ES2433483T3 - Procedimiento para la reducción de la pegajosidad en el caso de la producción de papel - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la eliminación de restos pegajosos en el caso de la recuperación y del reciclamiento de papelusado, en el cual el papel usado es disgregado para formar una suspensión acuosa y la suspensión es sometida (en4) a un tratamiento mecánico o químico de separación destinado a la separación de restos pegajosos de granogrueso desde la suspensión, caracterizado por que antes del tratamiento de separación (4) se incorpora en la suspensión un agente frigorífico criógeno, con lo cual seefectúa un enfriamiento de choque en el sitio de incorporación del agente frigorífico criógeno.

Description

Procedimiento para la reducción de la pegajosidad en el caso de la producción de papel

El invento se refiere a un procedimiento para la eliminación de restos pegajosos en el caso de la recuperación y del reciclamiento de papel usado, en cuyos casos el papel usado es disgregado para formar una suspensión acuosa y 5 la suspensión es sometida a un tratamiento mecánico o químico de separación con el fin de separar los restos pegajosos de grano grueso con respecto de la suspensión.

El tratamiento de papel usado para la finalidad de su recuperación y reciclamiento para la producción de papel ya ha sido descrito en el documento de patente de los EE.UU. 1 640 612 B1. En esta publicación se describe el tratamiento de una pasta de papel obtenida y recuperada a partir del papel usado impreso procedente de un

10 tratamiento con una solución de Na3PO4. Con el fin de eliminar unas impurezas tales como restos coloreados y similares, la pasta de papel es sometida a un lavado con agua fría.

Mediante la incorporación aumentada del papel usado mezclado como fuente de materia prima en el caso de la producción de papel se incorporan grandes cantidades de componentes pegajosos sólidos o solubles en agua en los circuitos de las máquinas papeleras. Ellos constituyen una causa esencial de los denominados “cuerpos

15 pegajosos” (del inglés Stickies), que son unos aglomerados hidrófobos que se depositan en las telas metálicas y los fieltros de las máquinas papeleras y pueden conducir a roturas de las bandas continuas de papel.

Como “cuerpos pegajosos” se entenderán en lo sucesivo unas deposiciones pegajosas en forma de compuestos complejos orgánicos, que se forman por aglomeración de sustancias perturbadoras que interactúan entre sí, procedentes del papel usado. Todas las deposiciones pegajosas, que son introducidas exclusivamente a través de 20 las materias primas, se designan como “cuerpos pegajosos primarios”. Las impurezas pegajosas que son provocadas en primer lugar mediante una reacción con ciertos aditivos, se designan como “cuerpos pegajosos secundarios”. Como fuente principal de los cuerpos pegajosos sirven los pegamentos procedentes de la elaboración y el tratamiento del papel, pero también unos agentes aglutinantes sintéticos procedentes del ennoblecimiento de papel. Usualmente se diferencia de manera grosera entre “macrocuerpos pegajosos” con un tamaño de partículas

25 de más que 500 μm y “microcuerpos pegajosos” con un tamaño de partículas comprendido entre 10 μm y 500 μm.

Los macrocuerpos pegajosos pueden ser eliminados desde el circuito de materiales mediante unos apropiados procedimientos de separación químicos o mecánicos, tales como los de flotación, precipitación, tamizado o aglutinación con agentes de fijación catiónicos. Está vinculada con esto, sin embargo, la necesidad de un empleo extenso de agentes químicos y/o de una purificación de los agentes de separación empleados, que se ha de

30 ejecutar regularmente, con lo cual sin embargo se perturba sensiblemente o incluso se debe de interrumpir el proceso de producción. Una visión de conjunto acerca de los diferentes modos de tratamiento así como de sus ventajas y desventajas, se encuentra por ejemplo en el documento de solicitud de patente internacional WO 01/53601 A1.

Mientras que los macrocuerpos pegajosos se pueden eliminar mediante los mencionados procedimientos químicos

35 o mecánicos de separación, los microcuerpos pegajosos permanecen usualmente en la suspensión. Puesto que los microcuerpos pegajosos están situados por debajo del límite de visibilidad, esto, hasta ahora, no se consideraba tampoco como un problema. Se restringía, por lo tanto, el combate de los microcuerpos pegajosos a reprimir su aglomeración para formar macrocuerpos pegajosos, como se describe por ejemplo en el documento WO 01/53601 A1 ya mencionado.

40 Los microcuerpos pegajosos conducen sin embargo a un empeoramiento de la calidad del papel y el elevan el consumo de agua del molino de papel. Además se comprobó que también ciertos microcuerpos pueden conducir de un modo permanente a deposiciones pegajosas en la máquina papelera. Con el aumento de los requisitos establecidos a la calidad de un papel reciclado y con la petición de reducir el consumo de agua de los molinos de papel y aumentar el aprovechamiento de la máquina papelera, no parece ser necesario, por lo tanto, eliminar de una

45 manera confiable también los microcuerpos pegajosos a partir del circuito. No se conoce hasta ahora un procedimiento confiable para la eliminación de los microcuerpos pegajosos.

Por consiguiente es una misión del presente invento presentar un procedimiento, con el cual se pueda mejorar la eliminación de los restos pegajosos, en particular de los micro- y macrocuerpos pegajosos, a partir de la suspensión de papel usado.

50 El problema planteado por esta misión se resuelve, en el caso de un procedimiento del tipo mencionado al comienzo, mediante el recurso de que, antes del tratamiento de separación, se incorpora en la suspensión un agente frigorífico criógeno, con lo cual se efectúa un enfriamiento de choque en el sitio de incorporación del agente frigorífico criógeno.

En el caso del procedimiento conforme al invento, de añadir un agente frigorífico criógeno a la suspensión, en el sitio de incorporación del agente frigorífico criógeno se efectúa un enfriamiento de choque, mediante el cual se disminuye, por un lado, la actividad o eficacia de los pegamentos y por otro lado se desprenden los pegamentos desde las fibras.

5 La reducción de la pegajosidad implica de igual manera a los macrocuerpos pegajosos y a los microcuerpos pegajosos. Por consiguiente, ya no se trata, o se trata solamente en una extensión grandemente disminuida, de la adhesión de las partículas pegajosas a las disposiciones mecánicas empleadas, tales como telas metálicas y similares, y de la formación, vinculada con esto, de deposiciones pegajosas. En total se aumentan de esta manera considerablemente la productividad de la máquina papelera y la calidad del papel producido.

10 Como agente frigorífico criógeno se puede emplear cualquier agente frigorífico que, al ser incorporado, conduce a una acción frigorífica de choque sobre los restos pegajosos, tal como por ejemplo nitrógeno líquido o hidrógeno. De manera preferida, en el caso del agente frigorífico criógeno se trata del dióxido de carbono, que es incorporado en la suspensión en un estado sólido, líquido o gaseoso frío. De manera especialmente preferida, en este caso el dióxido de carbono es acercado en estado líquido y antes o durante la aportación a la suspensión es descomprimido

15 mediando enfriamiento. El empleo de dióxido de carbono para los diferentes sectores de empleo de la producción de papel se describe detalladamente en el documento de solicitud de patente europea EP 1 029 124 A1. Así, el dióxido de carbono se emplea por ejemplo para mejorar el lavado de la pasta de papel, ajustar el valor del pH de una suspensión de material celulósico o ayudar a la deshidratación de la suspensión del material celulósico. El dióxido de carbono es incorporado en este caso usualmente en un estado gaseoso moderadamente caliente en la

20 suspensión de material celulósico; un efecto térmico de la temperatura no está vinculado con la incorporación de acuerdo con el estado de la técnica y tampoco se pretende.

Un perfeccionamiento ventajoso del invento prevé que a la suspensión, antes de la etapa de procedimiento de la adición de un agente frigorífico, se le añada un agente para la aglomeración de microcuerpos pegajosos. Los microcuerpos pegajosos se aglomeran para formar unos macrocuerpos pegajosos con un tamaño de partículas

25 situado por encima de 500 μm, que a continuación pueden ser eliminados fácilmente desde la suspensión mediante unos procedimientos convencionales de separación. De esta manera, se recupera una suspensión de alta pureza que también satisface unos requisitos más altos en cuanto a la calidad del papel y que no conduce a deposiciones pegajosas en la máquina papelera o en las disposiciones de separación mecánicas.

Un procedimiento preferido para la aglomeración de microcuerpos pegajosos consiste en añadir a la suspensión

30 una fuente de iones de Ca2+. Se ha mostrado que los iones de Ca2+ están en situación de reunir los microcuerpos pegajosos para formar unos racimos de mayor tamaño, que a continuación se pueden eliminar desde la suspensión mediante unos procedimientos químicos o mecánicos de separación. En el caso de la fuente de iones de Ca2+ se puede tratar de cualquier compuesto químico, en cuyo caso se puedan separar los iones de Ca2+, por ejemplo se trata de un PCC (carbonato de calcio precipitado) o de un GCC (carbonato de calcio molido). El GCC y el PCC son

35 en particular preferidos puesto que en la mayor parte de los casos están presentes por lo demás en las fábricas de papel, puesto que ellos pasan a emplearse también como materiales de carga y relleno. El PCC posee, además de esto la propiedad, de fijar consigo mismos a los cuerpos pegajosos y posibilita por lo tanto una eliminación especialmente a fondo de los microcuerpos pegajosos a partir de la suspensión.

En una forma de realización nuevamente preferida del invento, la suspensión destinada a la eliminación de los

40 restos pegajosos es conducida en un circuito. En este caso después de la primera etapa de separación para la eliminación de restos pegajosos de grano grueso, se efectúa la adición de la fuente de iones de Ca2+. En tal caso a partir de los microcuerpos pegajosos aglomerados se forman unos macrocuerpos pegajosos. La suspensión es aportada a continuación de nuevo a la etapa de separación, con el fin de eliminar los restos pegajosos de grano grueso, siendo eliminados a partir de la suspensión los macrocuerpos pegajosos formados a partir de los

45 aglomerados de microcuerpos pegajosos. Con el fin de reducir la pegajosidad de ambos tipos de cuerpos pegajosos, antes de la etapa de separación para efectuar la eliminación de restos pegajosos de grano grueso, está prevista la introducción y alimentación de un agente frigorífico criógeno. La conducción en circuito cerrado se prosigue durante tanto tiempo hasta que se haya llegado hasta un valor límite para la concentración de microcuerpos pegajosos.

50 Con ayuda de los dibujos se debe de explicar con mayor detalle un ejemplo de realización del invento. En el dibujo (Fig. 1) se muestra esquemáticamente un transcurso del procedimiento para el tratamiento de papel usado para la producción de papel.

Un papel usado es suspendido (en 1) con agua y con diversas sustancias aditivas químicas, en particular de carácter alcalino, para formar una suspensión acuosa, que es transportada mediante una disposición de transporte

55 hasta la máquina papelera. En la suspensión, junto a las fibras, están contenidos también unos materiales de carga y relleno, unos cuerpos extraños, tales como por ejemplo clips o elementos similares, y componentes de grano grueso, entre ellos también los macrocuerpos pegajosos. Tales componentes se pueden eliminar fácilmente desde la suspensión mediante unos usuales procedimientos químicos o mecánicos de separación.

En la suspensión permanecen en las fibras de papel todavía unos restos pegajosos de partículas finas, los denominados microcuerpos pegajosos, los cuales perjudican persistentemente a la calidad del producto de partida y pueden conducir a unas deposiciones pegajosas en la máquina papelera o en las disposiciones mecánicas de separación. Con el fin de eliminar estos microcuerpos pegajosos, a la suspensión se le aporta (en 2) una fuente de 5 iones de Ca2+, por ejemplo en la forma de un carbonato de calcio precipitado (PCC). Los iones de Ca2+ reúnen a los microcuerpos pegajosos para formar unos conglomerados de mayor tamaño, hasta que ellos alcancen el tamaño de los macrocuerpos pegajosos. A continuación, a la suspensión se le añade (en 3) un agente frigorífico criógeno, que en el ejemplo de realización es dióxido de carbono. Para esto, se ha previsto una disposición de aportación del dióxido de carbono, que comprende una o varias toberas de descompresión que penetran dentro de la suspensión, 10 las cuales están conectadas a una fuente de dióxido de carbono líquido en la suspensión. El dióxido de carbono acercado bajo presión es descomprimido al entrar en la suspensión mediando un fuerte enfriamiento. Mediante el enfriamiento de choque se reduce la pegajosidad de los restos pegajosos contenidos en la suspensión y además los restos pegajosos todavía adheridos a las fibras se separan en su mayor parte desde el conjunto fibroso. Por medio de la variación de la presión y/o de la temperatura del dióxido de carbono aportado, se puede preestablecer dentro

15 de un amplio margen la temperatura del dióxido de carbono descomprimido. De esta manera se puede determinar empíricamente la temperatura de entrada del dióxido de carbono que es óptima para la respectiva suspensión, y se puede ajustar de una manera correspondiente por toda la duración del tratamiento.

La disposición de aportación para el dióxido de carbono está acoplada con una disposición de transporte para la suspensión, con lo cual la cantidad de dióxido de carbono aportado se puede adaptar a la cantidad de la suspensión 20 transportada. Usualmente, según sea la calidad de la materia prima utilizada para la producción de la suspensión, se efectúa una adición de 0,5 a 8 kg de dióxido de carbono por cada tonelada de la suspensión. De esta manera se consigue que la temperatura de la pasta de papel permanezca en su totalidad durante el tratamiento en un valor de aproximadamente 40ºC hasta 60ºC. Los macrocuerpos pegajosos se eliminan a continuación (en 4) desde la suspensión mediante unos conocidos procedimientos mecánicos o químicos de separación, en común con los

25 demás cuerpos extraños y los componentes de grano grueso tales como por ejemplo clips, restos de materiales sintéticos y otros materiales en forma de los denominados “materiales escupidos” es decir los inutilizables en la producción de papel. Como procedimientos de separación pasan a emplearse por ejemplo los de tamizado, centrifugación, flotación, precipitación u otros procedimientos conocidos.

La suspensión remanente está ampliamente exenta de restos pegajosos, tales como micro- o macrocuerpos

30 pegajosos. De esta manera se reducen manifiestamente en la máquina papelera o en unas disposiciones mecánicas de separación, las deposiciones pegajosas, que conducen a una disminución de la productividad del proceso de producción, y además de esto se aumenta la calidad.

Lista de signos de referencia

1ª etapa de procedimiento: disolución del papel usado

35 2ª etapa de procedimiento: adición de una fuente de Ca2+

3ª etapa de procedimiento: adición de dióxido de carbono líquido

4ª etapa de procedimiento: separación de los componentes de grano grueso.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para la eliminación de restos pegajosos en el caso de la recuperación y del reciclamiento de papel usado, en el cual el papel usado es disgregado para formar una suspensión acuosa y la suspensión es sometida (en 4) a un tratamiento mecánico o químico de separación destinado a la separación de restos pegajosos de grano

   5 grueso desde la suspensión, caracterizado por que antes del tratamiento de separación (4) se incorpora en la suspensión un agente frigorífico criógeno, con lo cual se efectúa un enfriamiento de choque en el sitio de incorporación del agente frigorífico criógeno.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que como agente frigorífico criógeno pasa a 10 emplearse dióxido de carbono, que se incorpora en un estado sólido, líquido o gaseoso frío.

3. 3.

   Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la suspensión, antes de la adición de un agente frigorífico se le añade un agente destinado a la aglomeración de microcuerpos pegajosos.

4. 4.

   Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que para la aglomeración de microcuerpos pegajosos se añade una fuente de iones de Ca2+.

   15 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por que la adición de la fuente de iones de Ca2+ se efectúa después de la primera etapa de separación destinada a la eliminación de los restos pegajosos de grano grueso, y a continuación la suspensión tratada con los iones de Ca2+ y con el agente frigorífico criógeno se aporta de nuevo al tratamiento de separación (4) destinado a la eliminación de restos pegajosos de grano grueso.