ES3053770T3

ES3053770T3 - Method for manufacturing a fibrous web

Info

Publication number: ES3053770T3
Application number: ES18739572T
Authority: ES
Inventors: Jaakko Ekman; Marko Kolari; Juhana Ahola
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2026-01-26
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: RU2019142688A3; RU2019142688A; EP3642416B1; CN110785525A; US20200095730A1; KR102549334B1; WO2018234635A1; EP3642416C0; BR112019027394A2; PL3642416T3; AU2018287124A1; BR112019027394B1; CA3065643A1; EP4667654A2; EP3642416A1; FI20175585A1; KR20200019891A; NZ759414A; US11598051B2; RU2763929C2

Abstract

La invención se refiere a un método para la fabricación de una banda fibrosa, como una banda de papel, cartón, tisú o similar. El método comprende la formación de una suspensión acuosa de fibras que comprende fibras celulósicas a partir de uno o más flujos de materia prima, y la aplicación de al menos una medida de control química y/o física a la suspensión acuosa de fibras o al menos a uno de sus flujos de materia prima para controlar la actividad microbiana en la suspensión acuosa de fibras o en el flujo de materia prima antes de la entrada de un dispositivo de residencia intermedia, como una torre de almacenamiento o una torre de rotura, con un tiempo de retardo de al menos una hora, preferiblemente de al menos dos horas. De esta manera, se obtiene un valor inicial de ORP para la suspensión acuosa de fibras. La suspensión acuosa de fibras en el dispositivo de residencia intermedia tiene al menos el tiempo de retardo mínimo, y se mide un valor final de ORP para la suspensión acuosa de fibras después de la salida de dicho dispositivo, pero antes de la formación de la banda fibrosa. Se calcula una diferencia de ORP entre los valores inicial y final. Si esta supera un umbral predeterminado, se ajustan las medidas de control químicas o físicas aplicadas hasta que la diferencia de ORP descienda por debajo de dicho umbral. Finalmente, la suspensión acuosa de fibras se transforma en una malla fibrosa y se seca. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Método para fabricar una red fibrosa

[0003] La presente invención se refiere a un método para fabricar una red fibrosa según la presente reivindicación 1. Las células bacterianas están presentes normalmente en los entornos acuosos de fábricas de pasta de papel, así como fábricas de papel y cartón en forma de células vegetativas, que se multiplican por división celular. El crecimiento de las bacterias vegetativas en el procedimiento es controlado y limitado comúnmente utilizando varias medidas de control, p. ej., alimentando biocidas en el procedimiento. Sin embargo, algunos géneros de bacterias forman endosporas, que son altamente resistentes a métodos de destrucción y control típicos utilizados para células vegetativas, tales como calor, desinfectantes, biocidas químicos, desecación, luz ultravioleta y radiación ionizante. La transformación de células bacterianas de la forma vegetativa en la forma resistente de endosporas se denomina esporulación. Las endosporas maduras pueden permanecer viables pero latentes durante períodos prolongados, incluso durante años, hasta que las condiciones externas se vuelven favorables, después de lo cual tiene lugar la transformación, es decir, la germinación, de endosporas bacterianas de nuevo a forma vegetativa.

[0004] La cantidad de células vegetativas y endosporas en el producto final de papel o cartón debe ser tan baja como sea posible, especialmente si el producto está destinado a fines higiénicos, envasado de alimentos o bebidas. La fabricación convencional de papel higiénico o cartón se basa en un tratamiento biocida intensivo durante la preparación de la pasta de papel y en el extremo húmedo del procedimiento de fabricación de papel o cartón. El objetivo del tratamiento biocida convencional es minimizar o eliminar completamente las células bacterianas vegetativas y así inhibir la formación de endosporas. Sin embargo, este tratamiento requiere altas dosis de biocidas que aumentan los costes del procedimiento, y que pueden dañar el equipo del procedimiento, por ejemplo, causar corrosión. Además, se ha observado que a veces, incluso si la dosificación de biocida es alta y el número de células bacterianas vegetativas es bajo, el recuento de endosporas en la pasta de papel aumenta más allá de niveles aceptables. Por consiguiente, existe una necesidad continua de inhibir la formación de endosporas durante la fabricación de pasta de papel, papel o cartón.

[0005] El documento WO 2016/135387 divulga un método para el control cuantitativo de endosporas en un entorno acuoso de una fábrica de papel o cartón. El nivel de endosporas se determina utilizando reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en una muestra tratada en donde sólo está disponible para la amplificación el ADN de las endosporas.

[0006] El documento WO 2012/070644 divulga un método para producir papel donde se miden al menos dos parámetros de calidad del agua. El tratamiento con agua se realiza basándose en los valores medidos en paralelo con el funcionamiento del sistema de fabricación de papel.

[0007] Es un objeto de la presente invención reducir o incluso eliminar los problemas mencionados anteriormente que aparecen en la técnica anterior.

[0008] Un objeto de la presente invención es proporcionar un método con el que se minimice la formación de esporas durante la fabricación de papel, cartón o similares.

[0009] Con el fin de realizar los objetos anteriormente mencionados, entre otros, la invención se caracteriza por lo que se presenta en la parte caracterizante de la reivindicación independiente adjunta.

[0010] Algunas realizaciones preferidas según la invención se describen en las reivindicaciones dependientes que se presentan adicionalmente a continuación.

[0011] Las realizaciones mencionadas en este texto se refieren, en su caso, a todos los aspectos de la invención, incluso si esto no siempre se menciona por separado.

[0012] Un método típico según la presente invención para fabricar una red fibrosa, tal como una red de papel, cartón, papel tisú o similar, se define en la reivindicación 1 y comprende, entre otros,

[0013] − formar una suspensión acuosa de fibras que comprende fibras celulósicas a partir de uno o más flujos de materia prima,

[0014] − aplicar al menos una medida de control químico y/o físico a la suspensión acuosa de fibras o al menos uno de sus flujos de materia prima para el control de la actividad microbiana en la suspensión acuosa de fibras o el flujo de materia prima antes de una entrada de una entidad de residencia intermedia, tal como una torre de almacenamiento o torre para pasta de papel triturada, que tiene un tiempo de retardo mínimo de al menos una hora, preferiblemente al menos dos horas, y obtener un valor de ORP de partida para la suspensión acuosa de fibras,

[0015] − mantener la suspensión acuosa de fibras en la entidad de residencia intermedia al menos el tiempo de retardo mínimo,

[0016] − medir un valor de ORP final de la suspensión acuosa de fibras después de una salida de dicha entidad de residencia intermedia pero antes de la formación de la red fibrosa,

[0017] − calcular un valor de diferencia de ORP entre los valores de ORP de partida y de ORP finales, y si el valor de diferencia de ORP supera un valor umbral predeterminado, ajustar entonces la medida o las medidas de control químico y/o físico aplicadas hasta que el valor de diferencia de ORP caiga por debajo del valor umbral,

[0018] − formar la suspensión acuosa de fibras en una red fibrosa y secar la red fibrosa.

[0019] Ahora se ha encontrado sorprendentemente que la formación de endosporas se evita eficazmente cuando el valor de diferencia de ORP entre los valores de ORP de partida y de ORP finales se mantiene por debajo de un valor umbral predeterminado. En la práctica esto significa que las medidas de control aplicadas antes de la entidad de residencia intermedia se ajustan a un nivel que inhiba el crecimiento bacteriano excesivo, pero que no elimine completamente las células bacterianas vegetativas. De esta manera, las bacterias vegetativas no son inducidas por estrés ambiental a formar endosporas en el procedimiento, sino que permanecen como células vegetativas, que son fácilmente destruidas por el calor en la sección de secado. El valor de diferencia de ORP entre los valores de ORP inicial y final de la suspensión acuosa de fibras proporciona un parámetro con el que se puede determinar, mantener y, si fuera necesario, ajustar el nivel correcto de medida o medidas de control. El valor de ORP final de la suspensión acuosa de fibras después de la entidad de residencia intermedia se mantiene, con la ayuda de las medidas de control aplicadas en el nivel objetivo, en donde el valor de diferencia de ORP entre el valor de ORP de partida y el valor de ORP final es preferiblemente menor de 100 mV. En caso de que el valor de ORP final se desvíe del nivel objetivo, y el valor de diferencia de ORP entre los valores de ORP inicial y final supere el valor umbral predeterminado, por ejemplo 100 mV, es posible ajustar la medida o medidas de control aplicadas antes de la entidad de residencia intermedia para devolver el valor de ORP final al nivel objetivo adecuado y el valor de diferencia de ORP caiga por debajo del valor umbral.

[0020] La presente invención tiene por objeto mantener las bacterias en un estado vegetativo en la entidad de residencia intermedia, con lo que se minimiza la formación de endosporas. No hay necesidad de destrucción completa de bacterias vegetativas antes de la entidad de residencia intermedia. La presente invención minimiza la formación de endosporas ya que el valor de diferencia estable de ORP asegura que las bacterias no están sometidas a estrés ambiental en la entidad de residencia intermedia. De esta manera, las bacterias permanecen en forma vegetativa en lugar de formar endosporas. Las medidas de control aplicadas son suficientes para evitar el crecimiento bacteriano excesivo en la entidad de residencia intermedia, pero no dan como resultado la eliminación total de bacterias.

[0021] La presente invención permite también la reducción de costes para las medidas de control. Por ejemplo, la cantidad de composiciones biocidas utilizadas puede reducirse ya que no se añaden al sistema del procedimiento para la destrucción completa o casi completa de las células bacterianas vegetativas. Adicionalmente, la presente invención mejora la seguridad ocupacional y facilita el cumplimiento de las regulaciones de biocidas cuando se puede evitar la adición excesiva de biocidas. La presente invención proporciona también ventajas en vista de los problemas generales ambientales y de consumo relacionados con el uso de biocidas.

[0022] En el presente contexto, el término "valor de ORP" denota el valor del potencial de oxidación-reducción de la suspensión acuosa de fibras. El valor de ORP se puede determinar o medir utilizando una sonda de ORP, tal como un electrodo rédox. Estos dispositivos son conocidos como tales por el experto en la técnica y no se explican con más detalle en esta solicitud.

[0023] El valor de ORP inicial y/o final se puede determinar o medir de manera continua, o periódica, o a intervalos de tiempo predeterminados. Según una realización de la invención, el valor de ORP final se mide de manera continua o más frecuente que el valor de ORP de partida obtenido, es decir, a intervalos más cortos que el valor de ORP de partida obtenido. Según otra realización, tanto el valor de ORP inicial como final se miden continuamente.

[0024] Los valores de ORP iniciales y finales medidos se utilizan para calcular un valor de diferencia de ORP, normalmente restando simplemente el valor de ORP final del valor de ORP inicial, usualmente del último valor de ORP inicial medido. Para el valor de diferencia de ORP se determina previamente un valor umbral, y el objetivo es mantener la diferencia de ORP por debajo del valor umbral.

[0025] El método según la presente invención es especialmente adecuado para producir una red fibrosa higiénica, tal como una red higiénica de papel, cartón, papel tisú o similares. En el presente contexto, el término "red fibrosa higiénica" abarca redes fibrosas que comprenden fibras celulósicas, donde el contenido de endosporas bacterianas en la red seca es menor de aproximadamente 1000 UFC/g, preferiblemente menor de aproximadamente 500 UFC/g, más preferiblemente menor de aproximadamente 250 UFC/g. El contenido de endosporas es preferiblemente ≤ 1000 UFC/g, preferiblemente ≤ 500 UFC/g, más preferiblemente ≤ 250 UFC/g. Según una realización, la red fibrosa higiénica tiene un contenido de endosporas bacterianas en la red seca <100 UFC/g, preferiblemente <75 UFC/g, más preferiblemente 50 UFC/g.

[0027] La suspensión acuosa de fibras se forma a partir de varios flujos de materia prima, típicamente una pluralidad de flujos de materia prima, tal como uno o varios flujos de agua y diversos flujos de pasta que comprenden fibras celulósicas. Los flujos de materia prima se combinan entre sí y forman la suspensión acuosa de fibras que se alimenta a la entidad de residencia intermedia. La actividad microbiana en la suspensión acuosa de fibras y/o al menos uno de sus flujos de materia prima se controla aplicando al menos una medida de control químico y/o físico a la suspensión acuosa de fibras y/o al menos a uno de los flujos de materia prima. Por ejemplo, la suspensión acuosa de fibras se puede someter a una adición de un agente biocida, que inhibe el crecimiento excesivo de microorganismos en la suspensión acuosa de fibras. Además, o alternativamente, la suspensión acuosa de fibras y/o su flujo de materia prima se pueden someter a una medida de control físico seleccionada entre ultrasonidos o radiación ultravioleta. La medida o las medidas de control pueden reducir el número de células bacterianas vegetativas en la suspensión acuosa de fibras, pero no las elimina completamente. La medida de control aplicada también puede inhibir solo la actividad o multiplicar las células vegetativas sin reducir su cantidad real. La medida o medidas de control se aplican antes de que la suspensión acuosa de fibras entre en la entidad de residencia intermedia.

[0029] El valor de ORP final para la suspensión acuosa de fibras que se utiliza en el control del procedimiento se mide después de una salida de una entidad de residencia intermedia, pero antes de que la suspensión acuosa de fibras salga de la caja de entrada o similar y se forme en una red. La entidad de residencia intermedia puede ser cualquier torre o tanque de almacenamiento de pasta de papel, agua o pasta de papel triturada o entidad correspondiente, que tenga un tiempo de retardo mínimo de al menos una hora, preferiblemente al menos dos horas. El tiempo de retardo se entiende aquí como un tiempo de residencia promedio para la suspensión acuosa de fibras en la entidad de residencia intermedia. La formación de endosporas requiere habitualmente un tiempo mínimo, lo que significa que las entidades de residencia intermedias, especialmente con tiempos de retardo largos, son puntos especialmente vulnerables en vista de la formación de endosporas. La entidad de residencia intermedia puede tener un tiempo de retardo en el intervalo de 1 - 12 h, típicamente 1 - 8 h, más típicamente 2 - 7 h. Esto significa que la suspensión acuosa de fibras se mantiene en la entidad de residencia intermedia durante 1 - 12 h, típicamente 1 - 8 h, más típicamente 2 - 7 h. Típicamente la consistencia de la suspensión acuosa de fibras en la entidad de residencia intermedia es al menos 2 g/l, preferiblemente en el intervalo de 10 - 100 g/l.

[0031] El valor de ORP de partida se determina antes, o como mucho, en la entrada de la entidad de residencia intermedia. Si la suspensión acuosa de fibras se obtiene mezclando una pluralidad de flujos de materia prima, tal como uno o varios flujos de agua y diversos flujos de pasta de papel que comprenden fibras celulósicas, el ORP de partida se determina usualmente después de la mezcla de todos los flujos de materia prima y preferiblemente antes de la entrada de la entidad de residencia intermedia. Según una realización de la invención, en caso de que el procedimiento comprenda una pluralidad de entidades de residencia intermedias, tales como torres de almacenamiento, dispuestas en la serie, el valor de ORP de partida se puede determinar antes o en la entrada de la primera entidad de residencia intermedia y el valor de ORP final se mide después de la salida de la última entidad de residencia intermedia en la serie, por lo que el valor de diferencia de ORP se calcula sobre toda la serie de entidades de residencia intermedias. Las entidades de residencia intermedias en la serie pueden ser diferentes o similares entre sí. Alternativamente, se puede determinar un valor de ORP de partida antes de la entrada de cada entidad de residencia intermedia y se mide un valor de ORP final después de la salida de cada entidad de residencia intermedia en la serie y los valores de diferencia de ORP se calculan por separado para cada entidad de residencia intermedia, así como los valores de ORP finales se mantienen individualmente en un nivel objetivo para cada entidad de residencia intermedia. Según una alternativa adicional, se reconoce y selecciona una entidad de residencia intermedia crítica en la serie, p. ej., con el tiempo de retardo más largo o con las condiciones más beneficiosas para la formación de esporas, después de lo cual el valor de ORP de partida se puede determinar únicamente antes de la entrada de la entidad de residencia intermedia crítica y el valor de ORP final se mide únicamente después de la salida de la entidad de residencia intermedia crítica en la serie y el valor de diferencia de ORP se calcula para esta entidad de residencia intermedia crítica y el valor de ORP final se mantiene en un nivel objetivo para la entidad de residencia intermedia crítica.

[0033] Según una realización preferible de la invención, el valor de diferencia de ORP está por debajo del valor umbral predeterminado al menos durante 90% de un período de observación de 24 horas. Por ejemplo, el valor de ORP final se mantiene en el nivel objetivo, es decir, en un nivel en donde la diferencia entre el valor de ORP inicial y final es <100 mV, al menos durante 90% de un periodo de observación de 24 horas. En la práctica, esto significa que, bajo cualquier período de observación de 24 horas, cuando el procedimiento está trabajando normalmente y excluyendo las puestas en marcha del procedimiento, los cierres del procedimiento, los períodos de limpieza, la diferencia calculada entre el valor de ORP inicial y final no se desvía durante períodos largos y/o regularmente sobre el valor umbral predeterminado, p. ej., 100 mV. Preferiblemente, el valor de diferencia de ORP se mantiene por debajo del valor umbral predeterminado durante al menos 95%, más preferiblemente al menos 97,5% del período de observación de 24 horas.

[0035] Basándose en el valor de diferencia de ORP calculado, basándose en el valor de ORP final medido de la suspensión acuosa de fibras, es posible ajustar, si fuera necesario, la medida o medidas de control químico y/o físico a las que fluye la suspensión acuosa de fibras o al menos una de sus materias primas antes de la entidad de residencia intermedia. Se pueden aplicar una o más medidas de control químico y/o físico hasta que el valor de diferencia de ORP caiga por debajo del valor umbral predeterminado.

[0037] Según una realización preferible de la presente invención, el valor de ORP final puede estar en el intervalo predeterminado de 0 - 350 mV, preferiblemente 0 - 200 mV, más preferiblemente 50 - 175 mV, incluso más preferiblemente 100 - 150 mV. Los valores se obtienen utilizando electrodos de ORP convencionales que comprenden un electrodo de detección rédox de platino y un electrodo de referencia de plata/cloruro de plata en un cuerpo. Se ha observado que el valor de ORP final dentro de estos intervalos predeterminados proporciona condiciones en donde la actividad microbiana se controla a un nivel adecuado, evitando condiciones anaeróbicas, formación de esporas y/o crecimiento microbiano excesivo. En caso de que el valor de ORP final esté dentro del intervalo predeterminado, y no se supere el valor umbral para la diferencia de ORP, no es necesario ningún ajuste de la medida o medidas de control, pero el ajuste se puede realizar si se considera necesario basándose en otros parámetros procedimentales.

[0039] Además, el valor de ORP de partida obtenido para la suspensión acuosa de fibras se puede medir antes de su entrada a la entidad de residencia intermedia, es decir, antes de la entrada de la entidad de residencia intermedia o en la entrada, como mucho. El valor de ORP de partida no solo proporciona un nivel de partida para la determinación del valor de diferencia de ORP entre los valores de ORP de partida y final, sino que es posible utilizar el valor de ORP de partida para obtener información preliminar sobre el efecto de la medida o medidas de control aplicadas sobre la suspensión acuosa de fibras y/o sus flujos de materia prima y/o cambios en las propiedades de la propia suspensión acuosa de fibras. El valor de ORP de partida proporciona información preliminar sobre el efecto de la medida o las medidas de control y/o el nivel apropiado de la medida o las medidas de control.

[0041] El valor de ORP de partida antes de la entrada de la entidad de residencia intermedia y el valor de ORP final medido después de la salida de la entidad de residencia intermedia se utilizan para determinar la diferencia entre los valores de ORP, es decir, el valor de diferencia de ORP. El valor de diferencia de ORP indica las condiciones que prevalecen en la entidad de residencia intermedia. El valor umbral predeterminado para el valor de diferencia de ORP puede ser preferiblemente menor de 100 mV. El valor umbral predeterminado para el valor de diferencia de ORP es menor que 100 mV, preferiblemente menor que 90 mV, preferiblemente 75 mV, más preferiblemente menor que 50 mV. Cuanto menor sea la diferencia entre el valor de ORP de partida y el valor de ORP final, más estables son las condiciones en la entidad de residencia intermedia y menor será el riesgo de un entorno estresante que conduzca a la formación de endosporas.

[0043] Según una realización de la invención, el contenido de endosporas bacterianas en la suspensión acuosa de fibras se determina después de la entidad de residencia intermedia. De esta manera, se puede garantizar que no se produzca ninguna o solo una mínima formación de endosporas en la entidad de residencia intermedia y las medidas de control aplicadas antes de que la entidad de residencia intermedia esté al nivel apropiado. Según una realización de la invención, la suspensión acuosa de fibras puede tener un contenido de endosporas bacterianas menor que 400 UFC/ml, preferiblemente menor que 200 UFC/ml, más preferiblemente menor que 100 UFC/ml después de la entidad de residencia intermedia.

[0045] El pH de la suspensión acuosa de fibras también se puede medir, antes y/o después de la entidad de residencia intermedia. Preferiblemente, el pH de la suspensión acuosa de fibras es estable, alrededor de pH 7-9, y la diferencia máxima entre los valores de pH medidos es ± 1 unidades de pH. El pH estable reduce el riesgo de factores de estrés ambiental y permite mantener el valor de ORP dentro del intervalo predeterminado.

[0047] Según una realización, un valor de rH de la suspensión acuosa de fibras después de la entidad de residencia intermedia está en el intervalo de 21 - 32, preferiblemente de 21 - 27, más preferiblemente de 22 - 26, incluso más preferiblemente de 24 - 26. La diferencia entre los valores de rH de la suspensión acuosa de fibras antes y después de la entidad de residencia intermedia puede ser preferiblemente menor que 3, preferiblemente menor que 2,5, más preferiblemente menor que 1,5 unidades de rH. El valor de rH puede calcularse a partir del pH y el potencial rédox utilizando la ecuación (1):

[0048] donde

[0049] F = constante de Faraday, 9,64853399 (24) ×10<4>C mol<-1>;

[0050] c = ln 10;

[0051] T = temperatura, en Kelvin;

[0052] Eh = potencial rédox medido con electrodo de hidrógeno estándar, y

[0053] R = constante universal de los gases, 8,314472(15) J·K<-1>mol<-1>.

[0054] Es posible determinar el valor del contenido de endosporas bacterianas de la suspensión acuosa de fibras antes y después de la entidad de residencia intermedia, por lo que la diferencia entre los valores del contenido de endosporas determinados es preferiblemente menor de 100 UFC/ml, más preferiblemente menor de 75 UFC/ml. Determinando los valores para el contenido de endosporas bacterianas antes y después de la entidad de residencia intermedia y su diferencia, se puede obtener información sobre la formación real de esporas en la entidad de residencia intermedia. Esta determinación es especialmente útil si la diferencia de ORP calculada está cerca del valor umbral predeterminado, o el valor o valores de ORP medidos y/u otros parámetros están cerca de los valores límite predeterminados o, de lo contrario, hay una sospecha acerca de las condiciones reales que prevalecen en la entidad de residencia intermedia.

[0055] La suspensión acuosa de fibras se forma a partir de fibras celulósicas o lignocelulósicas, aditivos opcionales para la fabricación de papel y agua. Las fibras celulósicas pueden ser fibras vírgenes obtenidas mediante cualquier procedimiento de fabricación de pasta de papel conocido y/o pueden ser fibras recicladas y/o pueden originarse a partir de pasta de papel triturada. Por ejemplo, la provisión de partida de fibras puede comprender fibras celulósicas obtenidas mediante fabricación mecánica de pasta de papel, fabricación química de pasta de papel, fabricación de pasta de papel quimiotermomecánica o mediante disgregación "repulpado" de fibras recicladas o recuperadas. Las fibras celulósicas se pueden refinar o no refinar, blanquear o no blanquear. Las fibras celulósicas pueden ser fibras de pasta kraft sin blanquear o blanqueadas recicladas, fibras de pasta de papel semiquímica de madera dura, fibras de pasta de papel de hierba o cualquier mezcla de las mismas. La suspensión acuosa de fibras se puede formar combinando dos o más flujos de materia prima, que pueden comprender fibras celulósicas de diferentes fuentes y/o agua dulce y/o agua de procedimiento en circulación. La medida o las medidas de control químico y/o físico se pueden aplicar a uno o más de estos flujos de materia prima o a la suspensión acuosa de fibras después de su formación.

[0056] La suspensión acuosa de fibras puede contener uno o varios aditivos químicos conocidos utilizados en la fabricación de pasta de papel y de papel.

[0057] Según una realización de la invención, la medida de control químico comprende alimentar un producto químico de control microbiano a la suspensión acuosa de fibras o a al menos uno de sus flujos de materia prima. El producto químico de control microbiano puede ser un biocida, un producto químico reductor o un producto químico oxidativo.

[0058] Según una realización, el biocida es biocida no oxidativo. El biocida no oxidativo adecuado se puede seleccionar entre glutaraldehído, 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida (DBNPA), 2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol (Bronopol), carbamatos, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona (CMIT), 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT), 1,2-dibromo-2,4-dicianobutano, bis(triclorometil)-sulfona, 2-bromo-2-nitroestireno, 4,5-dicloro-1,2-ditiol-3-ona, 2-noctil-4-isotiazolin-3-ona, 1,2-bencisotiazolin-3-ona, orto-ftaldehído, compuestos de amonio cuaternario (= "cuat"), tales como cloruro de n-alquil dimetil bencil amonio, cloruro de didecil dimetil amonio (DDAC) o cloruro de alquenil dimetiletil amonio, guanidinas, biguanidinas, piritionas, 3-yodopropinil-N-butilcarbamato, sales de fosfonio, tal como sulfato de tetraquishidroximetilfosfonio (THPS), diazomet, 2-(tiocianometiltio)benzotiazol, bistiocianato de metileno (MBT) y una combinación de los mismos. Preferiblemente, el biocida no oxidativo se selecciona entre glutaraldehído, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona (CMIT) y 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT). Según otra alternativa, el biocida puede ser un biocida oxidativo, tal como un compuesto de cloro activo estabilizado o un perácido. En una realización de la invención, el biocida oxidativo puede incluir un oxidante, que se selecciona entre cloro, sales hipoclorito de metales alcalinos y alcalinotérreos, ácido hipocloroso, isocianuratos clorados, bromo, sales hipobromito de metales alcalinos y alcalinotérreos, ácido hipobromoso, cloruro de bromo, dióxido de cloro, ozono, peróxido de hidrógeno, compuestos peroxi, tales como ácido peracético, ácido perfórmico, sales percarbonato o persulfato, hidantoínas halogenadas, por ejemplo, monohalodimetilhidantoínas tales como monoclorodimetilhidantoína, o dihalodimetilhidantoínas tales como clorobromodimetilhidantoína, monocloraminas, monobromaminas, dihaloaminas, trihalo-aminas, o cualquier combinación de las mismas. Adicionalmente, es posible combinar el oxidante, preferiblemente hipoclorito, con un compuesto que contiene nitrógeno en el biocida oxidativo. Los compuestos que contienen nitrógeno adecuados se pueden seleccionar entre sales de amonio, tales como sulfato de amonio, bromuro de amonio, cloruro de amonio o carbamato de amonio, amoniaco, urea, hidantoína, etanolamina, pirrolidona, 2-pirrolidona, etilenurea, N-metilolurea, N-metilurea, acetilurea, pirrol, indol, formamida, benzamida, acetamida, imidazolina o morfolina. Según una realización preferible, el biocida oxidativo comprende urea o sales de amonio que reaccionan con un oxidante, por ejemplo, con sal hipoclorito. Por ejemplo, el biocida oxidativo comprende urea, bromuro de amonio, carbamato de amonio o sulfato de amonio que se hacen reaccionar con un oxidante, por ejemplo, hipoclorito. Los biocidas oxidantes preferibles se seleccionan entre monocloramina (MCA), dióxido de cloro, ácido perfórmico (PFA), ácido peracético, sales hipoclorito de metales alcalinos y alcalinotérreos, y compuestos que contienen N combinados con un oxidante, preferiblemente hipoclorito. Más preferiblemente, los biocidas oxidantes se seleccionan entre monocloramina (MCA), dióxido de cloro, ácido perfórmico o un compuesto que contiene N combinado con un oxidante, por ejemplo, urea que reacciona con un oxidante, tal como hipoclorito.

[0059] La suspensión acuosa de fibras se conforma en una red fibrosa y se seca de cualquier manera adecuada. La temperatura durante el secado es preferiblemente de al menos 100°C, preferiblemente al menos 110°C, durante al menos 0,3 min, preferiblemente al menos 0,5 min, algunas veces al menos 1 min. Esto asegura la terminación de las células bacterianas vegetativas y la obtención de una red fibrosa higiénica.

[0060] Según una realización, el método para fabricar una red fibrosa, tal como una red de papel, cartón, papel tisú o similar, comprende

[0061] - formar una suspensión acuosa que comprende fibras celulósicas a partir de uno o más flujos de materia prima, - aplicar al menos una medida de control químico y/o físico a la suspensión acuosa de fibras y/o al menos uno de sus flujos de materia prima para el control de la actividad microbiana en la suspensión acuosa de fibras y/o el flujo de materia prima antes de una entrada de una entidad de residencia intermedia, tal como una torre de almacenamiento o torre para pasta de papel triturada, que tiene un tiempo de retardo de al menos una hora, preferiblemente al menos dos horas, y obtener un valor de ORP de partida para la suspensión acuosa de fibras, - medir un valor de ORP final de la suspensión después de una salida de dicha entidad de residencia intermedia pero antes de la formación de una red fibrosa,

[0062] - mantener el valor de ORP final de la suspensión de fibras a un nivel objetivo, donde la diferencia entre los valores ORP inicial y final es inferior a 100 mV, opcionalmente ajustando la medida o las medidas de control químico y/o físico aplicadas,

[0063] - formar la suspensión acuosa de fibras en la red fibrosa y secar la red fibrosa.

[0064] Sección experimental

[0065] Ejemplo 1

[0066] Este ensayo de laboratorio comparó la eficacia de dos biocidas oxidantes, a saber, cloro activo libre y cloro activo estabilizado, en la destrucción de células bacterianas vegetativas y en el control de la formación de esporas bacterianas. La prueba se realizó con población bacteriana auténtica de una muestra de pasta de papel triturada tomada del foso de recogida de una máquina para cartón que fabrica cartón para envasar alimentos de 3 capas. La muestra de pasta de papel triturada se dividió en proporciones iguales. Se almacenaron dos muestras de referencia tal cual, la muestra de "cloro activo libre" se trató con hipoclorito de sodio, y la muestra de "cloro activo estabilizado" se trató con hipoclorito de sodio estabilizado con 5,5-dimetilhidantoína (mezclada a una razón molar de 1:1 para formar monocloro-5,5-dimetilhidantoína, MCDMH). Ambas formas de cloro activo se dosificaron a 10 ppm (=mg/l como cloro activo total Cl<2>). Las muestras de pasta de papel triturada se almacenaron a 45°C sin mezclar. Las bacterias aerobias totales y las esporas bacterianas aerobias se cuantificaron utilizando métodos de cultivo en placa de agar convencionales (Plate Count Agar, incubación a 37°C durante 2 días) al comienzo del ensayo (muestras de referencia no tratadas) y después de 1 y 2 días de tiempo de contacto. También se controlaron los valores de pH y rédox (mV) de la pasta de papel triturada. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

[0067] Los resultados de la Tabla 1 muestran que al comienzo del experimento las muestras 1 y 2 de pasta de papel triturada de referencia sin tratar contenían cantidades relativamente bajas de bacterias aerobias (8x10<2>y 1x10<3>UFC/ml) y una pequeña cantidad de esporas bacterianas aerobias (80 y 70 UFC/ml). Durante dos días de almacenamiento, el nivel total de bacterias aerobias en las muestras de referencia 1 y 2 aumentó hasta 1-2x10<7>Los recuentos de esporas bacterianas aerobias disminuyeron hasta 10 y 30 UFC/ml. Esto indica, sorprendentemente, que las condiciones aeróbicas de almacenamiento (pH 7,5-7,9, rédox 120-149 mV) a una temperatura típica de la máquina de producción de cartón favorecieron el crecimiento bacteriano vegetativo, pero no causaron ningún aumento en la esporulación bacteriana. La muestra de pasta de papel triturada tratada con cloro activo libre (hipoclorito de sodio, sin estabilizante) mostro casi el mismo contenido de bacterias vegetativas después de 1 día de tiempo de almacenamiento. Esto indica que a un nivel de dosificación de 10 ppm el cloro activo libre no demostró ningún efecto de destrucción a largo plazo en la muestra de pasta de papel triturada. Sin embargo, el tratamiento con cloro activo libre provocó un aumento de 10 veces en la cantidad de esporas aerobias (60 UFC/ml → 670 UFC/ml) debido al estrés provocado por el cloro activo libre. El tratamiento de la pasta de papel triturada con un cloro estabilizado (MCDMH, 10 mg/l como cloro activo) mostró una reducción de 1 unidad log más fuerte del contenido total de bacterias aerobias en comparación con el cloro libre (6 x 10<4>UFC/ml en comparación con 4 x 10<5>UFC/ml) después de 1 día de almacenamiento. Adicionalmente, la MCDMH no provocó ninguna nueva formación de esporas en la pasta de papel triturada y los recuentos de esporas permanecieron a un nivel de 30 - 60 UFC/ml durante el experimento de 2 días. Después de 2 días de almacenamiento, todas las muestras contenían bacterias a 1-2 × 10<7>UFC/ml, lo que indica que ninguno de los tratamientos con oxidante mostró un efecto de destrucción de larga duración.

[0069] Tabla 1 Resultados del Ejemplo 1.

[0071]

[0074] El Ejemplo 1 muestra, sorprendentemente, que no es absolutamente necesario un tratamiento biocida para prevenir la formación de esporas bacterianas en la pasta de papel triturada de la máquina. El ensayo demostró que, si la pasta de papel triturada de una máquina para cartón se almacena en condiciones adecuadas, la formación de esporas se puede minimizar. Este ejemplo también mostró que, si tal pasta de papel triturada aeróbica se trata con cloro activo libre, a dosificaciones que no proporcionan una destrucción completa de células bacterianas, puede inducir que las bacterias restantes formen de esporas. Sorprendentemente, el tratamiento de la pasta de papel triturada de manera similar con cloro activo estabilizado no causa la formación de esporas bacterianas.

[0076] Ejemplo 2

[0078] Este ensayo de laboratorio se realizó con muestra de pasta de papel triturada tomada de una máquina para cartón alcalina que produce cartón para envasado de alimentos de 3 capas y la muestra incluía la población bacteriana auténtica del molino en el mismo. La muestra se dividió en dos recipientes diferentes, uno almacenado tal cual y el segundo modificado con biocida, 50 mg/l de glutaraldehído como agente activo. Los recipientes se cerraron y se almacenaron a 45°C sin mezclar, es decir, en condiciones que simulan la situación en la torre de almacenamiento de pasta de papel triturada durante una parada de la máquina. Se determinaron los contenidos totales de bacterias aerobias y esporas aerobias utilizando procedimientos de cultivo en placa de agar convencionales (agar de recuento en placa, incubación de 2 días a 37°C) al comienzo del ensayo y después de 3 días de tiempo de almacenamiento, junto con mediciones de pH y rédox.

[0079] Los resultados se muestran en la Tabla 2.

[0080] Tabla 2 Resultados del Ejemplo 2

[0082]

[0085] Los resultados de la Tabla 2 muestran que, durante 3 días de tiempo de almacenamiento, en la muestra de pasta de papel triturada no tratada, el valor de pH (7,9 → 6,9) y el valor rédox (+137 mV → -23 mV) disminuyeron notablemente indicando que las condiciones en la pasta de papel triturada viraron de aeróbica a fermentativa durante el tiempo de almacenamiento. Los recuentos totales de bacterias aerobias aumentaron de 2x10<7>UFC/ml a 5x10<7>y la cantidad de esporas aerobias aumentó de 125 UFC/ml a 850 UFC/ml.

[0086] La pasta de papel triturada tratada con 50 mg/l de biocida de glutaraldehído contenían 2 × 10<7>UFC/ml de bacterias aerobias totales después de 3 días de almacenamiento, es decir, 40% de la referencia no tratada, lo que indica que este tratamiento con biocida no tuvo un efecto de destrucción de larga duración. Sin embargo, el tratamiento evitó eficazmente el desarrollo de condiciones fermentativas anaeróbicas, es decir, rédox (145 mV) y pH (7,4) permanecieron a un nivel alto. Las condiciones no desencadenaron ninguna formación de esporas en la muestra de pasta de papel triturada y la pasta de papel triturada contenía sólo una baja cantidad (80 UFC/ml) de esporas después de 3 días de almacenamiento.

[0087] El Ejemplo 2 demuestra que un tratamiento con biocida que no provoca un efecto de destrucción intensivo y de larga duración de las células bacterianas puede controlar sorprendentemente bien la formación de esporas en la pasta de papel triturada, siempre que el tratamiento con biocida sea exitoso para prevenir el desarrollo de condiciones anaeróbicas en la pasta de papel triturada.

[0088] Ejemplo 3

[0089] Este ejemplo compara el funcionamiento técnico de dos programas biocidas diferentes en el sistema de pasta de papel triturada de una máquina para cartón de 3 capas que produce cartón para envasado de alimentos. El sistema de pasta de papel triturada es una parte del extremo húmedo del procedimiento de fabricación de cartón. Esta máquina para cartón ha establecido un objetivo de higiene para el cartón final que debe contener menos de 1000 UFC de esporas bacterianas aerobias, y preferiblemente menos de 250 UFC, por gramo de cartón seco.

[0090] En este experimento, durante el primer periodo (Días 1-10) la máquina estaba ejecutando un programa biocida que consistía en cloro activo estabilizado (MCDMH) y glutaraldehído. Durante el segundo período, la máquina estaba haciendo circular dióxido de cloro, un oxidante no estabilizado, como biocida. Se dejó funcionando durante 10 días comenzando desde una parada (Días 15-25). Se realizó un tercer período (Días 26-47) con el mismo programa de MCDMH y glutaraldehído que el primer período. Durante este experimento, el rendimiento técnico de los dos programas biocidas diferentes se controló en fechas seleccionadas por varios medios: sistema de monitorización rédox en línea que recoge valores rédox cada 10 minutos (los resultados se muestran como valores de mV promedio diarios); midiendo el contenido de esporas aerobias de las muestras de cartón finales; y midiendo cantidades de esporas bacterianas aerobias de diferentes ubicaciones de procedimiento utilizando métodos de cultivo en placa de agar (pasteurización a 82°C durante 20 min, seguido de cultivo en agar de recuento en placa durante 2 días a 37°C).

[0091] Los resultados se muestran en la Tabla 3.

[0092] Tabla 3 Resultados del Ejemplo 3.

[0094]

[0097] Los resultados de la Tabla 3 muestran que durante el primer período (Días 1-10) el tablero final producido tenía un contenido de esporas siempre < 250 UFC/g y, por lo tanto, el tablero cumplía los objetivos higiénicos. Durante los días 1-10 el nivel rédox del foso de recogida y tratamiento (= recolección del tanque y envío de material a la torre para pasta de papel triturada de baja consistencia) fue estable en un intervalo de 190-200 mV. Se observa que durante los días 1-10 el sistema de pasta de papel triturada tenía condiciones aeróbicas estables y el contenido de Δesporas dentro del sistema de pasta de papel triturada (= diferencia entre la entrada y la salida) era generalmente bajo, indicando que no se producía la formación intensiva de nuevas esporas. También otras zonas del procedimiento, tratadas con el oxidante estabilizado MCDMH, contenían generalmente bajas cantidades de esporas. Por ejemplo, el agua de transporte de pasta de papel (15 UFC/ml) y la pasta de papel entrante (30-80 UFC/ml) poseían bajas cantidades de esporas, lo que indica que el programa biocida MCDMH no desencadenaba la formación intensiva de esporas.

[0099] Durante el segundo período (días 15-25) el sistema se trató con dióxido de cloro. La dosificación de este oxidante no estabilizado aumentó los valores Rédox en el sistema drásticamente, p. ej., en el sistema de pasta de papel triturada desde el intervalo de 190 mV hasta 492 mV. Curiosamente, la cantidad de esporas también mostró un fuerte aumento, por ejemplo, de hasta 1100 UFC/ml en la torre para pasta de papel triturada de alta consistencia. También el contenido de esporas en el tablero final aumentó drásticamente, hasta valores de magnitud más altos que lo que es el objetivo de higiene establecido para el tablero final, siendo el valor más alto tan alto como 9580 UFC/g. Esto indica que el fuerte estrés oxidativo causado por el oxidante no estabilizado activó la formación intensiva de esporas en el sistema de pasta de papel triturada de esta máquina para cartón.

[0100] Durante el tercer período (días 26 - 47), el procedimiento se trató con MCDMH y glutaraldehído, de manera similar a la del primer período. Con un pequeño retraso, las condiciones del procedimiento se estabilizaron de nuevo a un intervalo rédox similar al del primer período experimental y, curiosamente, también los valores de esporas en el cartón final volvieron al nivel diana.

[0102] Los resultados del Ejemplo 3 apoyan el sorprendente hallazgo de que para la producción de cartón para envasado de alimentos con un bajo contenido de esporas bacterianas aerobias, es más eficaz tratar el sistema con biocidas tales como oxidantes estabilizados y glutaraldehído de una manera que proporcione condiciones aeróbicas estables con valores rédox moderados, en comparación con tratar el sistema con biocidas oxidantes y elegir como diana valores Rédox altos de 380 a 500 mV en el sistema de pasta de papel triturada.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Método para fabricar una red fibrosa, tal como una red de papel, cartón, papel tisú o similar, comprendiendo el método

- formar una suspensión acuosa de fibras que comprende fibras celulósicas a partir de uno o más flujos de materia prima,

- aplicar al menos una medida química que comprende alimentar una medida de control químico y/o físico de control microbiano seleccionada entre radiación ultrasónica o ultravioleta a la suspensión acuosa de fibras o al menos uno de sus flujos de materia prima para el control de la actividad microbiana en la suspensión acuosa de fibras o el flujo de materia prima antes de una entrada de una entidad de residencia intermedia, tal como una torre de almacenamiento o torre para pasta de papel triturada, que tiene un tiempo de retardo mínimo de al menos una hora, preferiblemente al menos dos horas, y obtener un valor de potencial de oxidación-reducción (ORP) de partida para la suspensión acuosa de fibras, determinado como muy tarde en la entrada de la entidad de residencia intermedia,

- mantener la suspensión acuosa de fibras en la entidad de residencia intermedia al menos el tiempo de retardo mínimo,

- medir un valor de potencial de oxidación-reducción (ORP) final para la suspensión acuosa de fibras después de una salida de dicha entidad de residencia intermedia pero antes de la formación de la red fibrosa, - calcular un valor de diferencia de potencial de oxidación-reducción (ORP) entre los valores de ORP de partida y ORP final, y si el valor de diferencia de ORP supera un valor umbral predeterminado, entonces ajustar la medida o medidas de control químico y/o físico aplicadas antes de la entidad de residencia intermedia hasta que el valor de diferencia de ORP caiga por debajo del valor umbral predeterminado,

- formar la suspensión acuosa de fibras en una red fibrosa y secar la red fibrosa.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el valor umbral predeterminado para el valor de diferencia de ORP es inferior a 100 mV.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el valor de diferencia de ORP está por debajo del valor umbral predeterminado al menos durante 90% de un período de observación de 24 horas.

4. Método según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que el valor umbral predeterminado para el valor de diferencia de ORP es inferior a 90 mV, preferiblemente inferior a 75 mV, más preferiblemente inferior a 50 mV.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-4, caracterizado por que el valor final de ORP está en el intervalo de 0 - 350 mV, preferiblemente 0 - 200 mV, más preferiblemente 50 - 175 mV, incluso más preferiblemente 100 - 150 mV.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por determinar un primer valor de rH de la suspensión acuosa de fibras después de la entidad de residencia intermedia, en donde el primer valor de rH está en el intervalo de 21 - 32, preferiblemente 21 - 27, más preferiblemente 22 - 26, incluso más preferiblemente 24 - 26.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado por determinar un segundo valor de rH para la suspensión acuosa de fibras antes de la entidad de residencia intermedia, en donde la diferencia entre los valores de rH de la suspensión acuosa de fibras antes y después de la entidad de residencia intermedia es menor que 3, preferiblemente menor que 2,5, más preferiblemente menor que 1,5.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que después de la entidad de residencia intermedia, la suspensión acuosa de fibras tiene un contenido de endosporas bacterianas menor que 400 UFC/ml, preferiblemente menor que 200 UFC/ml, más preferiblemente menor que 100 UFC/ml.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por determinar el valor del contenido de endosporas bacterianas de la suspensión acuosa de fibras antes y después de la entidad de residencia intermedia, por lo que la diferencia entre los valores determinados es menor de 100 UFC/ml.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado por que el contenido de endosporas bacterianas en la red seca es ≤ 1000 UFC/g, preferiblemente ≤ 500 UFC/g, más preferiblemente ≤ 250 UFC/g.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado por mantener la suspensión acuosa de fibras en la entidad de residencia intermedia durante 1-12 h, típicamente 1-8 h, más típicamente 2-7 h.

12. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el producto químico de control microbiano es un biocida, un producto químico reductor o un producto químico oxidativo.

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado por que el biocida es un biocida no oxidativo, preferiblemente seleccionado entre glutaraldehído, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona (CMIT) y 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (MIT).

14. Método según la reivindicación 12, caracterizado por que el biocida es un biocida oxidativo, preferiblemente seleccionado de monocloramina (MCA), dióxido de cloro, ácido perfórmico, o un compuesto que contiene N combinado con un oxidante, por ejemplo, urea que ha reaccionado con un oxidante, preferiblemente hipoclorito.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, caracterizado por que el valor de ORP de partida obtenido para la suspensión acuosa de fibras se mide antes de su entrada a la entidad de residencia intermedia o en la entrada a la entidad de residencia intermedia.