ES2550620T3 - Aparato, sistema y procedimiento para emulsionar aceite y agua - Google Patents
Aparato, sistema y procedimiento para emulsionar aceite y agua Download PDFInfo
- Publication number
- ES2550620T3 ES2550620T3 ES09784330.4T ES09784330T ES2550620T3 ES 2550620 T3 ES2550620 T3 ES 2550620T3 ES 09784330 T ES09784330 T ES 09784330T ES 2550620 T3 ES2550620 T3 ES 2550620T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- phase
- continuous phase
- nozzle
- emulsion
- venturi device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 title claims description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 74
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 48
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 33
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 30
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 27
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 24
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 21
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical class CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- -1 alkenyl succinic anhydride Chemical compound 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 14
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 14
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 13
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 13
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 13
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims description 12
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 11
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 11
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 6
- 150000001266 acyl halides Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 5
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 186
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 24
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 9
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 9
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 9
- 239000004908 Emulsion polymer Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- YAXXOCZAXKLLCV-UHFFFAOYSA-N 3-dodecyloxolane-2,5-dione Chemical class CCCCCCCCCCCCC1CC(=O)OC1=O YAXXOCZAXKLLCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical compound ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 2
- UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N octacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECPZKHBENQXJG-FPLPWBNLSA-N palmitoleic acid Chemical compound CCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O SECPZKHBENQXJG-FPLPWBNLSA-N 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- NGDLSKPZMOTRTR-OAPYJULQSA-N (4z)-4-heptadecylidene-3-hexadecyloxetan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC\C=C1/OC(=O)C1CCCCCCCCCCCCCCCC NGDLSKPZMOTRTR-OAPYJULQSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCNHQNGFLVPROM-QXMHVHEDSA-N (z)-n,n-dimethyloctadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN(C)C DCNHQNGFLVPROM-QXMHVHEDSA-N 0.000 description 1
- ZVUNTIMPQCQCAQ-UHFFFAOYSA-N 2-dodecanoyloxyethyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCCOC(=O)CCCCCCCCCCC ZVUNTIMPQCQCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUHFRORXWCGZGE-KTKRTIGZSA-N 2-hydroxyethyl (z)-octadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCCO MUHFRORXWCGZGE-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-ethylcyclohexyl)propanoic acid 3-(3-ethylcyclopentyl)propanoic acid Chemical compound CCC1CCC(CCC(O)=O)C1.CCC1CCC(CCC(O)=O)CC1 HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPFVWKXABQQNEM-BMRADRMJSA-N 3-[(e)-16-methylheptadec-1-enyl]oxolane-2,5-dione Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCC\C=C\C1CC(=O)OC1=O GPFVWKXABQQNEM-BMRADRMJSA-N 0.000 description 1
- KAYAKFYASWYOEB-ISLYRVAYSA-N 3-[(e)-octadec-1-enyl]oxolane-2,5-dione Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC\C=C\C1CC(=O)OC1=O KAYAKFYASWYOEB-ISLYRVAYSA-N 0.000 description 1
- XUSNPFGLKGCWGN-UHFFFAOYSA-N 3-[4-(3-aminopropyl)piperazin-1-yl]propan-1-amine Chemical compound NCCCN1CCN(CCCN)CC1 XUSNPFGLKGCWGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000186140 Asperula odorata Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000283153 Cetacea Species 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 239000001836 Dioctyl sodium sulphosuccinate Substances 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000698776 Duma Species 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical class CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 235000008526 Galium odoratum Nutrition 0.000 description 1
- 239000013032 Hydrocarbon resin Substances 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021319 Palmitoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 241001237728 Precis Species 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical group 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001204 arachidyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000010480 babassu oil Substances 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 125000002511 behenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N cis-palmitoleic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O SECPZKHBENQXJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- NAPSCFZYZVSQHF-UHFFFAOYSA-N dimantine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN(C)C NAPSCFZYZVSQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950010007 dimantine Drugs 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019329 dioctyl sodium sulphosuccinate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229920006270 hydrocarbon resin Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 125000002463 lignoceryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003346 palm kernel oil Substances 0.000 description 1
- 235000019865 palm kernel oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N ricinelaidic acid Chemical compound CCCCCC[C@@H](O)C\C=C\CCCCCCCC(O)=O WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N 0.000 description 1
- 229960003656 ricinoleic acid Drugs 0.000 description 1
- FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N ricinoleic acid Natural products CCCCCCC(O[Si](C)(C)C)CC=CCCCCCCCC(=O)OC FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical compound [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000005472 straight-chain saturated fatty acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- RINCXYDBBGOEEQ-UHFFFAOYSA-N succinic anhydride Chemical class O=C1CCC(=O)O1 RINCXYDBBGOEEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
- B01F23/41—Emulsifying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
- B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
- B01F25/31243—Eductor or eductor-type venturi, i.e. the main flow being injected through the venturi with high speed in the form of a jet
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/14—Carboxylic acids; Derivatives thereof
- D21H17/15—Polycarboxylic acids, e.g. maleic acid
- D21H17/16—Addition products thereof with hydrocarbons
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/17—Ketenes, e.g. ketene dimers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Paper (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Sistema para la emulsificación de aceite en agua o de agua en aceite que comprende: - un dispositivo venturi (50) que tiene una boquilla (66) para la fase continua y una entrada (52) para la fase dispersa, - en el cual la boquilla para la fase continua tiene un primer diámetro (d1) que dirige el flujo de una fase continua en una sección de mezcla (80) del dispositivo venturi, y - la entrada para la fase dispersa introduce una fase dispersa en la sección de mezcla con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa y de la fase continua; y - en el cual dicho dispositivo venturi tiene una boquilla (60) para la fase mezclada que tiene un segundo diámetro (d2) por el cual la emulsión se arrastra de la sección de mezcla hacia una salida del dispositivo venturi, - siendo dicho segundo diámetro (d2) de dicho dispositivo venturi (50) más importante que dicho primer diámetro (d1) en una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1, - caracterizado porque el sistema está diseñado para que la fase continua o sea introducida a una presión que va de aproximadamente 1000 kPa hasta aproximadamente 5000 kPa y o a una velocidad que se encuentra en el intervalo de aproximadamente 10 a 100 m/s a través de la boquilla para la fase continua.
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
DESCRIPCIÓN
Aparato, sistema y procedimiento para emulsionar aceite y agua
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato, un sistema y un procedimiento para emulsionar aceite y agua que son particularmente útiles en la preparación de emulsiones acuosas de agentes de encolado para el encolado interno o de superficie del papel y del cartón o para la inversión de los productos polímeros en emulsión inversa utilizados en el tratamiento del papel y del cartón.
Antecedentes de la invención
Los aditivos utilizados en la industria del papel con el fin de hacerlo resistente a los penetrantes acuosos se llaman generalmente agentes de encolado. El documento US 1.540.592, publicado en 1925, describe un aparato con un eyector y una bomba de turbina en serie El documento WO99/25466 A1 se refiere a un sistema de alimentación de polímeros y a su procedimiento de utilización. La divulgación de este documento forma la base para el preámbulo de las reivindicaciones 1, 7, y 15.
Los dos agentes de encolado sintéticos más comunes son el dímero de alquilceteno (AKD) y el anhídrido alquenilsuccínico (ASA).
Estos dos agentes, ASA y AKD, son materias hidrófobas, no solubles en agua. Estas materias se pueden añadir a la pasta líquida antes de la formación de la hoja, lo que se denomina encolado interno, o se pueden aplicar a la superficie de la bobina formada, lo que se denomina encolado de superficie. Para las dos aplicaciones, para ser eficaz, el agente de encolado debe estar bien repartido en el sistema acuoso. Por esta razón, estos aditivos no solubles en agua se añaden generalmente en forma de emulsiones acuosas de aceite en agua.
Las emulsiones acuosas de los agentes de encolado se pueden proporcionar a la fábrica de papel en esta forma, o se pueden preparar en el sitio. En efecto, es más ventajoso, para ciertos agentes de encolado sintéticos que reaccionan con la celulosa, emulsionarlos en el sitio. El ASA, por ejemplo, se emulsiona en el sitio debido a la inestabilidad de la función anhídrido después de la emulsificación con agua.
Hasta la fecha, se utilizan en la industria dos clases de tecnologías de emulsificación en el sitio: (1) la tecnología de alto cizallamiento, y (2) la tecnología de bajo cizallamiento. Con la emulsificación de alto cizallamiento se hace pasar el ASA (u otro agente de encolado) y un polímero sintético, el almidón, o un coloide protector a través de una bomba de turbina de alto cizallamiento o de un dispositivo de homogeneización, con o sin adición de agentes tensioactivos. Las limitaciones de este método residen en la necesidad de tener que recurrir a "un equipo pesado, costoso y relativamente complejo capaz de ejercer presiones y/o cizallamiento de homogeneización altos, así como a procedimientos estrictos con respecto a las temperaturas, proporciones de emulsificantes, etc., con el fin de producir una emulsión estable satisfactoria de la cola específica". (Patente de Estados Unidos Nº 4.040.900).
Con el fin de paliar estas limitaciones con respecto a la emulsificación de alto cizallamiento, se han propuesto estrategias basadas en la emulsificación de bajo cizallamiento, comenzando por Mazzarella (Patente US. No. 4.040.900) en 1977 que ha divulgado las mezclas de ASA con 3-20 partes en peso de un aditivo activo de superficie (agente tensioactivo) que "se puede emulsionar fácilmente con el agua en ausencia de fuerzas de cizallamiento altas y en unas condiciones de presión normal, simplemente agitando y haciendo pasar por un grifo mezclador o un aspirador común". Desafortunadamente, una emulsificación de este tipo con bajo cizallamiento puede conducir a problemas de aparición de espuma y a una eficacia mediocre de encolado debido al hecho de que el aumento del nivel del agente tensioactivo provoca la acumulación de agente tensioactivo en el sistema. (C.E Farley et RB Wasser, "Sizing with Alkenyl Succinic Anhydride", Chapitre 3 en The sizing of Paper, 2nd Edition, W.F. Reynolds, Ed. Tappi Press, 1989, pp 51-62).
Más recientemente, Pawlowska, et al. (documento WO2006/096216), divulgan "un procedimiento mejorado para el encolado de papel en la parte húmeda que utiliza un equipo de bajo cizallamiento más sencillo y menos costoso para la emulsificación con ASA.". Pawlowska et al. divulgan un procedimiento de encolado que comprende el hecho de "formar, en ausencia de fuerzas de cizallamiento altas, una emulsión de encolado acuoso que comprende un compuesto de anhídrido alquenilsuccínico" que se diluye a continuación con ayuda de un compuesto catiónico. La diferencia principal entre Pawlowska y Mazzarella reside en la dilución posterior de la emulsión con un compuesto catiónico con el objetivo de mejorar la retención. Los ejemplos demuestran de manera sostenida que las emulsiones ASA de bajo cizallamiento postdiluidas con ayuda de un almidón catiónico son agentes de encolado menos eficaces que las emulsiones ASA de alto cizallamiento, pero se defiende que la simplicidad del proceso de emulsifîcación de las emulsiones ASA de bajo cizallamiento aporta al fabricante de papel "ventajas operacionales y de costes”.
Otras patentes divulgan la utilización de almidones modificados (por ejemplo, la patente de Estados Unidos 6.210.475) o de polímeros (por ejemplo, la patente de Estados Unidos 6444024 B1) con el fin de mejorar el rendimiento de los sistemas de emulsificación de bajo cizallamiento, sin embargo, ninguna de estas patentes resuelve las cuestiones relacionadas con el comportamiento y con el rendimiento básico que caracterizan al sistema
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
de bajo cizallamiento.
En la bibliografía, se tiene la tendencia a utilizar definiciones cualitativas de las condiciones de "cizallamiento bajo" con respecto a las condiciones de "cizallamiento alto". Típicamente, se utiliza una lista de equipos adecuados o no al descriptor. Los sistemas de "cizallamiento alto" están: "presentes en los mezcladores Waring, las bombas de turbinas, u otros agitadores de muy altas velocidades, etc.", y "se les encuentra en los equipos de homogeneización de pistones o de otros tipos" (Mazzarella). Los sistemas de "cizallamiento bajo" consisten: "simplemente en la agitación, el paso por una válvula mezcladora o un aspirador común o por medio de la agitación habitual presente en un sistema de preparación de la pasta" (Mazzarella) o, las condiciones de cizallamiento "creadas por un dispositivo seleccionado del grupo constituido por bombas centrífugas, mezcladores en línea estáticos, bombas peristálticas, y sus combinaciones" (Pawlowska). Pero estas definiciones se confunden en las listas de equipos de emulsifîcación comerciales que constan de unidades industriales de alta y baja presión tales como los "emulsionadores de turbina a baja presión Cytec de Cytec Industries, Inc, los sistemas emulsionadores de alta presión Nalco, y los emulsionadores venturi y las turbinas de National Starch" lo que sugiere que se encuentran bombas de turbinas que entran en la categoría de cizallamiento bajo. Además, los mezcladores Waring se utilizan para producir emulsiones ASA de alta y baja energía (Chen and Woodward, Tappi J. Aug 1986, pg 95) haciendo variar la tensión eléctrica. Por lo tanto, los sistemas de "cizallamiento bajo" y de "cizallamiento alto" no se pueden definir únicamente por el tipo de equipo.
En los "Principles of ASA Sizing" (CE Farley, 1987 Tappi Sizing Short Course, pg 89) se encuentra una definición más cuantitativa de los sistemas de emulsificación de "cizallamiento alto" y de "cizallamiento bajo": "la emulsificación de cizallamiento alto se elabora con una bomba de turbina con tolerancias precisas. El trabajo efectuado por la bomba es tal que el diferencial de presión entre la salida y la entrada de la bomba es de aproximadamente 830 a 970 kPa (8,3 a 9,7 bares). Se mezclan el ASA y el almidón a nivel de la entrada de la bomba de turbina o en su proximidad." "En la emulsificación de cizallamiento bajo, el ASA, el almidón así como un agente tensioactivo se mezclan y después se les hace pasar a través de una serie de dispositivos venturi. La relación típica de almidón: ASA:agente tensioactivo es de aproximadamente 2,5:1:0,05. Un inconveniente potencial de este procedimiento es el nivel más alto de agente tensioactivo utilizado, lo que puede conducir a lo que se llama un "desencolado" y una eficacia mediocre del ASA así como problemas de aparición de espuma." Por lo tanto, la distinción que hace Farley entre el cizallamiento alto y el cizallamiento bajo es que los sistemas de cizallamiento alto tienen un diferencial de presión del orden de 830 a 970 kPa (8,3 a 9,7 bares).
Igualmente, Dilts et al. (documento US 2008/0277084 A1) define el cizallamiento bajo por la capacidad de bombear un líquido a través de una bomba con una contra-presión de 340 kPa (3,4 bares) o menos, mientras que el cizallamiento alto se define como la necesidad de tener una contra-presión de 1030 a 2070 kPa (10,3 a 20,7 bares) para bombear un líquido.
El documento WO 01/88262 A2 divulga un equipo de emulsificación comercial que comprende unidades de baja y alta presión industriales, y hace referencia a un dispositivo de emulsificación de turbina y venturi
Todavía es necesario disponer en el mercado de un equipo de emulsificación ASA, más sencillo y menos costoso, que no plantee los problemas de comportamiento de la máquina de papel (espuma, depósitos) y/o una eficacia de encolado mediocre debido a una carga elevada de agentes tensioactivos o a una mala calidad de la emulsión.
Resumen de la invención
Se ha descubierto que es posible preparar emulsiones de agentes de encolado (tales como ASA) estables y de buena calidad en el agua, con un buen comportamiento de la máquina de papel y una buena eficacia de encolado alimentando el agua a través de un dispositivo venturi con una presión relativamente alta e introduciendo el agente de encolado a nivel de la entrada de admisión del venturi. Este sistema es más sencillo, más fiable, más económico en términos energéticos y menos costoso que los sistemas de cizallamiento alto tradicionales utilizados hoy en día, y proporciona emulsiones de mejor calidad utilizando niveles de agente tensioactivo menos importantes que los sistemas de cizallamiento bajo, consumiendo poca energía disponible hoy en día. Además, este sistema se puede utilizar para la emulsificación en el sitio de otros aditivos de fabricación del papel, o para la inversión de productos polímeros de emulsión inversa.
En un primer aspecto, un sistema de emulsificación de aceite en agua o de agua en aceite consta de un dispositivo venturi. Se introduce una fase continua a presión en el dispositivo venturi y a través de una boquilla de la fase continua que tiene un primer diámetro en una sección de mezcla. Se introduce una fase dispersa en la sección de mezcla del dispositivo venturi con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa en la fase continua. La emulsión se arrastra a través de una boquilla para la fase mezclada que tiene un segundo diámetro y hacia una salida del dispositivo venturi. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada es más importante que el diámetro de la boquilla para la fase continua con una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1.
Los dispositivos venturi eran conocidos. Por ejemplo, el documento WO 98/45034 A1 describe un dispositivo venturi utilizado en el dominio del tamaño de retención. El dispositivo venturi estaba previsto para mezclar el aceite soluble en el agua.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
En la invención, la fase continua comprende agua, que se introduce a una presión de aproximadamente 1000 kPa a aproximadamente 5000 kPa.
La velocidad de flujo se encuentra en el intervalo de 10 a 100 m/s aproximadamente. Con preferencia, la fase dispersa comprende un agente de encolado o más. La emulsión puede ser descargada en una cámara de descarga, en la que se pueden mezclar aditivos opcionales. La emulsión puede ser conservada para una utilización posterior, o puede ser diluida con agua o con otra solución acuosa antes de ser añadida a la parte húmeda, o a una prensa de encolado o recubridora para un sistema de fabricación de papel o de cartón. Alternativamente, la emulsión se puede añadir directamente a la parte húmeda, o a una prensa de encolado o recubridora para un sistema de fabricación de papel o de cartón.
La fase dispersa puede contener un componente de encolado del papel que reacciona con la celulosa o una mezcla de tales componentes o un componente de encolado del papel que no reacciona con la celulosa o una mezcla de tales compuestos. Los ejemplos de compuestos de encolado del papel que reaccionan con la celulosa incluyen el anhídrido alquenilsuccínico (ASA), los dímeros y multímeros de ceteno, tales como el dímero de alquilceteno (AKD), los epóxidos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los halogenuros de acilo que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los anhídridos de ácidos grasos procedentes de ácidos grasos de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono y los isocianatos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono.
La fase dispersa se puede introducir únicamente por aspiración a nivel de la entrada de aspiración del dispositivo venturi, o, eventualmente, se puede bombear con ayuda de una bomba en la sección de mezcla. Con preferencia, la fase dispersa se filtra antes de su introducción en la sección de mezcla.
Alternativamente, la fase continua puede ser el agua y la fase dispersa puede ser un polímero de emulsión inversa utilizado generalmente en la fabricación del papel. En este caso, una emulsión de aceite en agua que contiene un polímero en la fase acuosa se puede introducir en el dispositivo venturi por la entrada de aspiración. La presencia de un volumen grande de agua de dilución y la mezcla en la sección de mezcla que rompe la emulsión van a "activar" el polímero, produciendo una mezcla a base de polímero diluido que contiene gotitas de aceite. Un ejemplo de un polímero de emulsión inversa utilizado generalmente en la fabricación de papel es un agente de ayuda para la retención y el drenaje, tal como los agentes de asistencia para la retención y al drenaje PERFORM SP7200 o PERFORM PC8179 (Ashland Covington, KY).
En un segundo aspecto, un procedimiento de emulsificación de un agente de encolado que debe ser utilizado para el tratamiento de papel o de cartón consta de las siguientes etapas. Se introduce una fase continua bajo presión en un dispositivo venturi y a nivel de una boquilla para la fase continua que tiene un primer diámetro que dirige dicha fase continua a una sección de mezcla del dispositivo. Se introduce una fase dispersa en la sección de mezcla del dispositivo venturi con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa en la fase continua. Se lleva la emulsión a través de una boquilla para la fase mezclada que tiene un segundo diámetro d2 que es más importante que el diámetro de la boquilla para la fase continua d1 con una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1. La fase continua se introduce con una presión de aproximadamente 1000 kPa a aproximadamente 5000 kPa y con una velocidad de flujo en la boquilla para la fase continua que va de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 m/s.
En el procedimiento, la fase dispersa puede contener un componente de encolado del papel que reacciona con la celulosa o una mezcla de tales componentes o un componente de encolado del papel que no reacciona con la celulosa o una mezcla de tales componentes. Los ejemplos de componentes de encolado del papel que reaccionan con la celulosa incluyen el anhídrido alquenilsuccínico (ASA), los dímeros y multímeros de ceteno, los epóxidos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los halogenuros de acilo que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los anhídridos de ácidos grasos procedentes de ácidos grasos de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono y los isocianatos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono.
En el procedimiento, la fase dispersa se puede introducir únicamente por aspiración al nivel de la entrada de aspiración del dispositivo venturi, o, eventualmente, se puede bombear con ayuda de una bomba en la sección de mezcla. Con preferencia, la fase dispersa se filtra antes de su introducción en la sección de mezcla.
La emulsión resultante de agente de encolado tiene un diámetro medio de partículas inferior a 2 micras aproximadamente, con preferencia entre 0,5 y 1,5 micras, y lo más preferiblemente inferior a aproximadamente 1 micra, de tal modo que se mide por medio de una técnica de difusión de la luz sobre una emulsión testigo durante aproximadamente uno a aproximadamente diez minutos después de la salida de la emulsión del dispositivo venturi. La emulsión se añade o bien a una parte húmeda o a una prensa de encolado o recubridora para un sistema de fabricación de papel o de cartón. Si la fase continua es el agua, la emulsión se diluye después con preferencia con agua con el fin de producir un contenido en elementos sólidos en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso. A continuación, la emulsión que haya sufrido la post-dilución se mezcla con preferencia con una solución acuosa de un polímero catiónico sintético o natural antes de ser añadida a la parte húmeda, a la prensa de encolado o a la recubridora.
15
25
35
45
55
E09784330
20-10-2015
En otro aspecto, un dispositivo venturi tiene una boquilla para la fase continua que posee un primer diámetro que conduce a un primer líquido bajo presión a una sección de mezcla, así como una entrada para dirigir un segundo líquido a la sección de mezcla para formar allí una emulsión. El dispositivo venturi tiene además una boquilla para la fase mezclada que posee un segundo diámetro a través del cual se dirige la emulsión hacia una salida del dispositivo venturi. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada es más importante que el diámetro de la boquilla para la fase continua con una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1. Con preferencia, la sección de mezcla es de forma cónica y estrechada con un diámetro más ancho a nivel del cual la entrada se reúne con la sección de mezcla con un diámetro más estrecho a nivel del cual la boquilla para la fase mezclada se reúne con la sección de mezcla. Con preferencia, el dispositivo venturi consta de un difusor de descarga en comunicación fluida con la boquilla para la fase mezclada y al nivel de la salida del dispositivo venturi.
Breve descripción de los dibujos
Otros objetivos, ventajas y particularidades, así como las aplicaciones eventuales de la presente invención se divulgan en la descripción que sigue de los modos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema a modo de ejemplo para la emulsificación de aceite y agua según la invención;
La figura 2 es una vista frontal de lado de salida de un dispositivo venturi según la invención;
La figura 3 es una vista transversal del dispositivo venturi tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2; y
La figura 4 es una vista transversal del dispositivo venturi que muestra la boquilla para la fase continua y la boquilla para la fase mezclada del dispositivo venturi de la figura 3.
Descripción detallada de la invención
En esta solicitud, una "emulsión" es una mezcla de partículas de un líquido en un segundo líquido. Dos tipos usuales de emulsiones son las emulsiones de aceite en agua y de agua en aceite. Por "aceite" se designa generalmente un líquido no soluble o casi no soluble en agua. Para las emulsiones de tipo aceite en agua, el agua es la "fase continua" y el aceite es la fase discontinua. Para las emulsiones de tipo agua en aceite, es a la inversa. Aquí, el líquido que forma la fase continua de la emulsión final se denomina "fase continua" y el otro líquido que forma la fase discontinua de la emulsión final se denomina "fase dispersa". En el caso de una emulsión de tipo aceite en agua, el agua es la fase continua y el aceite es la fase dispersa.
En la figura 1 se muestra un esquema de un sistema 10 para la emulsificación de aceite y agua. El sistema 10 será descrito con referencia a la emulsificación de un agente de encolado, tal como el dímero de alquilceteno (AKD) o el anhídrido alquenilsuccínico (ASA), en agua. Sin embargo, hay que entender que el sistema se puede utilizar para emulsionar otras materias, y la elección de las fases continua y dispersa tiene un fin ilustrativo y no pretende limitar la invención.
Haciendo referencia a la figura 1, se suministra un contenido de una "fase continua", tal como el agua pero sin limitarse a ella en este modo de realización, que proviene de un tanque de almacenaje o tanque de alimentación 12, a una bomba 22 mediante una línea 14 y un filtro 16 a través de una válvula de control 18 y un caudalímetro 20. El caudal del agua, que se puede llamar alternativamente "fase continua" en lo que concierne a este modo de realización, se controla a un caudal específico utilizando un bucle de regulación con el caudalímetro 20 y la válvula de control 18. Se pueden considerar otros medios de regulación del caudal tal como saben los expertos en la técnica. La bomba 22 puede ser de un tipo cualquiera, y comprende una bomba centrífuga de varios pasos o una bomba regenerativa, que puede proporcionar una presión de alimentación de aproximadamente 3000 kPa, o presiones de alimentación en el intervalo de aproximadamente 1000 a 5000 kPa, más preferiblemente de aproximadamente 1800 a 3500 kPa. Los manómetros 40a, 40b, 40c están previstos con el objetivo de vigilar, respectivamente, las presiones de la fase continua, de la fase dispersa y de la emulsión. La fase continua se envía a una primera entrada 48 (véase la figura 3) de un dispositivo venturi 50.
Se suministra (o se bombea con ayuda de una bomba 38 opcional) una "fase dispersa", tal como un agente de encolado líquido, pero sin limitarse a este en este modo de realización, desde un tanque de almacenamiento o tanque de alimentación 32 mediante una línea 34 y un filtro 36 pasando por un caudalímetro 39 y un regulador de contra-presión 42 en una entrada de aspiración 52 (véase la Figura 3) del dispositivo venturi 50. El filtro 36 está diseñado de manera que evita la colmatación de una boquilla 60 para la fase de mezcla del dispositivo venturi 50. Véanse las figuras 2-4 para obtener los detalles sobre el dispositivo venturi 50.
La bomba opcional 38 puede ser de cualquier tipo que pueda suministrar una presión de alimentación de hasta aproximadamente 500 kPa, con preferencia aproximadamente 300 kPa, por ejemplo. El caudal del agente de encolado, que puede ser denominado igualmente "fase dispersa" en este modo de realización, puede ser controlado con ayuda de la bomba 38 o con ayuda de un bucle de regulación. Es posible igualmente prever controles alternativos con el fin de regular la relación de la fase continua a la fase dispersa alimentadas al dispositivo venturi
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
50. Dado que la fase continua alimentada al dispositivo venturi 50 produce vacío al nivel de la entrada de aspiración 52 de la fase dispersa, no se necesita forzosamente la bomba 38 para suministrar la fase dispersa al dispositivo venturi 50. Sin embargo, utilizando la bomba 38 para suministrar la fase dispersa al dispositivo venturi 50 se obtiene una presión de alimentación más sostenida y un mejor control del proceso de formación de la emulsión.
Las fases continua y dispersa se mezclan en el dispositivo venturi 50 y se descargan a una cámara 70. El diámetro de la cámara 70 debe ser suficiente para reducir la velocidad del producto emulsionado que procede del dispositivo venturi 50. Se pueden mezclar aditivos con el producto emulsionado en la cámara 70 o después de la cámara 70..
La fase mezclada o el producto emulsionado se pueden dirigir a la máquina de papel o a un tanque de almacenaje 76 o contenedor de reparto (no se muestra), mediante una válvula de control de la presión 74. Si la fase continua es el agua, la emulsión se diluye posteriormente con preferencia con agua con el fin de producir un contenido en elementos sólidos en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 % en peso. A continuación, la emulsión que ha sufrido la post-dilución se mezcla preferiblemente con una solución acuosa de un polímero catiónico natural o sintético antes de ser añadida a la parte húmeda, a la prensa de encolado o a la recubridora de una máquina de fabricación de papel o de cartón.
En las figuras 2 a 4 se muestra un modo de realización de un dispositivo venturi 50 para la emulsificación de aceite y agua. La figura 3 es una sección longitudinal del dispositivo venturi 50. El dispositivo venturi 50 tiene una primera entrada 48 en la que se introduce la fase continua, tal como el agua. La fase continua circula a través del dispositivo venturi 50 en la dirección de la flecha 54. La velocidad de flujo de la fase continua aumenta desde la primera entrada 48 hasta un canal 56 con un diámetro más pequeño y después en una sección cónica 58 antes de volver a entrar en una boquilla con diámetro más pequeño o boquilla 66 para la fase continua. Se puede hacer variar la forma y las dimensiones del canal de salida de la fase continua.
El dispositivo venturi 50 tiene una entrada de aspiración 52 a través de la cual la fase dispersa, tal como un agente de encolado, pero sin estar limitada al mismo, penetra en el dispositivo venturi 50 en la dirección de la flecha 62. Se produce un vacío a nivel de la entrada de aspiración 52 por la salida de la fase continua a través de la boquilla 66 para la fase continua.
La fase continua (por ejemplo el agua) y la fase dispersa (por ejemplo un agente de encolado) se mezclan en una cámara 80 globalmente cónica y vuelven a entrar por la boquilla 60 para la fase mezclada. En la invención, el diámetro d2 de la boquilla para la fase mezclada es más importante que el diámetro d1 de la boquilla para la fase continua en una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1. En un modo de realización de la invención, en referencia a la figura 4, la boquilla 60 para la fase mezclada tiene un diámetro d2 que es el doble del diámetro d1 de la boquilla 66 para la fase continua. La fase continua y la fase dispersa se mezclan gracias a la turbulencia que reina en el interior de la cámara de mezcla cónica 80 entre la boquilla 66 para la fase continua y la boquilla 60 para la fase mezclada, para formar la emulsión o fase mezclada. La emulsión sale de la boquilla 60 para la fase mezclada a través de un difusor de descarga 82 y sale del dispositivo venturi en la dirección de la flecha 84. La emulsión así formada se descarga en la cámara 70 (véase la figura 1).
En la invención, las emulsiones se forman alimentando la fase continua de una emulsión a través de la boquilla 66 para la fase continua, con alta presión. La descarga de la fase continua a través de la boquilla 66 para la fase continua, crea una región con baja presión al nivel de la entrada 52 para la fase dispersa, en el dispositivo venturi
50. Las fases continua y dispersa se mezclan en una cámara de mezcla 80 globalmente cónica en el interior del dispositivo venturi 50 y se cargan a una boquilla 60 para la fase mezclada, que tiene un diámetro d2 más importante que el diámetro d1 de la boquilla 66 para la fase continua. Las dos dimensiones distintas d2 y d1 de los diámetros crean dos capas de chorros a gran velocidad. El producto emulsionado que proviene del dispositivo venturi 50 se descarga en una cámara 70 donde la presión y la velocidad fluídica son reducidas. En la cámara 70 o después de esta última, se pueden añadir agentes adicionales a la emulsión con el fin de mejorar el rendimiento, o bien, se puede diluir la emulsión con agua y/o con una solución acuosa a base de polímero catiónico, o se pueden considerar otras modificaciones de la emulsión. La figura 1 muestra además un tanque 76 opcional en el que se puede depositar la emulsión.
Un dispositivo venturi 50 representativo tiene las siguientes dimensiones. Con referencia a la figura 4, la boquilla 60 para la fase mezclada tiene un diámetro circular d2 de aproximadamente 1,2 mm y la boquilla 66 para la fase continua tiene un diámetro circular d1 de aproximadamente 0,7 mm. En un dispositivo alternativo, la boquilla 60 para la fase mezclada tiene un diámetro circular d2 de aproximadamente 1,8 mm y la boquilla 66 para la fase continua tiene un diámetro circular d1 de aproximadamente 1 mm. Con referencia a la figura 4, el dispositivo venturi 50 representativo tiene una longitud total de aproximadamente 90 mm. La primera entrada 48 está formada con una abertura circular hembra roscada de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pulgadas) para recibir un tubo de alimentación
o empalme (no se muestra) para la introducción de la fase continua en la primera entrada 48. La primera entrada 48 tiene una longitud de aproximadamente 20 mm, y el canal 56 con un diámetro más pequeño 56 tiene una longitud de aproximadamente 35 mm, formando el extremo distal un estrechamiento cónico para dirigir el líquido de la fase continua a la boquilla 66 para la fase continua. La boquilla 66 para la fase continua tiene una longitud de aproximadamente 4 mm. La boquilla 60 para la fase mezclada tiene una longitud de aproximadamente 15 mm.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
La entrada de aspiración 52 en el dispositivo venturi 50 representativo tiene un diámetro circular de aproximadamente 10 mm y una longitud de aproximadamente 10 mm. La entrada de aspiración 52 se estrecha al nivel de un extremo distal cónico que dirige la materia de la fase dispersa a una tubuluradura que lleva a una cámara cónica 80 para la mezcla conjunta de la fase continua y de la fase dispersa para formar una fase mezclada o emulsión. La cámara cónica 80 tiene un diámetro proximal circular de aproximadamente 10 mm y se estrecha hacia la boquilla 60 para la fase mezclada al nivel de su extremo distal.
El difusor de descarga 82, al nivel del extremo distal del dispositivo venturi 50 representativo según la invención, está formado con una parte externa roscada en el exterior de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pulgadas) que se va a conectar con un tubo de descarga roscado o con un empalme (no se muestra) para que la fase mezclada (emulsión) salga del dispositivo venturi 50. El difusor de descarga tiene una longitud de aproximadamente 18 mm, y una abertura circular externa con un diámetro de aproximadamente 15 mm. Una vista frontal del extremo del dispositivo venturi 50 desde el difusor de descarga 82 en la figura 2 muestra que el dispositivo venturi 50 presenta un aspecto exterior globalmente hexagonal o con seis lados, y su altura y anchura es de aproximadamente 36 mm.
El dispositivo venturi 50 representativo se muestra en la figura 3 formado de dos partes mecanizadas, la primera parte, en la que está formada la primera entrada 48 que conduce a la boquilla 66 del venturi, y la segunda parte, en la que está formada la entrada de aspiración 52, la cámara cónica 80, la boquilla 60 para la fase mezclada y el difusor 82. La primera parte se acopla con la segunda parte y se enrosca por medio de las roscas 77 formadas sobre el exterior de la primera parte y el interior de la segunda parte. Un anillo de sellado 78 está previsto para la estanqueidad de los fluidos de la primera y la segunda parte.
La fase continua de la emulsión puede ser a base de agua o de aceite. Cuando la fase continua es a base de agua, la fase dispersa de la emulsión puede ser a base de aceite. Cuando la fase continua es a base de aceite, la fase dispersa de la emulsión puede ser a base de agua. Los ejemplos de fases continuas a base de agua incluyen, sin limitarse a ellas, el agua, las soluciones acuosas de almidones y las soluciones de polímeros. Los ingredientes adicionales utilizados habitualmente en las emulsiones de agentes de encolado, tales como, biocidas, alumbre, resinas catiónicas, agentes tensioactivos, etc., sin limitarse a ellos, pueden estar contenidos en el contenido de fase continua. Los ejemplos de fase dispersa a base de aceite incluyen, pero no se limitan a, ASA, AKD, y polímeros. Aditivos tales como agentes tensioactivos pueden estar contenidos opcionalmente, en la fase oleosa.
La presión del contenido de fase continua se encuentra aproximadamente entre 1000 kPa y 5000 kPa, con preferencia entre aproximadamente 1800 kPa y 3500 kPa. La relación de las dimensiones de la boquilla para la fase mezclada y de la boquilla para la fase continua es superior a 1:1 e inferior a 4:1, con preferencia, entre 1,5:1 y 2,5:1. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo la boquilla 66 en la figura 3) se fija con el fin de obtener una velocidad de salida de aproximadamente 10 a 100 m/s, con preferencia, de aproximadamente 40 a 60 m/s. la velocidad elevada viene de las condiciones de creación instantánea de emulsiones.
Se hace variar la relación de la fase continua a la fase dispersa con el fin de satisfacer las exigencias de la emulsión en términos de viscosidad, estabilidad y homogeneidad. La concentración de la fase dispersa en la fase continua varía de aproximadamente 2 a 50 % en peso, con preferencia, de aproximadamente 4 a 35 % en peso. El diámetro de la cámara al nivel de la descarga del dispositivo venturi (por ejemplo, la cámara 70 en la figura 1) es de aproximadamente 5 a 100 veces el diámetro de la boquilla para la fase continua del dispositivo venturi (por ejemplo la boquilla 66 en la figura 2), con preferencia de aproximadamente 40 a 80 veces el diámetro de la boquilla 66 para la fase continua. La presión que reina en la cámara (por ejemplo en la cámara 70 de la figura 1) es de aproximadamente 100 a 670 kPa, con preferencia, de aproximadamente 130 a 500 kPa. La presión de la entrada en fase dispersa es de aproximadamente 130 a 670 kPa, con preferencia de aproximadamente 300 a 430 kPa.
Para la fase dispersa de la invención, los componentes de encolado de papel preferidos se seleccionan del grupo constituido por componentes de encolado de papel que reaccionan con la celulosa y componentes de encolado de papel que no reaccionan con la celulosa. Para los fines de esta invención, las colas que reaccionan con la celulosa se definen como colas capaces de formar uniones químicas covalentes por reacción con los grupos hidroxilo de la celulosa, y las colas que no reaccionan con la celulosa se definen como colas que no forman estas uniones covalentes con la celulosa.
Las colas que reaccionan con la celulosa preferidas para utilizar en la invención incluyen los anhídridos alquenilsuccínicos (ASA), los dímeros y multímeros de ceteno, los epóxidos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los halogenuros de acilo que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los anhídridos de ácidos grasos procedentes de ácidos grasos de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono y los isocianatos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono. Se puede considerar igualmente la utilización de las mezclas de agentes de encolado reactivas.
Los anhídridos alquenilsuccínicos (ASA) son compuestos de cadenas hidrocarbonadas insaturadas que contienen grupos de anhídridos succínicos colgantes. Generalmente se elaboran mediante un procedimiento en dos etapas que comienza por una alfa olefina. La olefina se isomeriza en primer lugar mediante el desplazamiento aleatorio del doble enlace de la posición alfa. En la segunda etapa, se hace reaccionar la olefina isomerizada con un anhídrido maleico para llegar al ASA final que tiene la fórmula estándar (1) (véase más adelante). Las olefinas típicas
10
15
20
25
30
35
E09784330
20-10-2015
utilizadas para la reacción con el anhídrido maleico incluyen compuestos de alquenilo, de cicloalquenilo y de aralquenilo que contienen de aproximadamente 8 a aproximadamente 22 átomos de carbono. Ejemplos específicos son el anhídrido succínico de isooctadecenilo, el anhídrido succínico de n-octadecenilo, el anhídrido succínico de nhexadecenilo, el anhídrido succínico de n-dodecilo, el anhídrido succinico de i-dodecenilo, el anhídrido succínico de n-decenilo y el anhídrido succínico de n-octenilo.
Los anhídridos succínicos de alquenilo están descritos en la Patente de Estados Unidos Nº 4.040.900, y por CE. Farley et R.B Wasser en The Sizing of Paper, Second Edition, editado por W.F. Reynolds, Tappi Press, 1989, pages 51-62. Diversos anhídridos succínicos de alquenilo están disponibles en el comercio de Bercen Inc., Denham Springs, LA. Los anhídridos succínicos de alquenilo para utilizar en la invención son con preferencia líquidos a 25 ºC. Más preferiblemente, son líquidos a 20 ºC.
Los dímeros y multímeros de ceteno preferidos son materias de la fórmula (2) (véase más adelante), en la cual n es un número entero de 0 a aproximadamente 20, R y R", que pueden ser idénticos o diferentes, son grupos alquilo o alquenilo de cadena lineal o ramificada, saturados o no, que tienen de 6 a 24 átomos de carbono, y R' es un grupo alquenilo de cadena lineal o ramificada, saturado o no, que tiene de aproximadamente 2 a aproximadamente 40 átomos de carbono.
Los dímeros de ceteno que harán las veces de fase dispersa en el procedimiento de esta invención tienen la estructura de la fórmula (2) en la que n = 0 y los grupos R y R", que pueden ser idénticos o diferentes, son radicales hidrocarbonados. Con preferencia, los grupos R y R" son grupos alquilo o alquenilo de cadena lineal o ramificada que tienen 6 a 24 átomos de carbono, grupos cicloalquilo que tienen al menos 6 átomos de carbono, grupos arilo que tienen al menos 6 átomos de carbono, grupos aralquilo que tienen al menos 7 átomos de carbono, grupos alquilarilo que tienen al menos 7 átomos de carbono,y mezclas de estos últimos. Con preferencia, el dímero de ceteno se selecciona del grupo constituido por (a) octilo, decilo, dodecilo, tetradecilo, hexadecilo, octadecilo, eicosilo, docosilo, tetracosilo, fenilo, bencilo, beta-naftilo, y los dímeros de ceteno de ciclohexilo, y (b) los dímeros de ceteno preparados a partir de ácidos orgánicos seleccionados del grupo constituido por ácido montánico, ácido nafténico, ácido 9,10-decilénico, ácido 9,10-dodecilénico, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido ricinoleico, ácido linoleico, ácido eleoesteárico, mezclas naturales de ácidos grasos como la que se encuentra en el aceite de copra, el aceite de babassú, el aceite de palmiste, el aceite de palma, el aceite de oliva, el aceite de cacahuete, el aceite de colza, el sebo de buey, la manteca de cerdo, la grasa de ballena, y las mezclas de cualquiera de los ácidos grasos mencionados. Más preferiblemente, el dímero de ceteno se selecciona del grupo constituido por dímero de octilceteno, decil-ceteno, dodecil-ceteno, tetradecil-ceteno, hexadecil-ceteno, octadecil-ceteno, eicosil-ceteno, docosilceteno, tetracosil-ceteno, fenil-ceteno, bencil-ceteno, β-naftil-ceteno, y ciclohexil-ceteno.
Los dímeros de alquilcetenos han sido utilizados en el comercio durante muchos años y se preparan por dimerización de los alquilcetenos obtenidos a partir de cloruros de ácidos grasos saturados de cadena lineal; los que son más ampliamente utilizados se obtienen a partir de ácido palmitico y/o ácido esteárico. El dímero de alquilceteno puro es suministrado por Ashland Hercules Water Tecnologies, Ashland Inc, Wilmington, DeL, como agente de
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
encolado con la denominación AQUAPEL 364.
Los multímeros de ceteno preferidos para utilizar como la fase dispersa en el procedimiento de esta invención tienen la fórmula (2) en la que n es un número entero igual al menos a 1, R y R", que pueden ser idénticos o diferentes, son grupos alquilos o alquenilos de cadena lineal o ramificada saturados o no que tienen 6 a 24 átomos de carbono, con preferencia 10 a 20 átomos de carbono, y aún más preferiblemente 14 a 16 átomos de carbono, y R' es un grupo alquileno de cadena lineal o ramificada saturado o no que tiene de 2 a 40 átomos de carbonos, con preferencia de 4 a 8 átomos de carbonos o de 28 a 40 átomos de carbonos.
Los multímeros de ceteno preferidos están descritos en la Publicación de la Solicitud de Patente Europea No. 0 629 741 A1 y en las patentes de Estados Unidos Nº 5.685.815 y 5.846.663.
Entre los dímeros y multímeros de ceteno preferidos para utilizar como la fase dispersa en la invención se encuentran aquellos que no están en forma sólida a 25 ºC (materia sólida no sensiblemente cristalina, semi-cristalina
o cérea; es decir que fluyen por calentamiento sin calor de fusión). Los dímeros y multímeros de ceteno que no están en estado sólido a 25 ºC están descritos en las patentes de Estados Unidos Nº 5.685.815, 5.846.663, 5.725.731, 5.766.417 y 5.879.814. Los dímeros de ceteno que no se encuentran en estado sólido a 25 ºC son suministrados por Ashland Hercules Water Tecnologies, Wilmington, DeL, como agentes de encolado bajo la denominación de PREQUEL y PRECIS.
Otras colas preferidas reactivas a la celulosa para utilizar bajo la forma de fase dispersa en la invención son mezclas de dímeros o multímeros de ceteno con anhídridos succinicos de alquenilo como se describe en la patente de Estados Unidos Nº 5.766.417.
Las colas que no reaccionan con la celulosa para utilizar bajo la forma de fase dispersa en la invención incluyen con preferencia materias hidrófobas que fluyen libremente a temperaturas inferiores a 95 ºC, con preferencia inferiores a 70 ºC, ceras, colofonias esterificadas, resinas hidrocarbonadas o terpenos, y agentes de encolado polímeros.
Igualmente, las emulsiones de encolado de esta invención pueden contener convenientemente al menos un agente tensioactivo con el fin de facilitar su emulsificación en el agua, dichas materias son bien conocidas en la técnica. El componente del agente tensioactivo facilita la emulsificación del agente de encolado con un componente del agua cuando se realiza la emulsión. Generalmente, los agentes tensioactivos son aniónicos o no iónicos o pueden ser catiónicos y pueden tener una gran gama de valores HLB.
Los agentes tensioactivos convenientes incluyen, pero no se limitan a, los etoxilatos fosfatados que pueden contener sustituyentes hidrocarbonados de alquilo, arilo, aralquilo o alquenilo, productos sulfonados tales como los obtenidos sulfonando alcoholes grasos o alcoholes grasos aromáticos, alquil-cetenofenoles etoxilados tales como los nonil fenoxi polietoxi etanoles, los octil fenoxi polietoxi etanoles, los polietilenglicoles tales como el PEG 400 monooleato y el PEG 600 dilaurato, los ésteres de fosfato etoxilados, los sulfosuccinatos de dialquilo tales como el sulfosuccinato de dioctil-sodio, polioxialquilenalquilo o los ésteres de alquilarilo polioxialquileno o los mono o diésteres correspondientes, y las trialquilaminas y sus ácidos y sales cuaternarias así como los hidratos de amina tales como la dimetilamina de oleilo y la dimetilamina de estearilo.
Los agentes tensioactivos preferidos son aquellos que emulsionan el agente de encolado para llegar a un diámetro medio de gotita de la emulsión o a un tamaño de partícula lo más pequeño. Tales emulsiones pueden tener un diámetro medio de gotita o un tamaño de partícula de aproximadamente 2 micras o menos, con preferencia entre 0,5 y 1,5 micras, y lo más preferiblemente de aproximadamente 1 micra o menos. El tamaño de las gotitas se puede medir convenientemente por cualquier técnica de medida del tamaño de partículas bien conocida, por ejemplo, los procedimientos microscópicos, de difusión de la luz clásica o casi elástica, de sedimentación, de centrifugación con discos, de detección de electrozona, cromatográficos y de fraccionamiento de la fluidez en un campo en equilibrio de sedimentación. De manera conveniente, los tamaños de las gotitas se pueden estimar por un procedimiento de difusión de la luz mediante un instrumento tal como el analizador de tamaño de partículas HORIBA LA-300.
Es evidente que la cantidad de agente tensioactivo puede variar en función del agente tensioactivo específico, o de la mezcla de agentes tensioactivos utilizada, como es bien sabido por los expertos en la técnica. La cantidad de agente tensioactivo presente en una composición de encolado de la invención no debe sobrepasar el mínimo requerido para tener un tamaño medio de las partículas de aproximadamente 2 micras o menos, con preferencia entre 0,5 y 1,5 micras y lo más preferiblemente de aproximadamente 1 micra o menos en la emulsión resultante. Cantidades más altas pueden llevar a la degradación del tamaño de las partículas y a problemas ligados al comportamiento de la máquina que son una consecuencia de una emulsión de baja calidad. Se puede utilizar del orden de 0,01 % a aproximadamente 10 % de agente tensioactivo en peso, sobre la base del peso total del agente de encolado. Con preferencia, la calidad del agente tensioactivo presente en una composición de encolado va de aproximadamente 0,1 % a aproximadamente 5 % en peso. Lo más preferiblemente, la cantidad de agente tensioactivo presente en una composición de encolado es inferior a aproximadamente 1,0 % en peso. Las mezclas disponibles en el comercio y que comprenden al menos un agente de encolado y al menos un agente tensioactivo, tales como los agentes de encolado PREQUEL 20F o PREQUEL 90F suministrados por Ashland Inc., Wilmington, Del., se pueden utilizar convenientemente para la formación de las emulsiones de encolado de la invención.
15
25
35
45
55
E09784330
20-10-2015
Con respecto a las emulsiones de aceite en agua, tales como las emulsiones de agentes de encolado, la fase continua puede ser el agua o bien una solución acuosa de un polímero natural o sintético. Se prefiere el agua. Si la fase continua es el agua, se recomienda la dilución posterior de la emulsión con agua para obtener un contenido en elementos sólidos deseado, seguido por una dilución adicional con una solución acuosa a base de polímero natural
o sintético. Los polímeros catiónicos que se pueden utilizar para la formación de emulsiones de aceite en agua de agentes de encolado incluyen todo polímero catiónico que contiene nitrógeno soluble en el agua que confiere una carga superficial positiva a las partículas de la fase dispersa de la emulsión. Típicamente, tales polímeros catiónicos son compuestos de amonio cuaternario; homopolímeros o copolímeros de aminas insaturadas en etileno; los productos de reacción resinosos de epihalohidrinas y de poliaminopoliamidas; alquilenopoliaminas; poli(dialilaminas), bis-aminopropilpiperazina, condensados de diciandiamida (o cianamida)-polialquileno poliamina, condensados de diciandiamida (o cianamida)-formaldehidos, y condensados de diciandiamida (o cianamida)-bisaminopropilpiperazina; y almidones catiónicos. Los almidones catiónicos son almidones solubles en agua que contienen grupos aminados, amonio cuaternario u otros grupos catiónicos en cantidad suficiente para que el almidón en su conjunto posea una afinidad pronunciada para la celulosa. Se prefiere el almidón catiónico. Se pueden utilizar igualmente polímeros no catiónicos.
La utilización de polímeros catiónicos en las composiciones de encolado está descrita globalmente en las Patentes de Estados Unidos No. 4.240.935, 4.243.481, 4.279.794, 4.295.931, 4.317.756, 4.522.686, todas emitidas para Dumas, en la Patente de Estados Unidos No. 2.961.366 emitida para Weisgerber, y en la Patente de Estados Unidos No. 5.853.542 (emitida para Bottorff). Los polímeros atmosféricos a semejanza de los descritos en la Patente de Estados Unidos No. 7.270.727 (Varnell), pueden ser utilizados igualmente.
La cantidad mínima de polímero catiónico utilizada debe ser suficiente para que la dispersión llegue a ser catiónica. La cantidad utilizada variará en función de la solubilidad en agua y de la fuerza catiónica del polímero particular empleado, así como otras variables, tales como la calidad del agua.
La cantidad de polímero natural o sintético se puede expresar como un porcentaje del peso de la cola que reacciona con la celulosa que se utiliza. Con preferencia, la cantidad de polímero resulta de aproximadamente 0,1 % hasta aproximadamente 400 % en peso con respecto al peso de la cola que reacciona con la celulosa, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 100 % en peso con respecto al peso de la cola que reacciona con la celulosa, y de forma más preferible, de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 % en peso con respecto al peso de la cola que reacciona con la celulosa. Esta cantidad dependerá de las exigencias apropiadas para una aplicación de producción de papel específico.
La temperatura de la solución acuosa utilizada para la dilución posterior es generalmente inferior a aproximadamente 50 ºC, pero puede ser superior según la aplicación. El pH de la solución acuosa varía, según la aplicación. El pH se puede encontrar en el intervalo de 4 a 8 aproximadamente. La dilución posterior generalmente se realiza en condiciones de bajo cizallamiento, por ejemplo, en las condiciones de cizallamiento creadas por un dispositivo tal como una bomba centrífuga, un mezclador en línea estático, una bomba peristáltica, un agitador de varilla, o combinaciones de estos dispositivos.
Las emulsiones de agentes de encolado preparadas por medio de esta invención se pueden utilizar en el marco del encolado interno de papel o de cartón en el que las emulsiones de encolado se añaden a la pasta líquida al nivel de la parte húmeda del proceso de fabricación de papel, o del encolado superficial de papel o de cartón en el cual las dispersiones de encolado se aplican al nivel de la prensa de encolado o de la recubridora. Esta invención se puede utilizar igualmente en una o en las dos partes de un sistema de encolado de dos partes. Por ejemplo, una parte puede ser mezclada interiormente con la pasta de madera y una segunda parte puede ser aplicada al nivel de la prensa de encolado, una práctica habitual en la fabricación de papel.
La cantidad de agente de encolado añadida a la pasta o aplicada en forma de cola superficial varía de aproximadamente 0,005 a 5 % en peso, sobre la base de la sequedad de la pasta, es decir, las fibras y las cargas opcionales, y con preferencia de 0,01 a 1 % en peso, en donde la dosis depende principalmente de la calidad de la pasta o del papel a encolar, del compuesto de encolado utilizado y del nivel de encolado deseado.
Los elementos químicos añadidos convencionalmente a la pasta durante la producción de papel o de cartón, tales como los agentes de ayuda al tratamiento (por ejemplo, los agentes de ayuda a la retención, los agentes de ayuda al drenaje, los aditivos de control de los contaminantes, etc.) u otros aditivos funcionales (por ejemplo, aditivos para mejorar la resistencia en estado seco o húmedo, colorantes, agentes de abrillantamiento óptico, etc.) se pueden utilizar de manera combinada con los agentes de encolado de esta invención.
La invención ha sido descrita aquí con referencia a una fase dispersa que puede contener un agente de encolado. Alternativamente, el dispositivo venturi 50 de esta invención se puede utilizar igualmente para la preparación de los polímeros de la emulsión inversa utilizados habitualmente en el proceso de fabricación de papel. Los polímeros de la emulsión inversa se preparan y se estabilizan utilizando agentes de superficie activos, más comúnmente denominados agentes tensioactivos. Los agentes tensioactivos utilizados permitirán la emulsificación del monómero soluble en el agua en la fase oleosa antes de la polimerización, y proporcionarán estabilidad al polímero de la emulsión resultante. La estabilidad que incluye la resistencia a la sedimentación, a los cambios menores de
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E09784330
20-10-2015
viscosidad a lo largo del tiempo y a la inversión prematura, sin olvidar la necesidad de tener una emulsión estable durante el proceso de polimerización, necesita un conjunto robusto de estabilización de la emulsión.
La inversión de la emulsión se refiere al proceso antes de la utilización, en el cual las fases se invierten, y el polímero se libera de la fase discontinua. Se añade un volumen grande de solución acuosa con el fin de crear una fase acuosa (agua) continua en la que la coalescencia de la fase acuosa precedentemente dispersa lleva a la dispersión del polímero en la solución, haciendo que la solución sea viscosa. Los agentes tensioactivos, denominados "agentes tensioactivos disgregantes ", se añaden a la emulsión para favorecer la inversión, con el fin de perturbar el sistema de estabilización de la emulsión original cuando el volumen relativamente importante de agua se combina, utilizando un cierto nivel de agitación o de cizallamiento, con la emulsión de agua en aceite. Está bien la acción conjunta de estos tres factores, el volumen importante de la fase dispersa, las fuerzas de cizallamiento, y el agente o agentes tensioactivos disgregantes, que da como resultado la inversión, o inversión de fase, de la emulsión. Además, el polímero puede interactuar ahora con otras materias en fases acuosas. La cantidad relativamente pequeña de aceite (20-40 % en peso de la emulsión original) se dispersa en la fase acuosa, donde, debido a la adición del gran volumen de solución acuosa, el aceite es un compuesto menor.
El polímero se invierte en una solución acuosa, de manera que la concentración resultante del polímero activo se encuentra típicamente en el intervalo de aproximadamente 0,1 % a aproximadamente 1,5 % en peso. La concentración utilizada depende de varios factores, que comprenden, pero sin limitarse a ellos, la temperatura y la química del agua, la viscosidad de la solución, la velocidad de arrastre, y las dimensiones del equipo y los caudales.
Se puede invertir el polímero de la emulsión en una solución acuosa dirigiendo los flujos convergentes de agua y de emulsión pura a las concentraciones deseadas a través del dispositivo venturi 50. En esta inversión, la fase continua es el agua, que se introduce por la primera entrada 48 del dispositivo venturi 50, y la fase dispersa es la emulsión a base de polímero o emulsión bruta, que se introduce por la entrada de aspiración 52 del dispositivo venturi 50. La presión de la fase continua se encuentra en el intervalo de aproximadamente 1000 a 4000 kPa, con preferencia de aproximadamente 1500 a 2500 kPa, y la velocidad de flujo de la fase continúa de aproximadamente 10 a 50 m/s, con preferencia de aproximadamente 25 a 35 m/s. A continuación, la mezcla resultante sufre una etapa de mezcla, en un mezclador estático o una bomba mecánica, en la que la acción de mezcla mejora el proceso de inversión. Típicamente, la solución acuosa se transfiere a continuación a un tanque, en el cual se mezcla hasta hacerse homogénea. En un sistema continuo, se elimina la etapa de transferencia a un tanque.
Típicamente, el agua de dilución adicional se añade a la solución de polímero invertido justo antes de la introducción en el proceso para ayudar a la dispersión del polímero.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se han alimentado 150 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3000 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 1 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 15 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 2 mm. La velocidad del venturi es de 53 m/s en la boquilla para la fase continua. La mediana del tamaño de las partículas de la emulsión es de 0,67 micras.
Ejemplo 2
Se han alimentado 170 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3000 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 1 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 27 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 2 mm. La velocidad del venturi es de 60 m/s en la boquilla para la fase continua. La mediana del tamaño de las partículas de la emulsión es de 0,67 micras.
Ejemplo 3
Se han alimentado 80 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3100 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 0,8 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 8 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 1,6 mm. La velocidad del venturi es de 44 m/s en la boquilla para la fase continua. La mediana del tamaño de las partículas de la emulsión es de 0,82 micras.
10
15
20
25
30
35
E09784330
20-10-2015
Ejemplo 4 (ejemplo comparativo)
Se han alimentado 180 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3200 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 1 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 15 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 1 mm (el mismo diámetro para la boquilla para la fase continua y para la fase mezclada). La velocidad del venturi es de 63 m/s en la boquilla para la fase mezclada. La emulsión se dispersa casi inmediatamente en fases separadas: de agua y de gotas de ASA. Fue imposible medir la distribución del tamaño de las partículas.
Ejemplo 5
Se han alimentado 160 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3000 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 1 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un AnKD suministrado por Ashland Hercules Water Tecnologies, Wilmington, Del.) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 30 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 2 mm. La velocidad del venturi es de 53 m/s en la boquilla para la fase continua. La emulsión se revela estable con una mediana del tamaño de las partículas de 0,8 micras.
Ejemplo 6
Se han alimentado 90 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3000 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 0,8 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 30 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 2,4 mm. La velocidad del venturi es de 44 m/s en la boquilla para la fase continua. La emulsión se revela estable con una mediana del tamaño de las partículas de 1,15 micras.
Ejemplo 7
Se han alimentado 180 l/h de agua como fase continúa en una primera entrada de un dispositivo venturi como se muestra en las figuras 2-4. La presión de alimentación del agua es de 3000 kPa. El diámetro de la boquilla para la fase continua (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 66 en la figura 3) es de 1,2 mm. Una fase dispersa a base del agente de encolado PREQUEL 20F (un ASA) ha sido suministrada a vacío a la entrada de aspiración del dispositivo venturi a 30 kg/h. El diámetro de la boquilla para la fase mezclada (por ejemplo, el diámetro de la boquilla 60 en la figura 3) es de 1,6 mm. La velocidad del venturi es de 53 m/s en la boquilla para la fase continua. La emulsión se revela estable con una mediana del tamaño de las partículas de 0,8 micras.
Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a modos de realización particulares de la misma, es claro que muchas otras formas y modificaciones serán evidentes para los expertos en la técnica.
Claims (13)
- REIVINDICACIONES1. Sistema para la emulsificación de aceite en agua o de agua en aceite que comprende:-un dispositivo venturi (50) que tiene una boquilla (66) para la fase continua y una entrada (52) para la fase dispersa,5 -en el cual la boquilla para la fase continua tiene un primer diámetro (d1) que dirige el flujo de una fase continua en una sección de mezcla (80) del dispositivo venturi, y-la entrada para la fase dispersa introduce una fase dispersa en la sección de mezcla con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa y de la fase continua; y-en el cual dicho dispositivo venturi tiene una boquilla (60) para la fase mezclada que tiene un segundo 10 diámetro (d2) por el cual la emulsión se arrastra de la sección de mezcla hacia una salida del dispositivo venturi,-siendo dicho segundo diámetro (d2) de dicho dispositivo venturi (50) más importante que dicho primer diámetro (d1) en una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1,- caracterizado porque el sistema está diseñado para que la fase continua15 o sea introducida a una presión que va de aproximadamente 1000 kPa hasta aproximadamente 5000 kPa yo a una velocidad que se encuentra en el intervalo de aproximadamente 10 a 100 m/s a través de la boquilla para la fase continua.
- 2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una bomba (22) destinada al bombeo de la fase 20 continua al interior del dispositivo venturi (50).
-
- 3.
- El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, diseñado para que la fase continúa comprenda el agua o una solución acuosa de almidón o una solución a base de polímero.
-
- 4.
- El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, diseñado para que la fase dispersa comprenda una o varias emulsiones inversas.
25 5. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, diseñado para que la fase dispersa comprenda uno o varios compuestos de encolado de papel que no reaccionan con la celulosa o compuestos de encolado de papel que reaccionan con la celulosa, tales como el anhídrido alquenilsuccínico (ASA), el dímero de alquilceteno (AKD), los dímeros de ceteno, los multímeros de ceteno, los epóxidos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los halogenuros de acilo que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los30 anhídridos de ácidos grasos procedentes de ácidos grasos que contienen aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, o los isocianatos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono. - 6. Un procedimiento para la emulsificación de un agente de encolado para utilizar en el tratamiento de papel o de cartón, comprendiendo dicho procedimiento el hecho de-introducir bajo presión en un dispositivo venturi (50) una fase continua que contiene el agua, disponiendo dicho 35 dispositivo venturi de una boquilla (66) para la fase continua de un primer diámetro (d1) que dirige dicha fase continua en una sección de mezcla (80);-introducir en la sección de mezcla (80) del dispositivo venturi una fase dispersa que contiene al menos un agente de encolado con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa y de la fase continua;-conducir la emulsión a través de una boquilla (60) para la fase mezclada de un segundo diámetro (d2) en dicho 40 dispositivo venturi,-siendo dicho diámetro (d2) de la boquilla para la fase mezclada de dicho dispositivo venturi más importante que dicho diámetro (d1) de la boquilla para la fase continua con una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1.- caracterizado porque la fase continuao se introduce con una presión que va de aproximadamente 1000 kPa a aproximadamente 5000 kPa y45 o a una velocidad de aproximadamente 10 a 100 m/s a través de la boquilla para la fase continua.
- 7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el cual la fase continúa comprende el agua o una solución acuosa de almidón o una solución a base de polímero.13
-
- 8.
- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, en el cual la fase dispersa comprende compuestos de encolado de papel que no reaccionan con la celulosa o compuestos de encolado de papel que reaccionan con la celulosa, tales como el anhídrido alquenilsuccínico (ASA), el dímero de alquilceteno (AKD), los dímeros de ceteno, los multímeros de ceteno, los epóxidos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los halogenuros de acilo que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, los anhídridos de ácidos grasos procedentes de ácidos grasos que contienen aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono, o los isocianatos orgánicos que contienen de aproximadamente 12 a 22 átomos de carbono.
-
- 9.
- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el cual la fase dispersa comprende además uno o varios agentes tensioactivos en una proporción que va de 0,1 % a aproximadamente 5 % en peso de dicha fase dispersa.
-
- 10.
- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el cual la emulsión tiene un tamaño medio de partículas por debajo de 2 micras.
-
- 11.
- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el cual la emulsión presenta una concentración de la fase dispersa/fase continua que va de 2 a 50 por ciento en peso.
-
- 12.
- El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, que comprende además el hecho de diluir posteriormente la emulsión y de añadir la emulsión post-diluida bien a una parte húmeda o bien a una prensa de encolado o recubridora para un sistema de fabricación de papel o de cartón.
-
- 13.
- Un procedimiento de inversión de una emulsión inversa, comprendiendo dicho procedimiento:
-introducir bajo presión en un dispositivo venturi (50) una fase continua que contiene agua, disponiendo dicho dispositivo venturi de una boquilla (66) para la fase continua de un primer diámetro (d1) que dirige dicha fase continua en una sección de mezcla (80);-introducir en la sección de mezcla (80) del dispositivo venturi una fase dispersa que contiene al menos una emulsión inversa con el fin de formar una emulsión de la fase dispersa y de la fase continua;-conducir la emulsión a través de una boquilla (60) para la fase mezclada de un segundo diámetro (d2) en dicho dispositivo venturi, siendo dicho diámetro (d2) de la boquilla para la fase mezclada de dicho dispositivo venturi más importante que dicho diámetro (d1) de la boquilla para la fase continua con una relación superior a 1:1 e inferior a 4:1.-caracterizado porque la presión de la fase continua se encuentra en el intervalo de aproximadamente 1000 a 4000 kPa, con preferencia de aproximadamente 1500 a 2500 kPa, y la fase continúa tiene una velocidad de aproximadamente 10 a 50 m/s, con preferencia de aproximadamente 25 a 35 m/s, a través de la boquilla para la fase continua. - 14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el cual la emulsión inversa comprende uno o varios agentes de ayuda a la retención y al drenaje para utilizar en los sistemas de fabricación de papel o de cartón.14
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2009/000976 WO2011015715A1 (fr) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Appareil, systeme et procede pour emulsbfier de l'huble et de lεau |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2550620T3 true ES2550620T3 (es) | 2015-11-11 |
Family
ID=42077679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES09784330.4T Active ES2550620T3 (es) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Aparato, sistema y procedimiento para emulsionar aceite y agua |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11554353B2 (es) |
| EP (1) | EP2461898B1 (es) |
| JP (1) | JP5740548B2 (es) |
| KR (1) | KR101644212B1 (es) |
| CN (1) | CN102639219B (es) |
| AU (1) | AU2009350832B2 (es) |
| BR (1) | BR112012002642B1 (es) |
| CA (1) | CA2770942C (es) |
| ES (1) | ES2550620T3 (es) |
| MX (1) | MX2012001551A (es) |
| PL (1) | PL2461898T3 (es) |
| PT (1) | PT2461898E (es) |
| RU (1) | RU2538578C2 (es) |
| WO (1) | WO2011015715A1 (es) |
| ZA (1) | ZA201201603B (es) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8088250B2 (en) | 2008-11-26 | 2012-01-03 | Nalco Company | Method of increasing filler content in papermaking |
| US8852400B2 (en) * | 2010-11-02 | 2014-10-07 | Ecolab Usa Inc. | Emulsification of alkenyl succinic anhydride with an amine-containing homopolymer or copolymer |
| CN102817601B (zh) * | 2012-08-31 | 2015-04-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 应用交联剂进行聚合物驱油田在线调剖的方法及装置 |
| JP6355906B2 (ja) * | 2012-10-05 | 2018-07-11 | 花王株式会社 | 乳化物の製造方法 |
| CA2904596C (en) * | 2013-03-13 | 2021-11-16 | Nalco Company | Method of using aldehyde-functionalized polymers to increase papermachine performance and enhance sizing |
| JP6444062B2 (ja) * | 2013-06-17 | 2018-12-26 | 花王株式会社 | 分散液の製造方法 |
| JP6650394B2 (ja) | 2013-07-19 | 2020-02-19 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | 疎水性の紙 |
| US9956532B2 (en) * | 2013-11-07 | 2018-05-01 | U.S. Department Of Energy | Apparatus and method for generating swirling flow |
| US9567708B2 (en) | 2014-01-16 | 2017-02-14 | Ecolab Usa Inc. | Wet end chemicals for dry end strength in paper |
| US9702086B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-07-11 | Ecolab Usa Inc. | Method of increasing paper strength using an amine containing polymer composition |
| US9920482B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-03-20 | Ecolab Usa Inc. | Method of increasing paper strength |
| RU2736757C2 (ru) * | 2015-04-13 | 2020-11-19 | Вирджиния Тех Интеллекчуал Пропертис, Инк. | Устройство для обезвоживания и деминерализации мелких частиц |
| CN106917324B (zh) | 2015-12-25 | 2019-11-08 | 艺康美国股份有限公司 | 一种造纸施胶方法及其制备的纸张 |
| US10857507B2 (en) * | 2016-03-23 | 2020-12-08 | Alfa Laval Corporate Ab | Apparatus for dispersing particles in a liquid |
| WO2017197380A1 (en) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | Ecolab Usa Inc. | Tissue dust reduction |
| CN106422955B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-03-15 | 扬州大学 | 一种快速、大量、连续生产纳米乳液或纳米悬浮液的装置及方法 |
| CA3068967A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Linde Aktiengesellschaft | Cryogenic and lco2 flour chilling system |
| US20190091690A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Tantti Laboratory Inc. | Method and apparatus of generating substantially monodisperse droplets |
| CN108421427A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-08-21 | 苏州派凯姆新能源科技股份有限公司 | 一种烯基琥珀酸酐新型均质乳化泵 |
| CN109499410B (zh) * | 2019-01-11 | 2024-02-02 | 西安交通大学 | 一种含文丘里引射结构的引射孔的文丘里乳化液配制装置 |
| TWI693965B (zh) | 2019-03-12 | 2020-05-21 | 信紘科技股份有限公司 | 化學液體稀釋方法 |
| TWI697356B (zh) * | 2019-03-12 | 2020-07-01 | 信紘科技股份有限公司 | 流體混合器 |
| CN110075728A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-02 | 邱振权 | 一种asa乳化装置及控制方法 |
| KR102406095B1 (ko) * | 2020-04-21 | 2022-06-13 | 주식회사 성광이엔에프 | 미세기포를 이용한 에멀젼 제조 시스템 |
| GB202008025D0 (en) * | 2020-05-28 | 2020-07-15 | Micropore Tech Limited | Membrane emulsification apparatus with refiner |
| CA3187390A1 (en) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | Angela VISCIANO | Peritoneal dialysis concentrate pouches |
| US12145112B2 (en) * | 2020-11-04 | 2024-11-19 | Saudi Arabian Oil Company | Methods and systems for the generation of stable oil-in-water or water-in-oil emulsion for enhanced oil recovery |
| KR20230116829A (ko) | 2020-12-04 | 2023-08-04 | 에이지씨 케미컬스 아메리카스 인코포레이티드 | 처리된 물품, 처리된 물품을 제조하는 방법, 및 처리된 물품을 제조하는 데 이용하기 위한 분산액 |
| CN112538780A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-23 | 浙江凯丰新材料股份有限公司 | 一种asa施胶剂在线乳化装置 |
| NL2027917B1 (en) * | 2021-04-06 | 2022-10-19 | Magnets For Emulsions N V | A mixing device and a method for mixing a first substance and a second substance to form a mixed substance |
| CN113083161B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-04-12 | 华东理工大学 | 一种异味物质去除射流式泡沫发生装置 |
| US20230021418A1 (en) * | 2021-07-08 | 2023-01-26 | Ecolab Usa Inc. | System and technique for inverting polymers under ultra-high shear |
| WO2024206616A1 (en) * | 2023-03-31 | 2024-10-03 | Kemira Oyj | Dual emulsification of alkenyl succinic anhydride to improve sizing performance and stability |
| CN116877518A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-10-13 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种内燃动力包用闭式液压系统及控制方法 |
Family Cites Families (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1540592A (en) * | 1924-08-25 | 1925-06-02 | Best Robert Bertram | Emulsifying or mixing apparatus |
| US2961366A (en) | 1957-02-27 | 1960-11-22 | Hercules Powder Co Ltd | Sized paper and method of making same |
| GB1205675A (en) * | 1968-01-05 | 1970-09-16 | Karl Hutter | Device for mixing media, more particularly liquids |
| US4040900A (en) | 1974-05-20 | 1977-08-09 | National Starch And Chemical Corporation | Method of sizing paper |
| IT1015665B (it) * | 1974-07-04 | 1977-05-20 | Snam Progetti | Metodo per la preparazione in con tinuo di emulsioni acqua olio ed apparecchiatura adatta allo scopo |
| US4295931A (en) | 1976-03-08 | 1981-10-20 | Hercules Incorporated | Sizing method and sizing composition for use therein |
| US4317756A (en) | 1977-08-19 | 1982-03-02 | Hercules Incorporated | Sizing composition comprising a hydrophobic cellulose-reactive sizing agent and a cationic polymer |
| US4234481A (en) | 1977-11-30 | 1980-11-18 | Crompton & Knowles Corporation | Yellow pyrazolone ester dyes for heat transfer printing |
| CH620134A5 (es) * | 1978-03-14 | 1980-11-14 | Blaser & Co Ag | |
| US4240935A (en) | 1978-12-22 | 1980-12-23 | Hercules Incorporated | Ketene dimer paper sizing compositions |
| US4279794A (en) | 1979-04-26 | 1981-07-21 | Hercules Incorporated | Sizing method and sizing composition for use therein |
| US4210534A (en) * | 1979-05-11 | 1980-07-01 | Clevepak Corporation | Multiple stage jet nozzle and aeration system |
| US4522686A (en) | 1981-09-15 | 1985-06-11 | Hercules Incorporated | Aqueous sizing compositions |
| US4430251A (en) | 1981-09-29 | 1984-02-07 | Hoffert Manufacturing Co., Inc. | High energy emulsifier |
| SU1590124A1 (ru) * | 1988-04-08 | 1990-09-07 | Институт технической механики АН УССР | Устройство дл получени тонкодисперсных систем |
| JPH02127594A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-16 | Hokuetsu Paper Mills Ltd | 置換コハク酸無水物を使用して行う製紙原料のサイズ化法 |
| GB8910372D0 (en) * | 1989-05-05 | 1989-06-21 | Framo Dev Ltd | Multiphase process mixing and measuring system |
| US5171795A (en) | 1990-08-01 | 1992-12-15 | Hercules Incorporated | Process for the production of improved polyaminopolyamide epichlorohydrin resins |
| US5714552A (en) | 1990-11-30 | 1998-02-03 | Hercules Incorporated | Process for making epichlorohydrin resins |
| CA2066378C (en) | 1991-04-24 | 2000-09-19 | David J. Hardman | Dehalogenation of organohalogen-containing compounds |
| EP0616002B1 (en) * | 1992-09-18 | 1998-03-04 | Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. | Process for producing polycarbonate powder |
| GB9311944D0 (en) | 1993-06-10 | 1993-07-28 | Hercules Inc | Synthesis of alkyl ketene multimers (akm) and application for precision converting grades of fine paper |
| US5403522A (en) * | 1993-11-12 | 1995-04-04 | Von Berg; Richard | Apparatus and methods for mixing liquids and flowable treating agents |
| US5685815A (en) | 1994-02-07 | 1997-11-11 | Hercules Incorporated | Process of using paper containing alkaline sizing agents with improved conversion capability |
| US5846663A (en) | 1994-02-07 | 1998-12-08 | Hercules Incorporated | Method of surface sizing paper comprising surface sizing paper with 2-oxetanone ketene multimer sizing agent |
| US5614597A (en) | 1994-12-14 | 1997-03-25 | Hercules Incorporated | Wet strength resins having reduced levels of organic halogen by-products |
| US5725731A (en) | 1995-05-08 | 1998-03-10 | Hercules Incorporated | 2-oxetanone sizing agents comprising saturated and unsaturated tails, paper made with the 2-oxetanone sizing agents, and use of the paper in high speed converting and reprographic operations |
| US5595631A (en) * | 1995-05-17 | 1997-01-21 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Method of paper sizing using modified cationic starch |
| US5853542A (en) | 1995-09-11 | 1998-12-29 | Hercules Incorporated | Method of sizing paper using a sizing agent and a polymeric enhancer and paper produced thereof |
| AU718417B2 (en) * | 1995-11-14 | 2000-04-13 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Water additive and method for fire prevention and fire extinguishing |
| US5766417A (en) | 1996-03-06 | 1998-06-16 | Hercules Incorporated | Process for using alkaline sized paper in high speed converting or reprographics operations |
| DE19703779C2 (de) * | 1997-02-01 | 2003-06-05 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dispersen Gemisches |
| AUPO609997A0 (en) * | 1997-04-09 | 1997-05-01 | Queensland University Of Technology | Mixing apparatus |
| US6004024A (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-21 | Calgon Corporation | Emulsion feed assembly |
| US5863128A (en) * | 1997-12-04 | 1999-01-26 | Mazzei; Angelo L. | Mixer-injectors with twisting and straightening vanes |
| US5931771A (en) | 1997-12-24 | 1999-08-03 | Kozyuk; Oleg V. | Method and apparatus for producing ultra-thin emulsions and dispersions |
| EP1056820A1 (en) * | 1998-02-19 | 2000-12-06 | Crystallisation and Degumming Sprl | Method for producing microcrystals of vegetable and animal fats |
| US6210475B1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-04-03 | Bayer Corporation | Use of hydroxyalkylated starches for improved emulsification of sizing agents |
| KR20020058081A (ko) * | 1999-12-16 | 2002-07-12 | 추후보정 | 사이징 조성물 |
| US6444024B1 (en) | 1999-12-16 | 2002-09-03 | Akzo Nobel Nv | Sizing composition |
| US6576049B1 (en) * | 2000-05-18 | 2003-06-10 | Bayer Corporation | Paper sizing compositions and methods |
| US6796704B1 (en) * | 2000-06-06 | 2004-09-28 | W. Gerald Lott | Apparatus and method for mixing components with a venturi arrangement |
| US20030127204A1 (en) | 2001-09-06 | 2003-07-10 | Varnell Daniel F. | Amphoteric polymer resins that increase the rate of sizing development |
| US20080267006A1 (en) * | 2004-08-06 | 2008-10-30 | Carlos Miguel Moreira Campos | Device for Mixing Fluids |
| WO2006096216A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Kemira Oyj | Reduced shear cellulose reactive sizing agent for wet end applications |
| BRPI0810314A2 (pt) | 2007-05-09 | 2014-10-21 | Buckman Labor Inc | "emulsão de colagem de anidrido alquenil succínio, proceso para colar papel, mistura com anidrido alquenil succínico e agente emulsificante" |
| US7784999B1 (en) * | 2009-07-01 | 2010-08-31 | Vortex Systems (International) Ci | Eductor apparatus with lobes for optimizing flow patterns |
-
2009
- 2009-08-04 ES ES09784330.4T patent/ES2550620T3/es active Active
- 2009-08-04 CA CA2770942A patent/CA2770942C/en active Active
- 2009-08-04 AU AU2009350832A patent/AU2009350832B2/en not_active Ceased
- 2009-08-04 KR KR1020127005680A patent/KR101644212B1/ko active Active
- 2009-08-04 MX MX2012001551A patent/MX2012001551A/es active IP Right Grant
- 2009-08-04 WO PCT/FR2009/000976 patent/WO2011015715A1/fr not_active Ceased
- 2009-08-04 EP EP09784330.4A patent/EP2461898B1/fr active Active
- 2009-08-04 CN CN200980161346.7A patent/CN102639219B/zh active Active
- 2009-08-04 US US13/382,177 patent/US11554353B2/en active Active
- 2009-08-04 RU RU2012108162/05A patent/RU2538578C2/ru active
- 2009-08-04 PT PT97843304T patent/PT2461898E/pt unknown
- 2009-08-04 JP JP2012523359A patent/JP5740548B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-08-04 BR BR112012002642-9A patent/BR112012002642B1/pt active IP Right Grant
- 2009-08-04 PL PL09784330T patent/PL2461898T3/pl unknown
-
2012
- 2012-03-02 ZA ZA2012/01603A patent/ZA201201603B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2461898B1 (fr) | 2015-10-07 |
| KR20120041242A (ko) | 2012-04-30 |
| PL2461898T3 (pl) | 2016-01-29 |
| ZA201201603B (en) | 2013-10-28 |
| CA2770942A1 (en) | 2011-02-10 |
| JP2013501164A (ja) | 2013-01-10 |
| BR112012002642A2 (pt) | 2020-12-15 |
| EP2461898A1 (fr) | 2012-06-13 |
| PT2461898E (pt) | 2015-11-30 |
| RU2012108162A (ru) | 2013-09-10 |
| CN102639219B (zh) | 2016-03-09 |
| JP5740548B2 (ja) | 2015-06-24 |
| KR101644212B1 (ko) | 2016-07-29 |
| RU2538578C2 (ru) | 2015-01-10 |
| US11554353B2 (en) | 2023-01-17 |
| MX2012001551A (es) | 2012-05-23 |
| CN102639219A (zh) | 2012-08-15 |
| US20120103546A1 (en) | 2012-05-03 |
| CA2770942C (en) | 2016-11-01 |
| WO2011015715A1 (fr) | 2011-02-10 |
| AU2009350832B2 (en) | 2016-06-09 |
| AU2009350832A1 (en) | 2012-03-08 |
| BR112012002642B1 (pt) | 2021-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2550620T3 (es) | Aparato, sistema y procedimiento para emulsionar aceite y agua | |
| CN100363555C (zh) | 烯基琥珀酸酐组合物及其使用方法 | |
| CN104120624B (zh) | 生物柴油基的乳液型消泡剂及其制备方法 | |
| AU739667B2 (en) | Sizing emulsions | |
| CN101688370A (zh) | 用于纸或纸板的烯基琥珀酸酐施胶乳液 | |
| US20090139676A1 (en) | Asa emulsification with ultrasound | |
| RU2211274C2 (ru) | Проклеивающий состав | |
| KR101882542B1 (ko) | 사이징 조성물 | |
| JPS6068013A (ja) | 水混和性凝集剤組成物 | |
| ES2898502T3 (es) | Métodos y composiciones para mejorar el encolado en el proceso de fabricación de papel | |
| JPH0261196A (ja) | 紙及び類似製品のサイズ方法 | |
| TW201210684A (en) | Apparatus, system and method for emulsifying oil and water | |
| Merisalo | Optimization of ASA emulsification in internal sizing of paper and board | |
| JPS5916510A (ja) | 親水性カチオンポリマ− | |
| KR20250117372A (ko) | 수중유 에멀젼 및 제조 방법 |