BR112014015834B1

BR112014015834B1 - method for reducing fluorescence in recycled pulp

Info

Publication number: BR112014015834B1
Application number: BR112014015834-7A
Authority: BR
Inventors: Glenn Carmichael; Daniel Connell; Scott Barton Auger; Robert A. Comer; Michael Sigman
Original assignee: Nalco Company
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2021-06-08
Also published as: KR102011081B1; ES2601899T3; CN104066884A; CN104066884B; EP2798121B1; AU2012361026B2; BR112014015834A8; AU2012361026A1; JP6153943B2; JP2015503681A; WO2013098219A1; CA2859061A1; AR089608A1; EP2798121A1; KR20140107640A; TWI643998B; CA2859061C; IN2014DN06137A; TW201344008A; BR112014015834A2

Abstract

PROCESSO PARA REDUZIR FLUORESCÊNCIA EM POLPA A presente invenção é direcionada a um método para reduzir a fluorescência em polpa reciclada, em que o método inclui: colocar em contato a pasta de polpa contendo agentes fluorescentes com dióxido de cloro; e colocar em contato a suspensão de polpa com um componente hipoclorito de sódio, em uma quantidade suficiente para reduzir a fluorescência da polpa; em que a polpa é colocada em contato com componente hipoclorito de sódio simultaneamente com ou após o contato com dióxido de cloro.PROCESS FOR REDUCING FLUORESCENCE IN PULP The present invention is directed to a method for reducing fluorescence in recycled pulp, which method includes: contacting pulp slurry containing fluorescent agents with chlorine dioxide; and contacting the pulp suspension with a sodium hypochlorite component in an amount sufficient to reduce the fluorescence of the pulp; wherein the pulp is placed in contact with sodium hypochlorite component simultaneously with or after contact with chlorine dioxide.

Description

Field of Invention

[001]O campo da invenção se refere à produção de polpa e papel a partir de fontes de polpa contendo agentes fluorescentes, tais como papel reciclado. Mais particularmente, se refere à redução ou eliminação da fluorescência em polpa e papel.[001] The field of the invention refers to the production of pulp and paper from pulp sources containing fluorescent agents, such as recycled paper. More particularly, it concerns the reduction or elimination of fluorescence in pulp and paper.

Background of the Invention

[002]Fluorescência é um fenômeno ótico, com o qual a luz é absorvida em comprimentos de onda não visível (por exemplo, ultravioleta), e então reemitidos em comprimentos de onda visível. Produtos químicos referidos como "agentes de branqueamento fluorescentes" ou "agentes de abrilhantadores óticos”, ou "FWA's" ou "OBA's”, são com frequência adicionados ao suprimento na produção de muitos papéis finos, por exemplo, papel de impressão ou papel de cópia, assim como produtos de categoria de tecido e papel toalha, para aumentar o brilho aparente do produto. FWA's são tipicamente compostos com base em estilbeno e seus derivados químicos.[002]Fluorescence is an optical phenomenon, whereby light is absorbed at non-visible wavelengths (eg ultraviolet), and then re-emitted at visible wavelengths. Chemicals referred to as "fluorescent whitening agents" or "optical brightening agents", or "FWA's" or "OBA's", are often added to the supply in the production of many fine papers, eg printing paper or copy paper , as well as fabric and paper towel category products, to increase the apparent shine of the product. FWA's are typically compounds based on stilbene and its chemical derivatives.

[003] Quando produtos de papel contendo FWA's são reciclados a maioria dos compostos fluorescentes permanece com a fibra através do processo de reciclagem. Isso foi reportado como ocasionando alguns problemas operacionais em virtude da cor e controle de brilho em polpa de papel descolorado Mills, e em papel Mills usando fibras recicladas. FWA's pode modificar a cor aparente das polpas de papel descolorado, assim como prejudicar ou mudar a qualidade final do produto acabado. A presença de FWA's pode afetar a resposta de sensores de cor em linha com base em UV e pode afetar negativamente o desempenho de ciclos de controle.[003] When paper products containing FWA's are recycled most of the fluorescent compounds remain with the fiber through the recycling process. This has been reported to cause some operational issues due to color and gloss control in Mills bleached paper pulp, and Mills paper using recycled fibers. FWA's can modify the apparent color of discolored paper pulps, as well as impair or change the final quality of the finished product. The presence of FWA's can affect the response of UV-based in-line color sensors and can negatively affect the performance of control loops.

[004] Adicionalmente, há uma suspeita de que FWA's podem acarretar em um perigo potencial para a saúde, por lixiviação dos produtos de papel produzidos com fibras recicladas. FWA's não são permitidos em algumas embalagens de categoria alimentar. Portanto, FWA's precisariam ser removidos a partir das fibras recicladas pretendidas para as referidas aplicações de categoria alimentar.[004] Additionally, there is a suspicion that FWA's may pose a potential health hazard by leaching from paper products produced with recycled fibers. FWA's are not allowed on some food grade packages. Therefore, FWA's would need to be removed from the recycled fibers intended for such food grade applications.

[005] Assim sendo, existe uma necessidade de reduzir ou remover FWA's a partir das polpas recicladas em um modo eficaz.[005] Therefore, there is a need to reduce or remove FWA's from recycled pulps in an effective way.

Invention Summary

[006] Foi observado que fluorescência em uma polpa reciclada pode ser reduzida por um processo que envolve colocar em contato a polpa, que contém agentes fluorescentes, com uma combinação de dióxido de cloro (CIO2) e hipoclorito de sódio (ou a derivado de hipoclorito de sódio) em quantidades suficientes para reduzir a fluorescência da polpa, em que a polpa é posta em contato com o hipoclorito de sódio simultaneamente com ou após a polpa ser posta em contato com CIO2.[006] It has been observed that fluorescence in a recycled pulp can be reduced by a process that involves contacting the pulp, which contains fluorescent agents, with a combination of chlorine dioxide (CIO2) and sodium hypochlorite (or a hypochlorite derivative of sodium) in amounts sufficient to reduce the fluorescence of the pulp, wherein the pulp is contacted with sodium hypochlorite simultaneously with or after the pulp is contacted with CIO2.

[007] Em uma modalidade, CIO2 e um componente hipoclorito de sódio são adicionados à polpa simultaneamente ou o componente hipoclorito de sódio é adicionado um curto tempo após a adição do CIO2, em que o componente hipoclorito de sódio contém hipoclorito de sódio, um derivado de hipoclorito de sódio, ou misturas dos mesmos.[007] In one embodiment, CIO2 and a sodium hypochlorite component are added to the pulp simultaneously or the sodium hypochlorite component is added a short time after the addition of CIO2, wherein the sodium hypochlorite component contains sodium hypochlorite, a derivative of sodium hypochlorite, or mixtures thereof.

[008] Em uma modalidade, CIO2 e hipoclorito de sódio são adicionados à polpa simultaneamente ou o hipoclorito de sódio é adicionado um curto tempo após a adição do CIO2. Em modalidades da presente invenção, hipoclorito de sódio é adicionado menos do que cerca de 2 minutos, ou menos do que cerca de 1 minuto, ou menos do que cerca de 30 segundos, ou menos cerca de 10 segundos, ou menos do que cerca de 5 segundos, ou menos do que cerca de 1 segundo, após a adição do CIO2. Em uma modalidade, CIO2 e hipoclorito de sódio são adicionados à polpa simultaneamente.[008] In one modality, CIO2 and sodium hypochlorite are added to the pulp simultaneously or sodium hypochlorite is added a short time after the addition of CIO2. In embodiments of the present invention, sodium hypochlorite is added less than about 2 minutes, or less than about 1 minute, or less than about 30 seconds, or less than about 10 seconds, or less than about 5 seconds, or less than about 1 second, after adding CIO2. In one modality, CIO2 and sodium hypochlorite are added to the pulp simultaneously.

[009] Em modalidades da presente invenção, a quantidade de CIO2 adicionadaà polpa está na faixa a partir de cerca de 4 a cerca de 15 kg/t (1000 kg) de polpa seca, ou cerca de 5 a cerca de 10 kg/t, ou cerca de 6 a cerca de 8 kg/t. Em modalidades da presente invenção, a quantidade de hipoclorito de sódio adicionado à polpa está na faixa de cerca de 2 a cerca de 12,5 kg/t de polpa seca, ou cerca de 2,5 a cerca de 8 kg/t, ou cerca de 3 a cerca de 6 kg/t. Em uma modalidade, CIO2 é adicionado em uma quantidade maior do que a quantidade de hipoclorito de sódio (em uma base ponderal). Em modalidades da presente invenção, a relação em peso de CIO2 para hipoclorito de sódio está na faixa a partir de 1:1 a 3:1, ou 1.1:1 a 2:1, ou 1.2:1 a 1.8:1, ou cerca de 3:2. Em outras modalidades da presente invenção, cargas de produtos químicos mais baixas são também contempladas e mesmo se a fluorescência não for reduzida a zero ou próxima de zero, uma menor quantidade de redução em fluorescência é também contemplada para estar dentro das modalidades da presente invenção.[009] In embodiments of the present invention, the amount of CIO2 added to the pulp ranges from about 4 to about 15 kg/t (1000 kg) of dry pulp, or about 5 to about 10 kg/t , or about 6 to about 8 kg/t. In embodiments of the present invention, the amount of sodium hypochlorite added to the pulp is in the range of about 2 to about 12.5 kg/t of dry pulp, or about 2.5 to about 8 kg/t, or about 3 to about 6 kg/t. In one modality, CIO2 is added in an amount greater than the amount of sodium hypochlorite (on a weight basis). In embodiments of the present invention, the weight ratio of CIO2 to sodium hypochlorite ranges from 1:1 to 3:1, or 1.1:1 to 2:1, or 1.2:1 to 1.8:1, or about of 3:2. In other embodiments of the present invention, lower chemical loadings are also contemplated and even if fluorescence is not reduced to zero or close to zero, a smaller amount of reduction in fluorescence is also contemplated to be within the embodiments of the present invention.

[010] Objetivos, vantagens adicionais e novas características serão aparentes para aqueles versados na técnica com o exame da descrição que segue.[010] Objectives, additional advantages and new features will be apparent to those skilled in the art upon examination of the description that follows.

Brief description of the drawings

[011] A figura 1 é um desenho esquemático do processo de redução de fluorescência usando um recipiente de reação de fluxo superior.[011] Figure 1 is a schematic drawing of the fluorescence reduction process using a top flow reaction vessel.

[012] A figura 2 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição do hipo- clorito no brilho e fluorescência para o Exemplo 1.[012] Figure 2 is a graph showing the effect of delay in addition of hypochlorite on brightness and fluorescence for Example 1.

[013] A figura 3 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição do hipo- clorito no valor de L para o Exemplo 1.[013] Figure 3 is a graph showing the effect of delay in the addition of hypochlorite on the value of L for Example 1.

[014] A figura 4 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição do hipo- clorito na brancura e tonalidade para o Exemplo 1.[014] Figure 4 is a graph showing the effect of delay in addition of hypochlorite on whiteness and hue for Example 1.

[015] A figura 5 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição do hipo- clorito nos valores de a e b para o Exemplo 1.[015] Figure 5 is a graph showing the effect of delay in the addition of hypochlorite on the values of a and b for Example 1.

[016] A figura 6 é um gráfico mostrando o efeito de sequência química na flu-orescência para o Exemplo 2.[016] Figure 6 is a graph showing the effect of chemical sequence on fluorescence for Example 2.

[017] A figura 7 é um gráfico mostrando o efeito da carga de dióxido de cloro na fluorescência para o Exemplo 3.[017] Figure 7 is a graph showing the effect of chlorine dioxide loading on fluorescence for Example 3.

[018] A figura 8 é um gráfico mostrando o efeito da carga de dióxido de cloro no pH e dióxido de cloro residual para o Exemplo 3.[018] Figure 8 is a graph showing the effect of chlorine dioxide loading on pH and residual chlorine dioxide for Example 3.

[019] A figura 9 é um gráfico mostrando o efeito da carga de dióxido de cloro no pH e dióxido de cloro residual para o Exemplo 3.[019] Figure 9 is a graph showing the effect of chlorine dioxide loading on pH and residual chlorine dioxide for Example 3.

[020] A figura 10 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição de hipoclorito de sódio no brilho e fluorescência para o Exemplo 4.[020] Figure 10 is a graph showing the effect of delay in addition of sodium hypochlorite on brightness and fluorescence for Example 4.

[021] A figura 11 é um gráfico mostrando o efeito do retardo na adição de hipoclorito de sódio na brancura e tonalidade para o Exemplo 4.[021] Figure 11 is a graph showing the effect of delay in addition of sodium hypochlorite on whiteness and hue for Example 4.

Detailed Description of the Invention

[022] Em um aspecto, o processo de acordo com a presente invenção envolve o processamento de papel de refugo para formar uma suspensão de polpa que inclui polpa e agentes fluorescentes, por exemplo, FWA's, e aplicar dióxido de cloro seja antes de ou simultaneamente com hipoclorito de sódio a uma corrente de processo contendo fluorescência (polpa, papel). A suspensão de polpa pode ter uma consistência na faixa de cerca de 4% a cerca de 20%, ou cerca de 6% a cerca de 18%, ou cerca de 8% a cerca de 16% antes de adicionar o dióxido de cloro. É possível se operar a uma consistência mais baixa do que 4%, por exemplo, para corresponder a uma corrente de processo existente na polpa ou papel mill, e ainda ter os benefícios da presente invenção, entretanto acredita-se que qualquer coisa abaixo de 1 % dos benefícios de adicionar hipoclorito de sódio seja perdida. Em uma modalidade, o retardo entre as duas adições de produtos químicos não é tão longo que o dióxido de cloro residual não está mais presente. Preferivelmente, deve haver pelo menos cinco minutos de tempo de reação restante após a adição de hipoclorito de sódio.[022] In one aspect, the process according to the present invention involves processing waste paper to form a pulp suspension that includes pulp and fluorescent agents, eg FWA's, and applying chlorine dioxide either before or simultaneously with sodium hypochlorite to a process stream containing fluorescence (pulp, paper). The pulp suspension can have a consistency in the range of about 4% to about 20%, or about 6% to about 18%, or about 8% to about 16% before adding the chlorine dioxide. It is possible to operate at a consistency lower than 4%, for example, to match an existing process stream in pulp or paper mill, and still have the benefits of the present invention, however it is believed that anything below 1 % of the benefits of adding sodium hypochlorite is lost. In one embodiment, the delay between the two chemical additions is not so long that residual chlorine dioxide is no longer present. Preferably, there should be at least five minutes of reaction time remaining after the addition of sodium hypochlorite.

[023] Em modalidades da presente invenção, o processo é descrito como colocar em contato a polpa com dióxido de cloro e hipoclorito de sódio. Por "colocar em contato" se quer dizer que o produto químico (colocar em contato a polpa) é adicionadoà suspensão de polpa ou é formado em situ pela reação de precursores químicos que formam o produto químico desejado. Por exemplo, dióxido de cloro ou hipoclorito de sódio pode ser formado em situ em uma suspensão de polpa e o outro produto químico pode ser adicionado à suspensão de acordo com a presente invenção, ou ambos o dióxido de cloro e o hipoclorito de sódio podem ser formados em situ. Em modalidades da presente invenção, dióxido de cloro ou hipoclorito de sódio, ou ambos, podem ser formados em situ em um equipamento de processo separado ou correntes de processo e então adicionados à suspensão de polpa.[023] In embodiments of the present invention, the process is described as contacting the pulp with chlorine dioxide and sodium hypochlorite. By "putting into contact" is meant that the chemical (putting into contact with the pulp) is added to the pulp suspension or is formed in situ by the reaction of chemical precursors that form the desired chemical. For example, chlorine dioxide or sodium hypochlorite can be formed in situ in a pulp suspension and the other chemical can be added to the suspension according to the present invention, or both chlorine dioxide and sodium hypochlorite can be formed in situ. In embodiments of the present invention, chlorine dioxide or sodium hypochlorite, or both, can be formed in situ in separate process equipment or process streams and then added to the pulp suspension.

[024] Embora as modalidades da presente invenção sejam descritas aqui com relação a colocar em contato (a polpa) com ou adicionar hipoclorito de sódio (à polpa), deve ser entendido que outras modalidades da presente invenção contemplam o uso de um derivado de hipoclorito de sódio em vez de (ou em combinação com) o hipo- clorito de sódio. Por "derivado de hipoclorito de sódio"se quer dizer um ou mais compostosquímicos que são produzidos como um resultado de introduzir hipoclorito de sódio em uma suspensão de polpa junto com dióxido de cloro de acordo com a presente invenção, por dissociação de hipoclorito de sódio ou por reação de hipoclorito de sódio com outros compostos na suspensão durante um processo de redução de fluorescência, a presença do qual aprimora a redução da fluorescência comparada ao dióxido de cloro isoladamente. Por exemplo, acredita-se que sob determinadas condições o hipoclorito de sódio irá formar ácido hipocloroso em solução em uma suspensão de polpa. Assim sendo, o ácido hipocloroso é considerado um derivado de hipo- clorito de sódio e adição de ácido hipocloroso isoladamente, ou em combinação com hipoclorito de sódio, a uma polpa e dióxido de cloro é contemplado estar dentro do âmbito de uma modalidade de a presente invenção.[024] Although embodiments of the present invention are described herein with respect to contacting (the pulp) with or adding sodium hypochlorite (to the pulp), it should be understood that other embodiments of the present invention contemplate the use of a hypochlorite derivative sodium instead of (or in combination with) sodium hypochlorite. By "sodium hypochlorite derivative" is meant one or more chemical compounds that are produced as a result of introducing sodium hypochlorite into a pulp suspension together with chlorine dioxide according to the present invention, by dissociation of sodium hypochlorite or by reacting sodium hypochlorite with other compounds in the suspension during a fluorescence reduction process, the presence of which improves the fluorescence reduction compared to chlorine dioxide alone. For example, it is believed that under certain conditions sodium hypochlorite will form hypochlorous acid in solution in a pulp suspension. Therefore, hypochlorous acid is considered a derivative of sodium hypochlorite and addition of hypochlorous acid alone, or in combination with sodium hypochlorite, to a pulp and chlorine dioxide is contemplated to be within the scope of an embodiment of the present. invention.

[025] Um exemplo de um fluxo de processo é proporcionado na figura 1 abaixo. Com referência à figura 1, o dióxido de cloro entra antes da bomba de consistência média (MC) transportar a polpa de 12% de consistência. Hipoclorito de sódio é adicionado menos do que um segundo depois diretamente em um misturador de produtoquímico dinâmico. Em alta consistência, um bolso de ar irá tipicamente se formar em torno do propulsor. Para se evitar isso, uma bomba de desgaseificação é instalada. Alguma forma de produto químico neutralizante para os compostos de cloro é alimentada para a bomba de desgaseificação, isto é, aplicado ao gás não à corrente de polpa. Não só o dióxido de cloro, mas também o hipoclorito de sódio, são vigorosamente misturados dentro da polpa antes de uma torre de fluxo superior de aproximadamente 20 minutos.[025] An example of a process flow is provided in Figure 1 below. Referring to figure 1, chlorine dioxide enters before the medium consistency (MC) pump transports the 12% consistency slurry. Sodium hypochlorite is added less than a second later directly into a dynamic chemical mixer. At high consistency, an air pocket will typically form around the impeller. To avoid this, a degassing pump is installed. Some form of neutralizing chemical for chlorine compounds is fed to the degassing pump, ie, applied to the gas not the slurry stream. Not only chlorine dioxide, but also sodium hypochlorite, are vigorously mixed into the pulp before an overflow tower for approximately 20 minutes.

[026] O retardo de tempo entre os dois produtos químicos pode afetar as pro-priedadesóticas diferentes de fluorescência e estratégias podem ser desenvolvidas para otimizar as referidas propriedades óticas em conexão com a prática da presente invenção.[026] The time delay between the two chemicals can affect the different fluorescence optical properties and strategies can be developed to optimize said optical properties in connection with the practice of the present invention.

[027] Em uma modalidade, a reação dos dois produtos químicos ocorre em um único estágio. Embora um recipiente de reação seja especificado na figura 1, em outras modalidades um tubo pode ser suficiente, em virtude do tempo de reação relativamente curto necessário para praticar a presente invenção.[027] In one embodiment, the reaction of the two chemicals occurs in a single stage. Although a reaction vessel is specified in Figure 1, in other embodiments a tube may suffice because of the relatively short reaction time required to practice the present invention.

[028] Em modalidades da presente invenção, o pH da corrente de dióxido de cloro/hipoclorito de sódio/polpa pode ser ajustado com um produto químico de ajuste de pH (ácido, cáustico ou tampão). Em modalidades da presente invenção, o pH é ajustado a um valor na faixa de a partir de cerca de 2 a cerca de 7. O alvo específico de pH em geral dependerá do sistema. Por exemplo, em um sistema limpo tendo uma fluorescência de cerca de 5, o pH pode ser na faixa de cerca de 2 a cerca de 5, ou cerca de 2 a cerca de 4. Se o sistema for fortemente tamponado, por exemplo, com carbonato de cálcio, o pH pode ser mais alto, por exemplo na faixa a partir de cerca de 4,5 a cerca de 7. Também, a carga de dióxido de cloro irá abaixar o pH e a carga de hipoclorito de sódio irá aumentar o pH.[028] In embodiments of the present invention, the pH of the chlorine dioxide/sodium hypochlorite/pulp stream can be adjusted with a pH adjusting chemical (acid, caustic or buffer). In embodiments of the present invention, the pH is adjusted to a value in the range of from about 2 to about 7. The specific pH target will generally depend on the system. For example, in a clean system having a fluorescence of about 5, the pH might be in the range of about 2 to about 5, or about 2 to about 4. If the system is heavily buffered, for example, with calcium carbonate, the pH may be higher, for example in the range from about 4.5 to about 7. Also, the chlorine dioxide charge will lower the pH and the sodium hypochlorite charge will increase the pH.

[029] Em modalidades da presente invenção, a temperatura de um processo de redução de fluorescência (a suspensão de polpa tratada) é mantida na faixa de cerca de 40°C a cerca de 85°C, ou cerca de 65°C a cerca de 80°C.[029] In embodiments of the present invention, the temperature of a fluorescence reduction process (the treated pulp suspension) is maintained in the range of about 40°C to about 85°C, or about 65°C to about 80°C.

[030] Embora uma polpa MC e misturador de produto químico sejam usados em algumas modalidades, é contemplado que alguma redução da fluorescência irá ocorrer independente da mistura alcançada.[030] Although an MC pulp and chemical mixer are used in some embodiments, it is contemplated that some reduction in fluorescence will occur regardless of the mixture achieved.

[031] Acredita-se que a aplicação de dióxido de cloro e hipoclorito de sódio em conjunto requeira menos produto químico para remover a fluorescência do que ou o dióxido de cloro ou hipoclorito de sódio aplicados individualmente, e apenas requeira um único estágio.[031] It is believed that the application of chlorine dioxide and sodium hypochlorite together requires less chemical to remove fluorescence than either chlorine dioxide or sodium hypochlorite applied individually, and only requires a single stage.

[032] Quando comparado ao hipoclorito de sódio isoladamente, o processo de acordo com a presente invenção tem o benefício adicional de ser capaz de alcançar uma fluorescência de zero ou de quase zero. Acredita-se que fluorescência de zero não seja possível com o hipoclorito de sódio isoladamente ou pelo menos seria muito difícil se alcançar. Assim sendo, em uma modalidade da presente invenção, o dióxido de cloro e o hipoclorito de sódio são adicionados em quantidades suficientes e a polpa resultante é mantida sob condições suficientes para alcançar uma fluorescência de substancialmente zero ou zero. Por substancialmente zero se quer dizer que a fluorescência é 0,25 ou menos, quando medida com um Technidyne Color Touch (CTH- ISO).[032] When compared to sodium hypochlorite alone, the process according to the present invention has the additional benefit of being able to achieve a fluorescence of zero or near zero. It is believed that zero fluorescence is not possible with sodium hypochlorite alone or at least it would be very difficult to achieve. Thus, in one embodiment of the present invention, chlorine dioxide and sodium hypochlorite are added in sufficient amounts and the resulting pulp is maintained under conditions sufficient to achieve a fluorescence of substantially zero or zero. By substantially zero is meant that the fluorescence is 0.25 or less when measured with a Technidyne Color Touch (CTH-ISO).

[033] Quando comparada ao dióxido de cloro isoladamente, o processo de acordo com a presente invenção reduz a carga do produto químico, ao mesmo tempo em que também evita as ocorrências de formação de gás. A formação de gás é causada por um alto nível de dióxido de cloro residual no final do processo e representa um perigo potencial aos trabalhadores se inalado. Quando dióxido de cloro e hipoclo- rito de sódio são adicionados em combinação de acordo com a presente invenção, o CIO2 residual é reduzido, por exemplo, tanto quanto um decimo da quantidade original permanece, quando uma máxima redução da fluorescência é desejada.[033] When compared to chlorine dioxide alone, the process according to the present invention reduces the chemical load, while also avoiding the occurrences of gas formation. Gas formation is caused by a high level of residual chlorine dioxide at the end of the process and poses a potential hazard to workers if inhaled. When chlorine dioxide and sodium hypochlorite are added in combination in accordance with the present invention, the residual CIO2 is reduced, for example, as much as a tenth of the original amount remains, when a maximum reduction in fluorescence is desired.

[034] Em uma modalidade, a processo de redução de fluorescência é condu- zido em separado a partir de quaisquer estágios de alvejamento ou de abrilhanta- mento, onde o objetivo do alvejamento/abrilhantamento é de aumentar o brilho e/ou a brancura. Na referida modalidade, o processo de fluorescência não resulta em um aumento no brilho, ou apenas em um aumento relativamente pequeno no brilho. Em modalidades da presente invenção, o aumento de brilho em resultado da prática de um processo de redução de fluorescência é menos do que cerca de 5 ISO, ou menos do que cerca de 0 ISO. Em uma modalidade, a processo de redução de fluorescência é realizado antes de quaisquer estágios de alvejamento ou abrilhantamento.[034] In one modality, the fluorescence reduction process is conducted separately from any bleaching or brightening stages, where the objective of the bleaching/brightening is to increase brightness and/or whiteness. In said modality, the fluorescence process does not result in an increase in brightness, or only a relatively small increase in brightness. In embodiments of the present invention, the brightness increase as a result of practicing a fluorescence reduction process is less than about 5 ISO, or less than about 0 ISO. In one embodiment, the fluorescence reduction process is performed prior to any bleaching or brightening stages.

[035] Em modalidades da presente invenção, um processo de redução de flu-orescência é realizado usando uma torre de fluxo superior ou um tubo com um tempo de residência de menos do que cerca de 30 minutos, ou menos do que cerca de 25 minutos, ou menos do que cerca de 20 minutos, após não só o dióxido de cloro mas também o hipoclorito de sódio terem sido adicionados à suspensão de polpa. Em uma modalidade, o tempo de residência pode ser tão baixo quanto 7 minutos, onde resultados de uma boa redução da fluorescência foram observados.[035] In embodiments of the present invention, a fluorescence reduction process is performed using a top flow tower or tube with a residence time of less than about 30 minutes, or less than about 25 minutes , or less than about 20 minutes, after not only chlorine dioxide but also sodium hypochlorite have been added to the pulp suspension. In one modality, the residence time can be as low as 7 minutes, where good fluorescence reduction results were observed.

[036] A discussão geral anterior da presente invenção será adicionalmente ilustrada pelos exemplos específicos mas não limitantes a seguir.[036] The above general discussion of the present invention will be further illustrated by the specific but non-limiting examples below.

[037] Os exemplos a seguir incluem avaliar o efeito do retardo de tempo para adicionar o hipoclorito de sódio após a adição de CIO2, o efeito de separar a adição com um longo tempo de reação para CIO2 isoladamente, o efeito da quantidade de produtos químicos adicionados, e o efeito de praticar a presente invenção no brilho e na brancura do papel.[037] The following examples include evaluating the effect of the time delay to add sodium hypochlorite after adding CIO2, the effect of separating the addition with a long reaction time for CIO2 alone, the effect of the amount of chemicals added, and the effect of practicing the present invention on paper brightness and whiteness.

Example 1

[038] D-H de dois Estágios, Espessamento entre D e H[038] Two-Stage D-H, Thickening between D and H

[039] A polpa foi reagida primeiro com dióxido de cloro, então espessada a aproximadamente 25% de consistência, diluída a 11 % de consistência e adicionalmente tratada com hipoclorito de sódio. A quantidade de CIO2 adicionado foi 2,5 kg/ton (1000 kg) de polpa seca e a quantidade de clorito de sódio foi 1,785 kg/ton de polpa seca. O tempo de reação total combinado para ambos os estágios foi de 7 minutos. Os trabalhos anteriores mostraram que após sete minutos a reação foi completa. O tempo do dióxido de cloro foi 0, 2, 3,5, e 5 minutos. Zero representa o caso de base onde os dois produtos químicos são adicionados simultaneamente. A consistência foi 11% e a temperatura 71 °C para ambas as reações de dióxido de cloro e de hipoclorito de sódio. Os resultados são mostrados na figura 2.[039] The pulp was first reacted with chlorine dioxide, then thickened to approximately 25% consistency, diluted to 11% consistency and further treated with sodium hypochlorite. The amount of CIO2 added was 2.5 kg/ton (1000 kg) of dry pulp and the amount of sodium chlorite was 1.785 kg/ton of dry pulp. The combined total reaction time for both stages was 7 minutes. Previous work showed that after seven minutes the reaction was complete. Chlorine dioxide time was 0, 2, 3.5, and 5 minutes. Zero represents the base case where the two chemicals are added simultaneously. The consistency was 11% and the temperature 71 °C for both chlorine dioxide and sodium hypochlorite reactions. The results are shown in Figure 2.

[040] Uma revisão da figura 2 revela que a fluorescência aumentou na medida em que a adição de hipoclorito de sódio foi retardada, com mesmo tão pouco quanto um retardo de 2 minutos. Adicionalmente, uma vez que essa perda ocorreu, um maior retardo não teve um impacto adicional na fluorescência.[040] A review of Figure 2 reveals that fluorescence increased as the addition of sodium hypochlorite was delayed, with even as little as a 2-minute delay. Additionally, once this loss occurred, a longer delay did not have an additional impact on fluorescence.

[041] A cor do papel pode ser definida por três coordenadas L*, a* e b* em um sistema chamado de CIELAB, onde L* é a luminosidade, a* é o vermelho-esverdeado, e b* é o amarelo azulado. Os referidos valores, assim como outras propriedades óticas, foram medidos como uma função do retardo na adição de clorito de sódio. O efeito no valor L é mostrado na figura 3 e o efeito na tonalidade é mostrado na figura 4.[041] Paper color can be defined by three coordinates L*, a* and b* in a system called CIELAB, where L* is luminosity, a* is greenish-red, and b* is bluish-yellow. Said values, as well as other optical properties, were measured as a function of the delay in addition of sodium chlorite. The effect on L value is shown in figure 3 and the effect on hue is shown in figure 4.

[042] Uma revisão das Figuras 3 e 4 revela que o brilho, o valor L*, e a brancura aumentaram em um modo similar à fluorescência. Os referidos aumentos foram para ambos os valores quando o ultravioleta foi incluído (UVin) e quando o ultravioleta foi excluído (UVex).[042] A review of Figures 3 and 4 reveals that brightness, L* value, and whiteness increased in a manner similar to fluorescence. These increases were for both values when ultraviolet was included (UVin) and when ultraviolet was excluded (UVex).

[043] Tonalidade, diferente da fluorescência aumentou não só com o primeiro retardo, mas continuou a aumentar com o aumento do retardo na adição de hipoclorito de sódio.[043] Hue, unlike fluorescence, increased not only with the first delay, but continued to increase with increasing delay in the addition of sodium hypochlorite.

[044] O efeito nos valores de a e b é mostrado na figura 5. Uma revisão da figura 5 revela que o retardo teve pouco ou nenhum efeito no valor de a*, mas o valor de b* foi reduzido, e UVin diminui mais do que o UVex.[044] The effect on a and b values is shown in figure 5. A review of figure 5 reveals that the delay had little or no effect on the a* value, but the b* value was reduced, and UVin decreases more than the UVex.

Example 2

[045] H-D com sem Lavagem ou Espessamento Entre D e H[045] H-D with no Wash or Thickening Between D and H

[046] Refugo de escritório misturado (MOW) foi tratado com uma combinação de dióxido de cloro e hipoclorito de sódio em dois processos separados. No primeiro processo, dióxido de cloro foi misturado com o papel e 5 minutos depois hipoclorito de sódio foi adicionado, seguido por mistura adicional. O tempo de retenção total foi de 20 minutos e a temperatura foi de 71 °C.[046] Mixed office waste (MOW) was treated with a combination of chlorine dioxide and sodium hypochlorite in two separate processes. In the first process, chlorine dioxide was mixed with the paper and 5 minutes later sodium hypochlorite was added, followed by further mixing. The total retention time was 20 minutes and the temperature was 71°C.

[047] No segundo processo, o dióxido de cloro foi adicionado e permitido reagir por 20 minutos isoladamente. O hipoclorito de sódio foi então adicionado ao papel sem lavagem intermediaria ou espessamento. O tempo de retenção para esse estágio foi também de 20 minutos, por um tempo de retenção total de 40 minutos. Os resultadossão mostrados na figura 6.[047] In the second process, chlorine dioxide was added and allowed to react for 20 minutes alone. Sodium hypochlorite was then added to the paper without intermediate washing or thickening. The retention time for this stage was also 20 minutes, for a total retention time of 40 minutes. The results are shown in figure 6.

[048] Uma revisão da figura 6 revela que apesar de apenas ter metade do tempo de retenção, não só a fluorescência mas também o produto químico residual foram mais baixos para o primeiro processo. O brilho e brancura foram ambos mais baixos para o processo de D+H.[048] A review of figure 6 reveals that despite only having half the retention time, not only the fluorescence but also the residual chemical were lower for the first process. Brightness and whiteness were both lower for the D+H process.

Example 3

[049] Processo FR - Redução zero da fluorescência[049] FR Process - Zero reduction of fluorescence

[050] Um papel reciclado contendo refugo de escritório misturado com um brilho inicial de 89,95 % ISO UV incluído com uma fluorescência de 12,4 foi tratado com uma combinação de dióxido de cloro e hipoclorito de sódio, onde os dois produtos químicos foram adicionados simultaneamente.[050] A recycled paper containing mixed office scrap with an initial brightness of 89.95 % ISO UV included with a fluorescence of 12.4 was treated with a combination of chlorine dioxide and sodium hypochlorite, where the two chemicals were added simultaneously.

[051] A carga de dióxido de cloro variou a partir de 0 a 15,5 kg/t, enquanto o hipoclorito de sódio foi adicionado a 2,9 kg/t e 5 kg/t. O papel foi alvejado em um banho de temperatura constante ajustada a 68 °C por 15 minutos. O pH não foi ajustado e foi permitido flutuar com a reação. O brilho e a fluorescência foram medidos usando um iluminante D65 com um medidor Technidyne Color Touch. Os resultados são mostrados na figura 7.[051] The chlorine dioxide load ranged from 0 to 15.5 kg/t, while sodium hypochlorite was added at 2.9 kg/t and 5 kg/t. The paper was bleached in a constant temperature bath set at 68 °C for 15 minutes. The pH was not adjusted and was allowed to float with the reaction. Brightness and fluorescence were measured using a D65 illuminant with a Technidyne Color Touch meter. The results are shown in Figure 7.

[052] Uma revisão da figura 7 revela que a fluorescência foi reduzida a menos do que zero a uma carga de dióxido de cloro de 6 kg/t quando acompanhada com 5 kg/t de hipoclorito de sódio. Quando o hipoclorito de sódio foi reduzido a 2,9 kg/t, fluorescência de zero não foi alcançada.[052] A review of Figure 7 reveals that fluorescence was reduced to less than zero at a chlorine dioxide load of 6 kg/t when accompanied with 5 kg/t of sodium hypochlorite. When sodium hypochlorite was reduced to 2.9 kg/t, zero fluorescence was not achieved.

[053] O efeito da quantidade de CIO2 no pH e CIO2 residual foi medida. Os resultados são mostrados nas Figuras 8 e 9.[053] The effect of the amount of CIO2 on pH and residual CIO2 was measured. The results are shown in Figures 8 and 9.

[054] Uma revisão das Figuras 8 e 9 revela que o CIO2 residual foi menos do que 0,01 gpl para ambas as cargas de hipoclorito de sódio. Hipoclorito de sódio adicionaltambém serviu para aumentar o pH a partir de 3,2 a 4,5 a uma fluorescência de 0,5.[054] A review of Figures 8 and 9 reveals that the residual CIO2 was less than 0.01 gpl for both sodium hypochlorite loads. Additional sodium hypochlorite also served to raise the pH from 3.2 to 4.5 at a fluorescence of 0.5.

Example 4 - D — H Single stage, No Thickening or Washing between D and H

[055] Papel reciclado foi reagido em um único estágio com dióxido de cloro e hipoclorito de sódio. A adição de hipoclorito de sódio foi variada por 0, 2, 5, 10, 15 e 18 minutos, onde zero representa simultaneamente a adição (caso de base). Nenhuma lavagem ou espessamento ocorreu entre os dois produtos químicos. O tempo de retenção total foi de 20 minutos para todas as rodadas; a consistência foi 11 % e a temperatura 71,1 °C. O efeito no brilho e brancura foram avaliados como uma função do retardo de tempo ao adicionar o hipoclorito de sódio. Os resultados são mostrados nas Figuras 10 e 11.[055] Recycled paper was reacted in a single stage with chlorine dioxide and sodium hypochlorite. The addition of sodium hypochlorite was varied for 0, 2, 5, 10, 15 and 18 minutes, where zero simultaneously represents the addition (base case). No washing or thickening occurred between the two chemicals. Total retention time was 20 minutes for all rounds; consistency was 11% and temperature 71.1°C. The effect on brightness and whiteness was evaluated as a function of the time delay when adding sodium hypochlorite. The results are shown in Figures 10 and 11.

[056] Uma revisão da figura 10 revela que todas as rodadas tiveram fluorescência de entre 1,6 e 2,1. Embora os dados pareçam significantes, a maior parte dos pontos teve mais baixa fluorescência do que o caso de base indicando que o retardo teve ou nenhum efeito prejudicial ou apenas um pequeno efeito prejudicial.[056] A review of figure 10 reveals that all rounds had fluorescence of between 1.6 and 2.1. Although the data appear significant, most points had lower fluorescence than the base case indicating that the delay had either no detrimental effect or only a small detrimental effect.

[057] Uma revisão das Figuras 10 e 11 adicionalmente revela que o brilho e a brancura aumentaram não só para UVin mas também para UVex com o retardo inicial na adição de hipoclorito de sódio de 2 minutos, e a tonalidade também aumentou para o primeiro retardo. Todos os parâmetros permaneceram relativamente constantes para o aumento do retardo de hipoclorito de sódio.[057] A review of Figures 10 and 11 further reveals that brightness and whiteness increased not only for UVin but also for UVex with the initial 2-minute delay in sodium hypochlorite addition, and hue also increased for the first delay . All parameters remained relatively constant for increasing sodium hypochlorite delay.

Claims

1. Method to reduce fluorescence in recycled pulp CHARACTERIZED by the fact that it comprises: a) contacting a pulp suspension containing fluorescent agents with chlorine dioxide; b) contacting said pulp suspension with the sodium component of the sodium hypochlorite chosen from sodium hypochlorite, at least one sodium hypochlorite derivative or combinations thereof, in an amount sufficient to reduce the fluorescence of said pulp; wherein the pulp is placed in contact with said sodium hypochlorite component simultaneously with or after contact with chlorine dioxide, and wherein additionally the pulp is placed in contact with said sodium hypochlorite component after less than 2 minutes of contact with chlorine dioxide.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the pulp is placed in contact with said sodium hypochlorite component after less than 30 seconds of contact with chlorine dioxide.

3. Method, according to claim 2, CHARACTERIZED by the fact that the pulp is placed in contact with said sodium hypochlorite and chlorine dioxide component simultaneously.

4. Method, according to any one of claims 1 to 3, CHARACTERIZED by the fact that the amount of said chlorine dioxide component placed in contact with the pulp is in the range of 4 to 15 kg/t (1000 kg) of dry pulp.

5. Method, according to any one of claims 1 to 4, CHARACTERIZED by the fact that the amount of said sodium hypochlorite component placed in contact with the pulp is in the range of 2 to 12.5 kg/t (1000 kg) of dry pulp.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, CHARACTERIZED by the fact that the weight ratio of chlorine dioxide to said sodium hypochlorite component is in the range of 1:1 to 3:1.

7. Method according to any one of claims 1 to 6, CHARACTERIZED by the fact that the weight ratio of chlorine dioxide to said sodium hypochlorite component is in the range of 1.2:1 to 1.8:1 .

8. Method according to any one of claims 1 to 7, CHARACTERIZED by the fact that the pulp suspension has a consistency in the range of 4% to 20% before being placed in contact with chlorine dioxide.

9. Method according to any one of claims 1 to 8, CHARACTERIZED by the fact that it further comprises adding a pH adjustment chemical in an amount to adjust the pH of the pulp suspension to a value in the range of 2 to 7 .

10. Method according to any one of claims 1 to 9, CHARACTERIZED by the fact that the sodium hypochlorite component is sodium hypochlorite.