedra-pomes tipo 0-1/2 (PO), metassílicato de cálcio (CS), síeníto nefelínico (NS) ou óxido de alumínio (AO). A aplicação de produto e análise de dados são idênticas àqueles métodos empregados no Exemplo 3.
Tabela 6: Redução de Energia do Refinador KRK 00116] A Tabela 6 mostra que a goma guar catiônica em combinação com óxido de alumínio (CGG+AO) reduziu a energia específica uma média de 13,6%. Adicional mente, ambos, a goma guar catiônica mais pedra-pomes (CGG+PO) e goma guar catiônica mais metassilíca-to de cálcio (CGG +CS) reduziram a energia específica uma média de 6,1%.
Exemplo 5 [00117] Uma experiência foi conduzida em um moinho TMP com Galactosol SP813 S (goma guar catiônica). O produto foi aplicado transportador helícoída! de alimentação preaquecedor como uma solução a 1% em 22,67 Kg/tonelada. Os resultados indicaram que a produção foi aumentada em 9%. Nenhuma alteração significante foi observada na relação de energia específica e soltura.
Exemplo 6 [00118] Uma tentativa foi conduzida em um moinho TMP com Gala cta sol SP 813 S ou GPX 315 (guars catiônicas disponibilizadas por Hercules, Inc., Wilmington, DE) com óxido de alumínio. As combinações de produto foram adicionadas à coação de alimentação em 22,67 a 27,21 Kg/tonelada de guar catiônica e 907,18 a 13,60 Kg/tonelada (2 a 3 Ib/tonelada) de óxido de alumínio. Os Resultados indicaram que a energia foi reduzida por um mínimo de 10% no alvo de soltura (veja a Tabela 7).
Tabela 7: Economias de Energia ™ Indica energia específica do refinador primária e secundária Exemplo 7 [00119] Uma experiência foi conduzida em um moinho TMP com Galactasoi GPX 315 (guar catiônica disponibilizada por Hercules, Inc., Wilmington, DE) com pedra-pomes (disponibilizada por AGSCO Corporation, Wheeling, IL), As combinações de produto foram adicionadas à coação de alimentação em 0,18 Kg/tonelada (0,4 Ib) de guar catiônica e 1,81 Kg/tonelada (4 Ib) de pedra-pomes. Os resultados indicaram que a energia foi reduzida por 5,7% além de diminuir a soltura em 7,5% (Veja a Tabela 8).
Claims (67)
1. Processo para aumentar a taxa de produção do refinador e/ou diminuir a energia específica de polpagem de madeira de um refinador para um alvo de soltura, caracterizado pelo fato de que compreende: (a1) aplicar uma solução de lubrificante em uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação em uma área de refinação; ou (a2) aplicar uma solução de portador/friccionador em uma quantidade de lascas de madeira antes da liberação em uma área de refinação; e (b) liberar as lascas de madeira em um refinador.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) é aplicada às lascas de madeira por embebimento, vaporização ou uma combinação destes.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) compreende goma guar catiônica, amido catiônico, poliacrilamida catiônica, oxido de polietileno não-iônico, misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante; e misturas destes.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) compreende goma guar catiônica.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) contém de 0,04 % em peso a 15 % em peso de um lubrificante.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) contém de 0,06% em peso a 9% em peso do lubrificante.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) contém de 0,06 % em peso a 2% em peso do lubrificante.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a solução de lubrificante na etapa (a1) contém 1,0 % em peso do lubrificante.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a1) têm uma dosagem de lubrificante a partir de 0,045 Kg a 2,72 Kg (0,1 a 6 Ib) do lubrificante por tonelada de lascas de madeira depois da aplicação da solução de lubrificante.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a dosagem de lubrificante varia de 0,11 a 1,81 Kg (0,25 a 4 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira depois da aplicação da solução de lubrificante.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dosagem de lubrificante varia de 0,22 Kg (0,5 Ib) de lubrificante por tonelada de lascas de madeira depois da aplicação da solução de lubrificante.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a1) são embebidas durante um período variando de 1 segundo a 10 minutos.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a1) são embebidas durante 30 segundos a 5 minutos.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a1) são embebidas durante 1 minuto.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante estão em uma relação em peso variando de 10 : 1 a 1 : 10.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a relação em peso varia de 5 :1 a 1 : 5.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a relação em peso é de 1 :1.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) é aplicada às lascas de madeira por embebimento, vaporização ou uma combinação destes.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém um portador compreendendo goma guar catiônica, goma guar aniônica, goma guar não-iônica, goma guar anfotérica, amido catiônico, poliacrilamida catiônica, poliacrilamida aniônica, poliacrilamida não-iônica, óxido de polietileno não-iônico, goma xantana, misturas de goma xantana e pelo menos um outro portador; e misturas destes.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém um portador compreendendo goma guar catiônica, goma guar aniônica, goma guar não-iônica, goma guar anfotérica e misturas destes.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) compreende um friccionador compreendendo óxido de alumínio, pedra-pomes, metassilicato de cálcio, sienito nefelínico, sílica, feldspato, triidrato de alumínio, contas de vidro, quartzo, argila e misturas destes.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o friccionador compreende pedra-pomes e metassilicato de cálcio.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o friccionador compreende pedra-pomes.
24. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) compreende um friccionador tendo uma dureza de MOHS variando de 1 a 9.
25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a dureza de MOHS varia de 2 a 7.
26. Processo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a dureza de MOHS varia de 3 a 6.
27. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) compreende um friccionador tendo um tamanho de partícula de 1 a 200 pm.
28. Processo, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o tamanho de partícula do friccionador varia de 50 a 150 pm.
29. Processo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o tamanho de partícula do friccionador é de 70 pm.
30. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 0,04% em peso a 15% em peso de um portador.
31. Processo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 0,06% em peso a 9% em peso do portador.
32. Processo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 0,06% em peso a 2% em peso do portador.
33. Processo, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém 0,5% em peso do portador.
34. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 0,3% em peso a 30% em peso de um friccionador.
35. Processo, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 0,3% em peso a 10% em peso do friccionador.
36. Processo, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém de 1 % em peso a 8% em peso do friccionador.
37. Processo, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém 3 % em peso do friccionador.
38. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador na etapa (a2) contém 0,5% em peso de um portador e 3 % em peso de um friccionador.
39. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o portador/friccionador contém um portador e um friccionador em uma relação em peso de 1:20 a 1 : 3.
40. Processo, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a relação em peso varia de 1 : 10 a 1 : 5.
41. Processo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que a relação em peso é de 1 : 6.
42. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a2) têm uma dosagem de portador/friccionador de 0,045 Kg a 4,53 Kg por tonelada (0,1 a 10 Ib) de lascas de madeira depois da aplicação da solução de portador/friccionador.
43. Processo, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a2) têm uma dosagem de portador/friccionador de 0,045 Kg a 2,72 Kg por tonelada (0,1 a 6 Ib) de lascas de madeira depois de aplicação da solução de portador/friccionador.
44. Processo, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a dosagem de portador/friccionador é de 0,11 a 1,81 Kg por tonelada (0,25 a 4 Ib) de lascas de madeira depois da aplicação da solução de portador/friccionador.
45. Processo, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a dosagem de portador/friccionador é de 1,58 Kg por tonelada (3,5 Ib) de lascas de madeira depois da aplicação da solução de portador/friccionador.
46. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a2) são embebidas durante um período variando de 1 segundo a 10 minutos.
47. Processo, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a2) são embebidas durante 30 segundos a 5 minutos.
48. Processo, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira da etapa (a2) são embebidas durante 1 minuto.
49. Processo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que as misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante estão em uma relação em peso variando de 10 : 1 a 1 : 10.
50. Processo, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de que a relação em peso varia de 5 :1 a 1 : 5.
51. Processo, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que a relação em peso é de 1 :1.
52. Processo para reduzir energia específica de um refinador para um alvo de soltura, caracterizado pelo fato de que compreende: (1) liberar uma quantidade de lascas de madeira para um refinador; e (2) aplicar uma solução de portador/friccionador a uma quantidade de lascas de madeira em uma área de refinação.
53. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador é aplicada às lascas de madeira por embebimento, vaporização ou uma combinação destes.
54. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que solução de portador/friccionador contém um portador compreendendo goma guar catiônica, goma guar aniônica, goma guar não-iônica, goma guar anfotérica, amido catiônico, poliacrilamida catiônica, poliacrilamida aniônica, poliacrilamida não-iônica, óxido de polietileno não-iônico, goma xantana, misturas de goma xantana e pelo menos um outro portador; e misturas destes.
55. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que solução de portador/friccionador compreende um friccionador compreendendo óxido de alumínio, pedra-pomes, metassilicato de cálcio, sienito nefelínico, sílica, feldspato, triidrato de alumínio, contas de vidro, quartzo, argila e misturas destes.
56. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador compreende um friccionador tendo uma dureza de MOHS variando de 1 a 9.
57. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador compreende um friccionador tendo um tamanho de partícula de 1 a 200 pm.
58. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador contém de 0,04% em peso a 15% em peso de um portador.
59. Processo, de acordo com a reivindicação 58, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador contém 0,5% em peso do portador.
60. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que solução de portador/friccionador contém de 0,3% em peso a 30% em peso de um friccionador.
61. Processo, de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo fato de que a solução de portador/friccionador contém 3% em peso do friccionador.
62. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que solução de portador/friccionador contém 0,5% em peso de um portador e 3% em peso de um friccionador.
63. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que o portador/friccionador contém um portador e um friccionador em uma relação em peso de 1:20 a 1:3.
64. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira têm uma dosagem de portador/friccionador de 0,045 a 4,53 Kg por tonelada (0,1 a 10 Ib) de lascas de madeira depois da aplicação da solução de portador/friccionador.
65. Processo, de acordo com a reivindicação 64, caracterizado pelo fato de que a dosagem de portador/friccionador é de 1,58 Kg por tonelada (3,5 Ib) de lascas de madeira depois da aplicação da solução de portador/friccionador.
66. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que as lascas de madeira são embebidas durante um período variando de 1 segundo a 10 minutos.
67. Processo, de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo fato de que as misturas de goma xantana e pelo menos um outro lubrificante estão em uma relação em peso variando de 10:1 a 1:10.
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