BR0314017B1 - Um método de produção de polpa mecânica e a polpa mecânica assim produzida - Google Patents

Description

" UM MÉTODO DE PRODUÇÃO DE POLPA MECÂNICA E A POLPA MECÂNICA ASSIM PRODUZIDA " CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção se refere a um método de remoção de polpa (de despolpar, de desfibramento) mecânico fundamentado sobre material de fibra de celulose depois de pré-tratamento do material de fibra com pectinase precedentemente para desfibração mecânica. A presente invenção também se refere a uma polpa mecânica assim produzida.

ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO

Em remoção de polpa mecânica fibras de madeira são separadas pela desfibração mecânica, tipicamente em um refinador ou em um moedor (rebolo, amolador) , com ou sem pré-tratamento. Quando pré-tratamento é aplicado, o processo pode ser tanto TMP, onde amaciamento térmico é aplicado; ou quanto CTMP, onde por exemplo sulfito é utilizado para a sulfonação de lignina; ou ainda APMP, onde peróxido alcalino é aplicado resultando em um efeito combinado de amaciamento químico devido ao álcali e alvejamento ou brilho devido ao peróxido. Em quase todos os processos de remoção de polpa mecânicos, tratamento térmico é empregado precedentemente para refinação para amaciar o material de madeira, por conseqüência, conduzindo para consumo de energia reduzido bem como para resistência de polpa aperfeiçoada. Enquanto tratamento alcalino é um tratamento efetivo (eficiente) para redução de consumo de energia, este tratamento também induz reações de escurecimento que resultam em propriedades óticas empobrecidas que são essenciais para produtos de papel fundamentados em polpas mecânicas. Paralelamente, a utilização de álcali resulta em dissolução extensiva de material de madeira, o que resulta em perda de rendimento e necessita tratamento de efluente.

Em adição para processos convencionais, esforços têm sido realizados para aplicar biotecnologia para remoção de polpa mecânica. No pedido de patente internacional número WO 97/40.194, um processo de remoção de polpa mecânico utilizando vários fungos ou enzimas está descrito. 0 tratamento proposto inclui compressão de cavacos de madeira seguida pela impregnação com um agente biológico precedentemente para tratamento de refinador. Embora um grande número de fungos e de enzimas estejam referenciados no pedido de patente, os agentes biológicos utilizados nos exemplos determinados estão limitados tanto para fungos com atividade de ligninase, ou quanto para enzimas fundamentadas sobre atividade de xilanase almejada para a hemicelulose, e atividade de lipase especifica para a resina de madeira. Os exemplos mostram que o tratamento enzimático pode reduzir a energia de refinador por 4 % até 10 %, em adição para a redução de energia de cerca de 4 % devido para o tratamento de compressão quando comparado para a referência. Ao mesmo tempo, as propriedades de resistência da polpa são aperfeiçoadas quando comparadas na mesma liberdade de polpa.

Um outro processo de remoção de polpa biológico envolvendo pré-tratamento de cavacos de madeira está fundamentado em tratamento de fungos de oxidação de lignina (patente norte americana número US 5.055.159). 0 consumo de energia de refinação pode ser reduzido por cerca de 30 % na mesma liberdade. O tratamento, entretanto, requer longo tempo de incubação e a polpa produzida possui uma coloração escura (negra).

Diferentemente dos pedidos de patente anteriormente mencionados, pectinase tem sido especificamente utilizada em pós-tratamento de polpas mecânicas. Na patente norte americana número US 5.487.812 pectinase foi utilizada para alvejamento alcalino mecânico de polpa de madeira. O propósito de tal tratamento é, entretanto, para remover pectina remanescente depois do processo de remoção de polpa de maneira a reduzir a fonte do assim chamado "lixo aniônico" que é prejudicial em operação de máquina de papel.

RESUMO DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção almeja em proporcionar um método de remoção de polpa (de despolpar, de desfibramento) mecânico requerendo consumo de energia de refinação significativamente reduzido para alcançar uma determinada liberdade de polpa, ou resistência de polpa, quando comparado para o estado da técnica. A presente invenção também almeja em proporcionar propriedades óticas aperfeiçoadas na polpa, tal como um brilho aperfeiçoado.

Isto é concretizado pelo método em concordância com a presente invenção, como definida nas reivindicações de patente posteriormente.

Em concordância com a presente invenção, o método compreende pré-tratamento do material de fibra de celulose fragmentado com pectinase, sozinha ou em combinação com um agente quelatante, por exemplo, DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e/ou sulfito, seguido pela desfibração mecânica e refinação para produzir uma polpa mecânica.

Pectina é um grupo de substâncias de polissacarideo amorfo em madeira. Embora a quantidade de pectina em madeira macia e em madeira dura seja normalmente de menos do que 1 %, esta (quantidade) está predominantemente depositada na lamela mediana de composto, e nos tálamos de membranas de depressão confinadas de espécies de coníferas (Hafren J. e Westermark U. : Nordic Pulp and Paper 16 (4) , 284 - 290, 2.001). 0 componente primordial de pectina é poligalacturonano consistindo de unidades de ácido galacturônico que em várias extensões estão esterifiçadas.

Quando em forma de ácido livre, os grupos carboxílicos do galacturonano possuindo uma carga negativa podem induzir intumescimento local das fibras em contato com soluções aquosas. Os grupos esterifiçados, por outro lado, podem ser desesterifiçados através, por exemplo, de tratamento alcalino e, por conseqüência, contribuindo para intumescimento.

Determinado o panorama do estado da técnica, a presente invenção está almejada utilizar as características específicas de pectina com respeito para sua localização específica e o potencial para induzir enfraquecimento seletivo na parede de fibra. Enzima com atividade específica em direção de pectina é utilizada para o pré- tratamento de material de fibra de celulose. Maceração do material de fibra precedentemente para o tratamento de enzima demonstra uma eficiente maneira para determinar (ter) a enzima no lugar. Para fornecer a separação de fibra na região onde enfraquecimento químico ocorre, a condição de refinação é otimizada com respeito para intensidade de refinação e temperatura de pré-tratamento. Os resultados em concordância com a presente invenção são uma energia de refinação significativamente reduzida para alcançar uma determinada liberdade de polpa e propriedades de resistência e propriedades óticas aperfeiçoadas da polpa.

Em concordância com um aspecto da presente invenção, o pré-tratamento é preferivelmente auxiliado por uma compressão mecânica para facilitar absorção do licor (da solução) e para determinar um tratamento mais uniforme do material. Dispositivo de parafuso de compressão ou de prensa de rolete duplo pode ser utilizado em uma proporção de compressão de 1 : 1 até 8 : 1. 0 pré-tratamento pode ser adicionalmente aperfeiçoado se pré-vaporização é conduzida precedentemente para a compressão.

Impregnação em concordância com a presente invenção se segue ímediatamente depois da compressão e/ou do pré- tratamento térmico. A pectinase é carregada em uma quantidade requerida para tratamento suficiente, preferivelmente de 2.000.000 até 200.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra, e ainda mesmo mais preferivelmente de 10.000.000 até 50.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra. O tempo de retenção de tratamento é de 3 minutos até 24 horas, preferivelmente de 3 minutos até 300 minutos, ainda mesmo mais preferivelmente de 15 minutos até 240 minutos, e o mais preferivelmente de 30 minutos até 120 minutos em uma temperatura de 20 °C até 100 °C, preferivelmente de 35 °C até 70 °C, e mais preferivelmente de cerca de 50 °C. A condição de tratamento pode ser ajustada dependendo da carga de pectinase para possibilitar para uma hidrólise suficiente das pectinas. Outras preparações de pectinase podem ser utilizadas proporcionado que a atividade pectiolítica seja satisfeita.

Desfibração e refinação do material tratado de pectinase podem ser realizadas tanto uma quanto a outra em condições de TMP convencionais e em condições de intensidade alta. Um efeito de redução de energia surpreendente é obtido. Para alcançar uma determinada liberdade de polpa de 100 ml de CSF, a redução de energia é de 400 kWh/t com condição de TMP, a partir de 2.500 kWh/t sem tratamento de pectinase para 2.100 kWh/t com tratamento de pectinase, ou por cerca de 16 %. A redução de energia é de 150 kWh/t com condição de intensidade alta, a partir de 2.150 kWh/t sem tratamento de pectinase para 2.000 kWh/t com tratamento de pectinase, ou por cerca de 7 %. A combinação de intensidade alta e de tratamento de pectinase determina uma redução de energia total de 500 kWh/t, a partir de 2.500 kWh/t para 2.000 kWh/t em uma liberdade de polpa de 100 ml de CSF, o que é 20 % em redução. 0 conteúdo de fragmentos finos diminui mais rapidamente depois do tratamento de pectinase.

As propriedades de resistência permanecem as mesmas quando comparadas para TMP convencional, e aperfeiçoadas por cerca de 10 % quando comparadas para TMP de intensidade alta. 0 brilho da polpa é também aumentado pelo tratamento enzimático.

Enquanto a adição de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) ou sulfito não contribui para redução de energia adicional, esta adição aumenta o brilho por 2 até 5 unidades de brilho. 0 brilho aperfeiçoado é mantido depois de alvejamento de peróxido, juntamente com o beneficio de uma quantidade aumentada de peróxido residual para reciclagem.

Os efeitos surpreendentes resultantes a partir do tratamento de pectinase poderíam ser explicados por um enfraquecimento seletivo da região enriquecida em pectina na parede de fibra devido ao fato da hidrólise das pectinas, com a conseqüência de uma separação de fibra mais eficiente em desfibração e refinação do material. É evidente para aqueles especializados no estado da técnica que este processo pode concretizar um benefício econômico significativo, em termos de propriedades de polpa aperfeiçoadas e custo de energia reduzido. É também evidente para aqueles especializados no estado da técnica que qualquer preparação de enzima que contém suficiente atividade de hidrólise pectiolítica, sozinha ou em combinação com outros produtos químicos, pode ser utilizada para o tratamento em concordância com a presente invenção. A presente invenção descreve um processo de remoção de polpa (de despolpar, de desfibramento) mecânico compreendendo o que está posteriormente definido na descrição a seguir, em que os aspectos da presente invenção irão se tornar evidenciados com referência para as concretizações descritas aqui posteriormente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO A> Pré-tratamento mecânico do material de fibra de celulose fragmentado com recurso mecânico adequado, por exemplo, compressão com dispositivo de parafuso ou com dispositivo de prensa de rolete, para garantir uma absorção eficiente de solução aquosa no material de fibra durante uma impregnação imediatamente seguindo o pré-tratamento.

Substituição de licor contendo resina em material de fibra de celulose natural com solução aquosa adicionada é também positiva em um ponto de vista de processo. A proporção de compressão está preferivelmente na faixa de 1 : 1 até 8 : 1, preferivelmente de 2 : 1 até 5 : 1, onde 1 : 1 significa uma correia transportadora de parafuso transportando o material de fibra para o receptáculo (a caixa) de impregnação. Em combinação com tratamento de compressão, um aquecimento térmico inicial do material de fibra pode adicionalmente facilitar uma absorção eficiente da solução aquosa, preferivelmente pela utilização de vapor fresco ou de vapor reciclado em pressão atmosférica, por 1 minuto até 30 minutos, preferivelmente por 10 minutos até 20 minutos.

Como uma alternativa, aquecimento térmico seguido imediatamente pela impregnação pode ser utilizado ao invés de tratamento de compressão quando nenhuma de tais facilidades está disponível. 0 procedimento de pré- tratamento pode também ser repetido em um até vários estágios com a liberdade de aplicação de vários produtos químicos de impregnação em diferentes estágios. B) Impregnação do material de fibra com líquido aquoso contendo pectinase. Adicionado em conexão com o, ou imediatamente depois do, estágio de pré-tratamento, a enzima pode mais facilmente alcançar os sítios de reação.

Em adição para a enzima de pectinase, outros produtos químicos, por exemplo, agentes quelatantes, tais como sulfito, preferivelmente em uma carga de 5 kg/ton até 50 kg/ton, e/ou DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) , preferivelmente em uma carga de 1 kg/ton até 10 kg/ton, podem ser adicionados na impregnação para adicionalmente aperfeiçoar o processo. 0 líquido aquoso contendo pectinase pode compreender uma preparação enzimática com atividade pectiolítica tanto para pectinas não esterifiçadas e quanto para pectinas esterifiçadas.

Além do mais, o líquido aquoso pode compreender duas ou mais preparações enzimáticas em que pelo menos uma das preparações enzimáticas possui atividade de pectinase; ou a pectinase pode ser adicionada como um agente biológico compreendendo um ou mais fungos ou bactérias, pelo menos um dos quais possuindo atividade pectiolítica. A carga de enzima está submetida para as condições de processo e de eficiência (capacidade) de custos, e permanece na faixa de 2.000.000 até 200.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra, preferivelmente de 10.000.000 até 50.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra. 0 pH do licor de impregnação é ajustado pelo álcali ou pelo ácido, preferivelmente pela soda cáustica ou pelo ácido mineral, para um valor otimizado para reações enzimáticas, adequadamente na faixa de pH de 3 até 10, preferivelmente de 4 até 7, e mais preferivelmente de cerca de 5. 0 tempo de retenção e a temperatura são também ajustados dependendo do ajustamento de processo e dos requerimentos de reação, preferivelmente sendo de 3 minutos até 300 minutos em uma temperatura de 20 °C até 100 °C. É evidente para aqueles especializados no estado da técnica que qualquer enzima que contém suficiente atividade pectiolitica, sozinha ou em combinação com outros produtos químicos, pode ser utilizada no tratamento como descrito. C) Desfibração e refinação do material de fibra impregnado são realizadas sobre condições otimizadas. O material de fibra é preferivelmente pré-aquecido precedentemente para alimentação para o refinador primário pressurizado, para possibilitar para amaciamento térmico da parede de fibra. As condições de remoção de polpa podem compreender uma velocidade de rotação de refinador de 1.000 rpm até 3.000 rpm, preferivelmente de 1.500 rpm até 2.600 rpm, utilizando tanto TMP convencional ou quanto intensidade de refinação alta. Condições de TMP convencional podem compreender pré-aquecimento em 0 bar e até 4 bar ou 5 bar com um tempo de retenção de 2 minutos - 10 minutos no pré-aquecedor e uma velocidade de rotação de refinador de 1.200 rpm até 1.800 rpm. A pressão de 0 bar significa refinação atmosférica. Condições de intensidade alta podem compreender pré-aquecimento acima de 4 bar ou 5 bar e até 8 bar com um tempo de retenção de 3 segundos até 30 segundos e uma velocidade de rotação de refinador acima de 2.000 rpm, mas usualmente não acima de 3.000 rpm. 0 tempo de retenção deveria ser emparelhado contra a temperatura de pré-aquecimento (pressão de vapor) na medida que temperatura de pré-aquecimento alta requer tempo de retenção menor. Depois da refinação primária, um estágio de refinação secundário pode ser utilizado para alcançar a liberdade de polpa requerida. 0 estágio de refinação secundário pode possuir as mesmas condições como o estágio de refinação primário.

Embora refinadores de disco sejam o equipamento de desfibração e de refinação utilizados neste estudo, outros dispositivos mecânicos podem ser utilizados para o propósito de desfibração e de refinação. Alguns dos exemplos são refinadores cônicos e moedores de madeira de pedras de solo. Os refinadores podem ser do tipo de disco único ou de disco duplo. A refinação pode ser feita em um estágio único ou em múltiplos estágios. A desfibração e a refinação podem também ser feitas em pressão atmosférica, caso no qual remoção de polpa mecânica de refinador, ou BMP é uma descrição mais apropriada do processo ao invés de TMP.

Embora somente material de fibra de madeira macia seja utilizado neste estudo, qualquer material de fibra contendo pectinas podería ser tratado com este método. 0 material de fibra podería ser material de fibra de madeira dura, materiais de fibra não madeira, tais como bagaço, bambu, junco e palha. A concretização como aqui descrita pode ser modificada em concordância com a fonte de material de fibra e em concordância com o ajustamento de processo. A polpa obtida pode, dependendo da aplicação da polpa, ser submetida para tratamento adicional, tais como lavagem, peneiramento, pós-refinação e alvejamento em concordância com processos convencionais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção irá aqui posteriormente ser descrita em maiores detalhes, com referência para uns poucos exemplos de concretizações preferidas em concordância com a presente invenção. A presente invenção não está, entretanto, limitada para estes exemplos.

Referência é feita para os diagramas de desenhos acompanhantes, dos quais: A Figura 1 está mostrando liberdade versus energia de refinação especifica para o Exemplo 1; A Figura 2 está mostrando liberdade versus energia de refinação especifica para o Exemplo 2; e A Figura 3 está mostrando liberdade versus energia de refinação especifica para o Exemplo 3.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para estas concretizações, como já anteriormente mencionado.

EXEMPLOS

Polpas mecânicas foram produzidas pelos diferentes tratamentos químicos, em uma planta de refinador piloto. As condições de processo foram como se segue.

Material Cavacos de madeira consistindo de aproximadamente um terço de abeto branco, um terço de abeto vermelho e de abeto negro e um terço de pinheiro (bálsamo-do-canadá), todos de origem canadense na região da Nova Escócia. Os cavacos foram preparados com despedaçador de tamanho de moinho e bem misturados precedentemente para os experimentos (ensaios).

Pré-tratamento Os cavacos foram pré-vaporizados em pressão atmosférica por 15 minutos. Depois da pré-vaporização, os cavacos foram alimentados para um dispositivo de parafuso de tampão com uma proporção de compressão de 4 : 1. Na saída do dispositivo, os cavacos foram liberados em uma solução contendo vários produtos químicos, incluindo pectinase nos experimentos em concordância com a presente invenção. 0 pH da solução foi mantido em cerca de 5 ajustado pela utilização de hidróxido de sódio ou de ácido sulfúrico.

Impregnação e retenção Depois de passagem através do receptáculo (da caixa) de impregnação, os cavacos foram armazenados em barris bem isolados. 0 tempo de retenção foi de 120 minutos em uma temperatura em torno de 50 °C. A pectinase utilizada neste estudo foi uma preparação enzimática altamente pectiolítica. Esta enzima também hidrolisa o ácido galacturônico metil esterificado nas pectinas. A pectinase utilizada foi gerada pela fermentação submersa de um grupo de microorganismos contendo Aspergillus aculeatus e Aspergillus oryzae. A carga de pectinase neste estudo foi de 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada. As cargas de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e de sulfito foram de 4 kg/ton e de 12 kg/ton, respectivamente, onde aplicáveis.

Desfibração e refinação 0 refinador primário foi do tipo de refinador de disco único da Sprout-Bauer 36-1 CP. Duas condições de remoção de polpa (de despolpar, de desfibramento), TMP convencional e intensidade alta HI-TMP, foram aplicadas. A pressão de vapor de pré-aquecimento foi de 2,8 bar para TMP e foi de 5,9 bar para intensidade alta (HI-TMP) . 0 tempo de retenção em pré-aquecimento foi de 3,4 minutos para TMP e foi de 12 segundos para HI-TMP. A velocidade de rotação de refinador foi de 1.800 rpm para TMP e foi de 2.600 rpm para HI-TMP. A refinação secundária foi realizada com um refinador atmosférico de disco duplo para alcançar os níveis de liberdade finais.

As polpas obtidas foram avaliadas tanto para propriedades de resistência e quanto para propriedades óticas incluindo um estudo de habilidade de alvejamento com alvejamento de peróxido de hidrogênio. EXEMPLO 1 Neste experimento condições de TMP foram aplicadas para ambas as amostras com a diferença de que a referência, a Amostra 1, foi impregnada somente com água ajustada para pH 5.

Amostra 1: Condição de TMP com somente impregnação de água com pH ajustado para 5.

Amostra 2: Condição de TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, pH 5.

Está mostrado na Tabela 1 que o consumo de energia específico requerido para alcançar uma determinada liberdade é significativamente reduzido pelo tratamento enzimático. 0 grau de redução é de aproximadamente 400 kWh/t em uma determinada liberdade, o que também pode ser observado na Figura 1. As propriedades de polpa para estas amostras são comparáveis uma em relação à outra ao longo da faixa de liberdade aplicável para manufatura de papel. 0 conteúdo de fragmentos finos é mais rapidamente reduzido pelo tratamento de pectinase. Em uma liberdade de 57 ml de CSF, o conteúdo de fragmentos finos foi de 0,12 % quando comparado para a referência, 0,34 %.

Tabela 1 EXEMPLO 2 Neste experimento a condição de intensidade alta HI- TMP foi aplicada para ambas as amostras com a diferença de que a referência, a Amostra 3, foi impregnada somente com água ajustada para pH 5.

Amostra 3: Condição de HI-TMP com somente água na impregnação ajustada para pH 5.

Amostra 4: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, pH 5.

Tabela 2 Está mostrado na Tabela 2 e na Figura 2 que o tratamento enzimático possui um efeito surpreendente sobre redução de energia também com a condição de intensidade alta. Para alcançar uma determinada liberdade de baixar para cerca de 100 ml de CSF, o consumo de energia especifico requerido é reduzido por cerca de 150 kWh/t. 0 grau de redução é menos pronunciado em liberdade mais baixa (menor). As propriedades de polpa ao mesmo tempo são aperfeiçoadas por cerca de 10 % tanto para resistência de tensão e quanto para resistência de rasgo, enquanto as propriedades óticas permanecem no mesmo nível. O potencial do tratamento enzimático torna evidente para as pessoas especializadas no estado da técnica que até mesmo melhor resistência pode ser conseguida se a mesma quantidade de energia é aplicada para as polpas tratadas enzimaticamente, ou até mesmo menos energia é requerida se as mesmas propriedades de resistência são para serem adquiridas. EXEMPLO 3 Neste experimento a condição de intensidade alta HI- TMP foi aplicada para todas as amostras com a Amostra 3 e a Amostra 4 a partir do Exemplo 2 como referências.

Amostra 3: Condição de HI-TMP com somente água na impregnação ajustada para pH 5.

Amostra 4: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, pH 5.

Amostra 5: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, 4 kg/1 de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético), pH 5.

Amostra 6: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, 4 kg/t de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e 12 kg/t de sulfito de sódio, pH 5.

Tabela 3 Tabela 3 - continuação Ver Tabela 3 - continuação na próxima página 19/22.

Tabela 3 - continuação 0 consumo de energia de refinação, SEC, não é afetado pela carga adicional de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) ou de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético)/sulfito. 0 consumo de energia de refinação, SEC, está no mesmo nível para todas as amostras com tratamento de pectinase, de cerca de 150 kWh/t mais baixa (menor) quando comparado para a Amostra 3, isto é, condição de intensidade alta sem tratamento de pectinase, também ver Figura 3. Um efeito surpreendente foi, entretanto, obtido no brilho de polpa não alvejada. Com DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) juntamente com pectinase, o brilho foi aumentado por cerca de duas unidades de ISO. Com uma combinação de pectinase, DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e sulfito, o aperfeiçoamento de brilho é ainda mesmo mais alto, de 4 - 5 unidades de ISO. O aperfeiçoamento de brilho foi absolutamente constante na integridade de faixa de liberdade. EXEMPLO 4 Polpas com diferentes tratamentos foram alvejadas com peróxido alcalino com as seguintes condições de alvej amento: Pré-tratamento com 7 kg de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético)/t em 7 % de consistência, pH 5 por 45 minutos antes do desaguamento para 30 %.

Alvejamento em 25 % de consistência em 30 kg/t de carga de peróxido de hidrogênio, em 80 °C por 90 minutos. Três cargas de hidróxido de sódio, de 10 kg/t, de 20 kg/t e de 30 kg/t, respectivamente, foram utilizadas para descobrir o brilho otimizado. 0 brilho otimizado e o correspondente peróxido residual estão determinados como resultados de alvejamento.

Amostra 7: Condição de TMP com somente impregnação de água com pH ajustado para 5.

Amostra 8: Condição de TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, pH 5.

Amostra 9: Condição de HI-TMP com somente água na impregnação ajustada para pH 5.

Amostra 10: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, pH 5.

Amostra 11: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, 4 kg/t de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) , pH 5.

Amostra 12: Condição de HI-TMP com 30.800.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de pectinase, 4 kg/t de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e 12 kg/t de sulfito de sódio, pH 5.

Tabela 4 Está mostrado na Tabela 4 que o aperfeiçoamento de brilho é mantido depois do tratamento enzimático. O aperfeiçoamento de brilho é de cerca de 2,5 unidades de brilho para a condição de TMP, e de 3,6 unidades de brilho para a condição de HI-TMP. Combinação de DTPA (ácido di etileno tetra amino penta acético) e de sulfito na impregnação determina aperfeiçoamento adicional para um brilho de 74,3 % de ISO, quando comparado para a referência de TMP de 68,1 % de ISO.

Surpreendentemente, o peróxido residual é muito mais alto com as amostras tratadas enzimaticamente. Isto é benéfico devido ao fato de que os produtos químicos residuais são reciclados de volta para o processo depois de alvejamento. A necessidade de fabricação de peróxido é reduzida, consequentemente.

Como já anteriormente mencionado, embora a presente invenção tenha sido descrita com referência para concretizações específicas, deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não é para ser considerada como estando limitada para os exemplos de concretização ou de configuração específicas como aqui anteriormente genericamente descritas ou ilustradas, mas certamente, um número de variações e de modificações adicionais em muitas outras formas são conceptíveis dentro do escopo de proteção das subsequentes reivindicações de patente.

Claims (21)

1. Um método de produção de polpa mecânica, compreendendo as seguinte etapas: a) impregnação de material de fibra com um liquido aquoso contendo enzima precedentemente da desfibração e refinação do material de fibra para produzir uma polpa mecânica, caracterizado pelo fato de que: b) o referido liquido aquoso contendo enzima é um liquido aquoso contendo pectinase, e c) o material de fibra é inicialmente submetido a uma compressão.

2. Um método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida compressão inicial do material de fibra é uma compressão mecânica, preferivelmente combinada com um pré-tratamento térmico do material de fibra, preferivelmente por vaporização, antes da impregnação.

3. Um método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a vaporização é realizada, preferivelmente em pressão atmosférica, por 1 minuto até 30 minutos, preferivelmente por 10 minutos até 20 minutos.

4. Um método, de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a compressão é desempenhada por um parafuso de compressão ou por uma prensa de rolete duplo, com uma proporção de compressão de 1 : 1 ate 8 : 1, preferivelmente de 2 : 1 até 5 : 1.

5. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o liquido contendo pectinase compreende uma preparação enzimática com atividade pectiolítíca tanto para pectinas e quanto para pectinas esterifiçadas.

6. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o liquido aquoso compreende duas ou mais preparações enzimáticas em que pelo menos uma das preparações enzimáticas possui atividade de pectinase.

7. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1 - 5, caracterizado pelo fato de que a pectinase é adicionada como um agente biológico compreendendo um ou mais fungos ou bactérias, pelo menos um dos quais possuindo atividade pectiolítíca.

8. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a pectinase origina-se a partir de um grupo de microorganismos contendo Aspergillus aculeatus e Aspergillus oryzae.

9. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a carga de pectinase é de 2.000.000 até 200.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra, preferivelmente de 10.000.000 até 50.000.000 de unidades de poligalacturonase/tonelada de material de fibra.

10. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o líquido aquoso compreende pelo menos um agente quelatante, preferivelmente ácido di etileno tetra amino penta acético em uma carga de 1 kg/ton até 10 kg/ton e/ou sulfito em uma carga de 5 kg/ton até 50 kg/ton.

11. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um tempo de retenção depois de absorção do liquido de impregnação é de 3 minutos até 24 horas, preferivelmente de 15 minutos até 240 minutos, e mais preferivelmente de 30 minutos até 120 minutos.

12. Um método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma temperatura na retenção depois de absorção do liquido de impregnação é de 20 °C até 100 °C, preferivelmente de 35 °C até 70 °C, e mais preferivelmente de cerca de 50 °C.

13. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um PH no liquido de impregnação é de 3 até 10, preferivelmente de 4 até 7, e mais preferivelmente de cerca de 5.

14. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a desfibração e refinação do material de fibra é desempenhada pela utilização de disco único, de disco duplo ou de refinadores cônicos em um estágio ou em múltiplos estágios.

15. Um método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que uma velocidade de rotação de refinador é de 1.000 rpm até 3.000 rpm, preferivelmente de 1.500 rpm até 2.600 rpm.

16. Um método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material de fibra é pré- aquecido por 2 minutos até 10 minutos antes de refinação, de que uma pressão de refinador é a partir de pressão atmosférica até 5 bar, preferivelmente até 4 bar e de que uma velocidade de rotação de refinador é preferivelmente de 1.200 rpm até 1.800 rpm.

17. Um método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o material de fibra é pré- aquecido por 3 segundos até 30 segundos antes de refinação, de que uma pressão de refinador é a partir de 4 bar até 8 bar, preferivelmente de 5 bar até 8 bar e de que uma velocidade de rotação de refinador está preferivelmente acima de 2.000 rpm.

18. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato o referido material de fibra é cavacos de madeira macia ou cavacos de madeira dura.

19. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1 - 17, caracterizado pelo fato de que o referido material de fibra é material de fibra não madeira incluindo bagaço, bambu, junco ou palha.

20. Um método, de acordo com quaisquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a polpa obtida depois de desfibração e refinação é alvejada, preferivelmente com peróxido alcalino, para obter polpa alvejada possuindo alto brilho.

21. Polpa mecânica, caracterizada pelo fato de que foi produzida por um método conforme definido em concordância com quaisquer uma das reivindicações 1-20.