BR112014018663B1 - método para a fabricação de papel, papel toalha, papelão ou algo do gênero - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL, PAPEL TOALHA, PAPELÃO OU ALGO DO GÊNERO. A presente invenção refere-se a um método para a fabricação de papel, papel toalha, papelão ou algo do gênero ao usar material de fibra reciclado como matéria-prima. O método compreende as etapas a seguir: a formação de polpa de papel reciclado, papelão ou algo do gênero em um formador de polpa e obtenção de um fluxo de polpa compreendendo (i) uma fase aquosa e (ii) pelo menos fibras recicladas e amido com um baixo peso molecular, que são dispersos na fase aquosa; adição de um agente coagulante ao fluxo da polpa ou um fluxo do processo aquoso compreendendo amido com um baixo peso molecular; colocação do agente coagulante para interagir com o amido que tem baixo peso molecular e opcionalmente a formação de agregados; e adição de pelo menos um agente de floculação, após a adição do agente coagulante, a qualquer fluxo, compreendendo o agente coagulante interagido, e formação de um fluxo tratado com amido que compreende aglomerado(s); e retenção de pelo menos uma parte dos ditos agregados e/ou dos ditos aglomerados nas fibras ou em uma rede, que é formada.

Description

[001] A invenção refere-se a um método para a fabricação de papel, papel toalha (tissue), papelão ou algo do gênero, a partir de material de fibra reciclado de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente em anexo.

[002] O material de fibra reciclado, tal como papelão de recipiente corrugado velho (OCC), é normalmente usado como matéria-prima para o papel ou o papelão. O material de fibra reciclado compreende, além das fibras, uma série de outras substâncias. O material estranho particulado é separado da polpa no formador de polpa ou na peneiração. Algumas substâncias são retidas naturalmente nas fibras e não perturbam o processo. Outras substâncias tais como grudes podem ser separadas da polpa na peneiração e removidas do processo.

[003] Tipicamente, o material de fibra reciclado compreende amido, que tem um baixo peso molecular. Esse amido é proveniente da cola da superfície do papel ou do papelão, e é fracamente retido nas fibras porque não tem tipicamente nenhuma carga ou tem uma carga ligeiramente aniônica. Devido ao seu tamanho pequeno, ele também não é separado eficazmente na peneiração. Desse modo, o amido de baixo peso molecular permanece na circulação da água dos processos de formação de polpa e de fabricação de papel ou é removido junto com o efluente da peneira para o tratamento de água residual. Na circulação da água, o amido aumenta o risco de crescimento microbiano, uma vez que é uma substância nutritiva apropriada para vários micróbios. Os micróbios podem afetar o funcionamento da química da fabricação de papel e/ou a qualidade do produto final. A atividade microbiana elevada pode abaixar o pH e ter um efeito marcante na química da umidade final. A atividade microbiana elevada também pode criar os odores fortes que podem ser um incômodo ou até mesmo um perigo para o pessoal operante, e também destrutiva para a qualidade do produto em graus de empacotamento. A formação de lodo e biopelículas nas superfícies dos tanques e nos chassis da máquina conduz a defeitos no papel, tais como pontos e furos, ou rupturas da rede quando as protuberâncias do lodo são degradadas.

[004] No tratamento da água residual o amido de baixo peso molecular aumenta a carga de COD da água a ser tratada, isto é, aumenta os custos do tratamento da água residual.

[005] A quantidade de amido de baixo peso molecular no material de fibra reciclado pode ser relativamente elevada, por exemplo, 1 - 3% do peso total da fibra reciclada. Quando o amido se perde na circulação da água durante o processo de preparação da polpa, o rendimento do processo é naturalmente diminuído. Portanto, um processo que impeça o enriquecimento do amido na circulação da água e ajude a sua retenção às fibras recicladas deve conferir vantagens numerosas.

[006] Um objetivo da presente invenção consiste em minimizar ou até mesmo eliminar as desvantagens que existem na técnica anterior.

[007] Um objetivo da invenção também consiste na provisão de um método com o qual pode ser reduzida a quantidade de amido de baixo peso molecular na circulação da água quando da formação da polpa do material de fibra reciclado.

[008] Um outro objetivo da invenção consiste na provisão de um método com o qual é melhoradas a retenção de amido, especialmente amido de baixo peso molecular.

[009] Esses objetivos são atingidos com a invenção que tem as características apresentadas a seguir na parte caracterizadora da reivindicação independente.

[0010] O método típico de acordo com a presente invenção para a fabricação de papel, papel toalha, papelão ou algo do gênero, ao usar material fibra reciclado como matéria-prima é o método que compreende as etapas a seguir: - formar polpa de papel reciclado, papelão ou algo do gênero em um formador de polpa e obter um fluxo de polpa que compreende (i) uma fase aquosa e (ii) pelo menos fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular, os quais são dispersos na fase aquosa; - adicionar um agente coagulante ao fluxo da polpa ou a um fluxo de processo aquoso que compreende o amido que tem baixo peso molecular; - permitir que o agente coagulante interaja com o amido que tem baixo peso molecular e opcionalmente formar agregados; e - adicionar pelo menos um agente de floculação, após a adição do agente coagulante, a qualquer fluxo, que compreende o agente coagulante interagido, e formar um fluxo tratado com amido que compreende aglomerado(s); - reter pelo menos uma parte dos ditos agregados e/ou dos ditos aglomerados nas fibras ou em uma rede, que é formada.

[0011] Agora foi verificado surpreendentemente que o amido de baixo peso molecular na polpa reciclada pode ser aglomerado pela adição de um agente coagulante, seguida pela adição de um agente de floculação. Desse modo, o amido de baixo peso molecular interage em primeiro lugar com o agente coagulante e então com o agente de floculação e forma aglomerados, ou é unido aos aglomerados, que são grandes o bastante para ser retidos nas fibras ou na rede formada. Além disso, mediante a peneiração de agentes coagulantes e agentes de floculação apropriados, os aglomerados podem ter até mesmo cargas de superfície que ajudam em sua retenção nas fibras. Foi observado que a quantidade de amido de baixo peso molecular na água do processo circulante é claramente reduzida, quando as adições químicas de acordo com a presente invenção são executadas. Além disso, o rendimento do processo total é melhorado quando mais do amido no material de fibra reciclado pode ser retido nas fibras e, consequentemente, no papelão formado ou na rede de papel. Além disso, pode ser possível reduzir a quantidade de cola de superfície mais tarde no processo de produção, uma vez que o amido retido pode melhorar as propriedades de resistência do papelão ou do papel formado.

[0012] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o valor de COD do fluxo tratado é reduzido em pelo menos 10%, de preferência pelo menos 20%, com mais preferência pelo menos 40%, do valor de COD da fase aquosa do fluxo da polpa ou do valor de COD do fluxo do processo aquoso antes da adição do agente coagulante.

[0013] Neste pedido de patente, material de fibra reciclado refere- se ao papel reciclado, papelão reciclado e/ou o papelão de recipiente corrugado velho (OCC), que compreende fibras e amido, e opcionalmente também outros constituintes. Deve ser entendido que a polpa e o fluxo da polpa compreendem uma fase aquosa e uma fase de material sólido, que inclui fibras e outros sólidos possíveis. O método de acordo com a presente invenção pode ser usado na formação da polpa de papel reciclado, papelão e/ou o papelão de recipiente corrugado velho (OCC), e compreende amido, por meio do que o valor de COD típico da fase aquosa do fluxo de polpa não tratada é > 20 kg/ton, mais tipicamente > 35 kg/ton, e algumas vezes até mesmo > 50 kg/ton, antes da adição do agente coagulante e do agente de floculação. O valor de COD é determinado ao desintegrar o material de fibra reciclado na água, ao centrifugar a polpa obtida desse modo e ao determinar o valor de COD da fase aquosa separada ao usar o método de Hach Lange, de acordo com a descrição na parte experimental deste pedido de patente. De preferência, o material de fibra reciclado é papelão reciclado e/ou papelão de recipiente corrugado velho, e compreende de preferência pelo menos 20 kg/ton de amido, com mais preferência pelo menos 30 kg/ton de amido, em que o amido é determinado com o método de iodo que é descrito na norma Tappi T419 om-11 (Amido em papel), e ao usar amido de cola de superfície como referência.

[0014] Uma vantagem possível, que é provida pela presente invenção, é que o teor de cinza do papel produzido aumenta, ao passo que a resistência à ruptura do papel também aumenta ou permanece pelo menos no mesmo nível. Tipicamente, na técnica anterior, um aumento no teor de cinza diminui a resistência do papel à ruptura. Uma vez que a tendência é tipicamente oposta, quando a presente invenção é empregada, pode-se concluir que a presente invenção propicia possibilidades para aumentar o teor de cinza e, pelo menos relativamente, também a resistência à ruptura. O aumento típico na resistência à ruptura é 3 - 15%, mais tipicamente 5 - 10%, calculado com relação à resistência à ruptura de papel correspondente fabricado sem a adição sequencial de agente coagulante e agente de floculação. O aumento do teor de cinza pode ser de 5 - 25%, com mais preferência de 10 - 20%, tipicamente de 15 - 20%, calculado com relação ao teor de cinza do papel correspondente fabricado sem a adição sequencial de agente coagulante e agente de floculação.

[0015] Neste pedido de patente os termos "amido de molecular baixo", "amido de baixo peso molecular" e "amido que tem um baixo peso molecular" são intercambiáveis e são usados como sinônimos entre si. O amido de baixo peso molecular na polpa reciclada origina normalmente da cola de superfície, e é tipicamente amido oxidado, amido degradado ou amido degradado por enzima. O amido de baixo peso molecular pode ser, por exemplo, amido de superfície oxidado que tem uma média de peso na faixa de 100.000 - 5.000.000 g/mol, mais tipicamente de 200.000 - 4.000.000 g/mol. Alternativamente, o amido de baixo peso molecular pode ser um amido de superfície degradado por ácido ou degradado por enzima que tem uma média de peso na faixa de 30.000 - 3.000.000 g/mol, mais tipicamente de 40.000 - 2.000.000 g/mol. Tipicamente, a polpa, que é obtida ao transformar o material de fibra reciclado em polpa, compreende amido de baixo peso molecular de fontes diferentes. Isto significa que o amido de baixo peso molecular no processo atualmente descrito pode compreender o amido de superfície oxidado assim como o amido de superfície degradado por ácido e/ou degradado por enzima.

[0016] Os amidos de cola de superfície podem ser especificados com base na viscosidade do amido cozido, e os níveis típicos da viscosidade ficam compreendidos entre 15 e 400 mPas, mais tipicamente entre 20 e 300 mPas a 70°C a 10% de concentração. As densidades da carga de amidos degradados por enzimas são muito baixas, e são bastante próximas de zero a um pH 7, por exemplo, entre -0,05 e 0 meq/g de amido absoluto. Os amidos oxidados são tipicamente mais aniônicos em comparação aos amidos degradados por enzimas, cerca de -0,3 a -0,01 meq/g, mais tipicamente cerca -0,2 a -0,02 meq/g calculados de amido absoluto.

[0017] Vantajosamente o método de acordo com a presente invenção pode ser usado para a produção de papel, papel toalha ou papelão, onde o consumo de água fresca do processo é < 10 m3/ton de papel ou papelão produzido, de preferência < 5 m3/ton de papel ou papelão produzido e/ou a condutividade AM água do processo é > 2.500 μS/cm, de preferência > 3000 μS/cm, algumas vezes até mesmo > 4000 μS/cm na caixa de entrada. Em outras palavras, o presente método é especialmente apropriado para a formação da polpa do material de fibra reciclado em um processo que tem um consumo baixo de água fresca. Além disso, a presente invenção é especialmente destinada a reter o amido de baixo peso molecular livre na fase aquosa da polpa nas fibras, que originam do papel, papel toalha e/ou papelão reciclado.

[0018] O método de acordo com a presente invenção é desse modo apropriado para a produção de papel, papel toalha, papelão ou algo do gênero a partir de material de fibra reciclado.

[0019] Um método de acordo com uma modalidade da presente invenção para melhorar o processo de fabricação de papel, papelão ou algo do gênero, em que o processo emprega o material de fibra reciclado como matéria-prima, compreende - formar polpa de papel, papelão ou algo do gênero reciclado em um formador de polpa e obter uma polpa que compreende pelo menos fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular dispersos em uma fase aquosa, - peneirar a polpa e separar o material não desejado da polpa, - adicionar um agente coagulante à polpa e permitir que o agente coagulante interaja com o amido que tem baixo peso molecular, - adicionar um agente de floculação após a adição do agente coagulante a um fluxo do processo e formar um amido que compreende aglomerado, por meio de que o valor de COD da fase aquosa da polpa é reduzido em menos 10% do valor de COD da fase aquosa antes da adição do agente coagulante e do agente de floculação.

[0020] O agente coagulante interage, química ou fisicamente, com o amido de baixo peso molecular, por meio do que uma coagulação, um coágulo ou um aglomerado solto é formado. De acordo com uma modalidade da invenção o fluxo de polpa é peneirado e o material não desejado do fluxo de polpa é separado. O fluxo de polpa peneirado é adensado até uma concentração mais elevada, por exemplo, a concentração de armazenagem, mediante a separação de uma parte da fase aquosa do fluxo da polpa como um fluxo de descarga, e o agente coagulante é adicionado ao fluxo da polpa antes da etapa de espessamento da polpa peneirada ou ao fluxo da água de descarga da etapa de espessamento. No caso em que o agente coagulante é adicionado ao fluxo da polpa antes do espessamento do fluxo da polpa, é possível adicionar o agente coagulante imediatamente depois da etapa de formação de polpa, antes da etapa de peneiração ou após a etapa da peneiração. A adição do agente coagulante à polpa antes da etapa de espessamento é vantajosa porque o enriquecimento do amido na circulação da água é impedido eficazmente na maioria de processos, e uma quantidade grande de amido é eficazmente retida nas fibras.

[0021] De acordo com uma modalidade, especialmente quando o processo tem etapas de peneiração e de espessamento eficazes, o agente coagulante pode ser adicionado após a etapa de espessamento, por exemplo, depois das torres de armazenagem. O agente coagulante pode ser adicionado à polpa de circulação curta entre o proporcionamento de material de partida e a caixa de entrada. Mesmo nesta modalidade o agente de floculação é adicionado ao processo depois do agente coagulante, a um fluxo, que compreenda o agente coagulante interagido.

[0022] De acordo com uma modalidade da invenção o agente coagulante é um agente coagulante inorgânico. O agente coagulante pode ser selecionado de compostos de alumínio, compostos de ferro, bentonita ou sílica coloidal. Especialmente, o agente coagulante é selecionado do grupo que compreende o sulfato de alumínio, o cloreto de alumínio, o cloreto de polialumínio (PAC), o sulfato de polialumínio (PAS), o sulfato de sílica e polialumínio, o aluminato de sódio, o alume, o sulfato férrico (Fe2(SO4)3), o sulfato ferroso (FeSO4), o sulfato ferroso férrico, o cloreto férrico, o cloreto ferroso, o cloreto ferroso férrico, o sulfato de cloreto férrico, o nitrato férrico, o nitrato de sulfato férrico, o nitrato de cloreto férrico, o hidróxido férrico, a bentonita, material silícico, tal como sílica coloidal, e qualquer uma de suas misturas. De acordo com uma modalidade o agente coagulante é selecionado do grupo que consiste em bentonita, sílica coloidal, compostos de alumínio ou compostos de ferro que compreendem Fe(III). A bentonita deve ser aqui compreendida do mineral de argila de montmorolonita. Os compostos de alumínio e os compostos de ferro que compreendem Fe(III) são preferidos como agentes coagulantes.

[0023] O agente coagulante pode ser adicionado em uma quantidade de - 0,5 - 10 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca, de preferência 0,75 - 8 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca, e com mais preferência 1 - 5 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca ou - 5 - 50 kg de Fe ativo/ton de polpa seca, de preferência 6 - 40 kg de Fe ativo/ton de polpa seca, e com mais preferência 8 - 20 kg de Fe ativo/ton de polpa seca ou - 0,5 - 10 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, de preferência 1 - 8 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, e com mais preferência 2 - 5 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, ou - 0,1 - 1 kg de sílica seca/ton de polpa seca, de preferência 0,2 - 0,8 kg de sílica seca/ton de polpa seca, de preferência 0,25 - 0,5 kg de sílica seca/ton de polpa seca, dependendo da substância ativa no agente coagulante.

[0024] A bentonita é usada tipicamente como uma pasta de 1 - 5% em peso, e pode ter um tamanho da partícula na faixa de 200 - 800 nm. A sílica coloidal é usada tipicamente como uma pasta de 0,5 - 25% em peso, e pode ter um tamanho da partícula na faixa de 1 - 50 nm. As pastas de bentonita e sílica coloidal também podem ser diluídas antes do uso, se isso for necessário.

[0025] De acordo com uma modalidade, o agente coagulante é o cloreto de polialumínio. O cloreto de polialumínio é um polímero inorgânico e está tipicamente presente em uma solução como um complexo de alumínio altamente carregado Al13O4(OH)24(H2O)127+ ou AlO2Al12(OH)24(H2O)247+ complexo. Neste pedido de patente o cloreto de polialumínio é compreendido como uma substância de alumínio polimerizada, que também pode ser apresentada pela fórmula geral Al2(OH)xCl6-x, onde 0 < x < 6. O grau de neutralização, isto é, a substituição dos íons de Cl por íons de OH, pode ser expresso ao usar a basicidade unitária. A basicidade do composto do polialumínio pode ser de modo geral expressa pela seguinte fórmula % de basicidade = 100 x [OH]/3[Al]

[0026] Quanto mais elevada a basicidade, mais elevado o grau de neutralização. Dependendo da basicidade do cloreto de polialumínio, menos íons têm uma carga 3+, e mais íons são altamente carregados, em média 5+ a 7+.

[0027] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o agente coagulante é o cloreto de polialumínio que tem um teor de alumínio de 4 - 20 %, de preferência de 7 - 18 %, e uma basicidade de 20 - 80 %, de preferência de 30 - 70 %, e com mais preferência de 35 - 55%. Tipicamente, o cloreto de polialumínio pode ser usado como uma solução aquosa a 20 - 40% em peso, e mais tipicamente a 30 - 40% em peso. P pH da solução de cloreto de polialumínio é tipicamente de 0,5 - 4,2.

[0028] A interação entre o amido de baixo peso molecular e o agente coagulante pode ser química e/ou física. Por exemplo, o cloreto de polialumínio, o alume e os sulfatos de ferro interagem quimicamente com o amido de baixo peso molecular e formam coagulações, coágulos ou aglomerados soltos. Supõe-se que a bentonita e a sílica coloidal adsorvem ou ligam fisicamente o amido, por meio do que os aglomerados soltos são formados. No caso em que o agente coagulante é um coagulante de metal com elevada cationicidade, tal como o cloreto de polialumínio ou o sulfato de polialumínio, ele pode formar um polímero inorgânico, o qual atrai e interage com o amido de baixo peso molecular, os finos e as possíveis partícula de carga. O tamanho da coagulação, do coágulo ou do aglomerado solto formado é então aumentado ainda mais quando entra em contato com o agente de floculação.

[0029] O agente de floculação é adicionado após a adição do agente coagulante de modo que o agente de floculação entra em contato com o agente coagulante ou o coagulante, o coágulo ou o aglomerado solto que é formado, quando o amido de baixo peso molecular é ligado ou unido ao agente coagulante ou absorvido no agente coagulante. Em outras palavras, o agente de floculação é adicionado a um fluxo, o qual compreende o agente coagulante interagido, por exemplo, o fluxo de polpa, de preferência depois das torres ou silos de armazenagem de polpa e antes da caixa de entrada da máquina de papel, papel toalha ou papelão. Desse modo, o agente de floculação é adicionado de preferência à circulação curta de uma máquina de papel, papel toalha ou papelão, no entanto, após a adição do agente coagulante a um fluxo que compreende o agente coagulante interagido. O agente de floculação pode ser adicionado em um local de alimentação ou em vários locais de alimentação separados. O agente de floculação pode ser adicionado diretamente ao fluxo da polpa, ou pode ser adicionado em primeiro lugar a um fluxo de processo aquoso, o qual é combinado mais tarde com o fluxo da polpa. É possível adicionar o agente de floculação ao fluxo da polpa e a um ou vários fluxos de processo aquoso. O(s) agente(s) de floculação é(são) adicionado(s) tipicamente como uma dispersão aquosa em uma quantidade de 20 - 2000 g/ton de papel ou papelão, tipicamente de 50 - 1000 g/ton de papel ou papelão, de preferência de 100 - 500 g/ton de papel ou papelão, e os valores são fornecidos como uma quantidade de agente(s) de floculação ativo(s).

[0030] De acordo com uma modalidade preferida, vários agentes de floculação diferentes podem ser adicionados, tal como dois, três ou quatro agentes de floculação diferentes, de preferência em vários locais de alimentação separados. Se vários agentes de floculação forem adicionados, vantajosamente pelo menos um deles é aniônico. Por exemplo, poliacrilamida aniônica pode ser adicionada após a adição de poliacrilamida catiônica. Em todo o caso, o primeiro agente de floculação é adicionado de preferência a um fluxo que compreende o agente coagulante interagido.

[0031] O agente de floculação é adicionado tipicamente depois do agente coagulante a um fluxo que compreende o agente coagulante interagido, a duração da reação para a interação entre o agente coagulante e o amido de baixo peso molecular é > 1 minuto, de preferência na faixa de 2 - 30 minutos, e com mais preferência na faixa de 5 - 15 minutos. Isto significa que o agente de floculação é adicionado depois que o tempo de reação requerido tiver transcorrido. Por exemplo, quando o cloreto de polialumínio é usado como agente coagulante, é adicionado ao fluxo da polpa ou a um fluxo de água que compreende o amido de baixo peso molecular, e um tempo de reação típico para a interação entre o cloreto de polialumínio e o amido de baixo peso molecular, precedendo a adição do agente de floculação, fica compreendido na faixa de 7 - 12 minutos, mais tipicamente de cerca de 10 minutos.

[0032] De acordo com uma modalidade da invenção, o agente de floculação é selecionado do grupo que compreende poliacrilamida catiônica (C-PAM), poliacrilamida aniônica (A-PAM), polivinil amina (PVAm), óxido de polietileno (PEO), polietileno imina (PEI) e as suas misturas. De acordo com uma modalidade da invenção o agente de floculação é poliacrilamida catiônica (C-PAM) e/ou poliacrilamida aniônica (A-PAM) e tem um peso molecular médio (MW) na faixa de 4.000.000 - 22.000.000 g/mol, com mais preferência de 6.000.000 - 20.000.000 g/mol, e ainda com maior preferência de 7.000.000 - 18.000.000 g/mol. De acordo com uma modalidade vantajosa, o agente de floculação é um polímero que tem um peso molecular médio (MW) > 8.000.000 g/mol, e de preferência de 9.000.000 - 18.000.000 g/mol. Neste pedido de patente, o valor do "peso molecular médio" é usado para descrever a magnitude do comprimento da cadeia do polímero. Os valores médios do peso molecular são calculados a partir dos resultados da viscosidade intrínseca medidos de uma maneira conhecida em 1N NaCl a 25°C usar um viscômetro capilar de Ubbelohde. O capilar selecionado é apropriado, e nas medições deste pedido de patente foi usado um viscômetro capilar de Ubbelohde com a constante K = 0,005228. O peso molecular médio é calculado então a partir do resultado da viscosidade intrínseca de uma maneira conhecida ao usar a equação de Mark-Houwink fo] = K^Ma, onde ft] é a viscosidade intrínseca, M é o peso molecular (g/mol), e K e a são parâmetros fornecidos no Polymer Handbook, quarta edição, volume 2, editores: J. Brandrup, E. H. Immergut and E. A. Grulke, John Wiley & Sons, Inc., USA, 1999, p. VII/11 para o poli(acrilato de cloreto de acrilamida-co-N- N,N-trimetil aminoetila), 70% de acrilamida. Por conseguinte, o valor do parâmetro K é 0,0105 ml/g e o valor do parâmetro a é 0,3. A faixa média do peso molecular fornecida para os parâmetros em condições de uso é 450.000 - 2.700.000 g/mol, mas os mesmos parâmetros também são usados para descrever a magnitude do peso molecular fora dessa faixa. Para os polímeros que têm um peso molecular médio baixo, tipicamente de cerca de 1.000.000 g/l ou menos, o peso molecular médio pode ser medido ao usar a cromatografia de exclusão de tamanho HPLC, ao usar PEO para a calibração. A cromatografia de exclusão de tamanho HPLC é usada especialmente se nenhum resultado significativo puder ser obtido ao usar a medição da viscosidade intrínseca.

[0033] De preferência, depois da adição do agente coagulante e do agente de floculação, nessa ordem, e da obtenção de um amido que compreende o aglomerado, o aglomerado é retido nas fibras recicladas na polpa ou na rede que é formada.

[0034] Também é possível adicionar um biocida e/ou um inibidor da enzima amilase para o controle de micróbios no processo. O biocida e/ou o inibidor da enzima amilase pode ser adicionado ao formador de polpa e/ou a um fluxo no processo, tal como o fluxo da polpa ou o fluxo de processo aquoso. O biocida e/ou o inibidor da enzima amilase é de preferência adicionado ao fluxo do processo e/ou ao fluxo da polpa antes das torres ou silos de armazenagem de polpa localizados após a etapa de espessamento da polpa. O biocida/inibidor de enzima pode ser adicionado à polpa no formador de polpa ou antes do espessamento da polpa peneirada. De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção o biocida e/ou o inibidor da enzima amilase é adicionado ao fluxo da polpa dentro de 2 horas a partir do momento em que o fluxo da polpa deixa a saída do formador de polpa. Além disso, o biocida ou o inibidor da enzima amilase pode ser adicionado à polpa entre a entrada do formador de polpa e a etapa de espessamento da polpa peneirada. A adição inicial do biocida ou do inibidor da enzima amilase é a preferida, uma vez que minimiza uma degradação adicional do amido de baixo peso molecular, e pode melhorar a coagulação e a floculação do amido de baixo peso molecular, e desse modo a retenção do amido nas fibras recicladas. É possível adicionar o biocida e/ou o inibidor da enzima amilase somente em um local de alimentação do biocida. Alternativamente, o biocida e/ou o inibidor da enzima amilase pode ser adicionado em vários locais de alimentação do biocida separado, espaçados entre si, por meio do que a adição de biocida/enzima pode ser visada em pontos de problemas conhecidos do processo. Também é possível adicionar o biocida no(s) local(is) de alimentação do primeiro biocida e o inibidor da enzima amilase no(s) segundo(s) local(is) de alimentação de biocida diferentes e separados.

[0035] De preferência, o biocida e/ou a enzima amilase são adicionados assim que possível a fim de minimizar a degradação adicional do amido de baixo peso molecular. O biocida e/ou a enzima amilase podem ser adicionados, por exemplo, ao fluxo de diluição aquoso, que é conduzido ao formador de polpa. Por exemplo, o biocida e/ou a enzima amilase podem ser adicionados ao tanque de armazenagem da água de diluição do formador de polpa.

[0036] O biocida pode ser qualquer biocida apropriado, o qual deve reduzir o número de bactérias e/ou micróbios viáveis no processo em pelo menos 80%. Similarmente, o inibidor de enzima amilase pode ser qualquer substância que iniba a formação de ou desative a enzima amilase, tal como um inibidor de zinco. De preferência, o inibidor da enzima amilase pode ser qualquer inibidor apropriado que reduz a atividade da enzima amilase sob condições do processo em pelo menos 20%.

[0037] De acordo com uma modalidade da invenção, o biocida pode ser selecionado de um grupo que compreende biocidas de oxidação, tais como o hipoclorito de sódio, o ácido hipobromoso, o dióxido de cloro; hidantoínas halogenadas, tal como a bromocloro-dimetil hidantoína; hidantoínas parcialmente halogenaddas, tal como a monocloro-dimetil hidantoína; haloaminas, tais como cloraminas ou bromaminas; e as suas misturas. Uma haloamina, que é apropriada para o uso em uma modalidade da presente invenção, pode ser formada ao combinar uma fonte de amônio, tal como o sulfato de amônio, o cloreto de amônio, o brometo de amônio, o fosfato de amônio, o nitrato de amônio ou qualquer outro sal de amônio, incluindo a ureia, com um oxidante tal como o hipoclorito de sódio. O biocida pode ser adicionado continuamente para prover uma concentração ativa total do cloro de cerca de 0,1 - 5 ppm por todas as partes tratadas do processo. Com mais preferência, a concentração ativa do cloro nessas partes do processo é de cerca de 0,75 - 2 ppm. Também é possível adicionar o biocida ao usar uma dosagem de geratriz, que se refere à dosagem periódica, ou descontínua, do biocida no processo, em contraste com uma dosagem contínua. Tipicamente, um dose de geratriz é de 1 - 10 ppm, e de preferência 3 - 7 ppm. As geratrizes devem ser alimentadas de preferência por cerca de 3 - 30 minutos a cada cerca de 6 - 24 vezes ao dia, e são alimentadas com mais preferência por cerca de 5 - 15 minutos a cada cerca de 12 - 24 vezes ao dia.

[0038] Agentes de reforço e/ou aditivos floculantes podem ser adicionados ao fluxo da polpa. De acordo com uma modalidade da invenção o agente de reforço é selecionado do grupo que compreende amido, poliacrilamida catiônica (C-PAM), poliacrilamida aniônica (A- PAM), poliacrilamida glioxalada (G-PAM), poliacrilamida anfotérica, cloreto de polidialil dimetil amônio (poli-DADMAC), amida poliacrílica (PAAE), polivinil amina (PVAm), óxido de polietileno (PEO), polietileno imina (PEI), quitosana, goma guar, carbóxi metil celulose (CMC) e as suas misturas. O amido pode ser catiônico, aniônico ou anfotérico. O amido pode ser não degradado ou amido degradado altamente catiônico que tem DS > 0,05, sendo preferido o amido não degradado. Quando o agente de reforço é um polímero sintético ele pode ter um peso molecular médio na faixa de 100.000 - 20.000.000 g/mol, tipicamente de 300.000 - 8.000.000 g/mol, e mais tipicamente de 300.000 - 1.500.000 g/mol, contanto que o peso molecular do agente de reforço seja mais baixo do que o peso molecular do agente de floculação correspondente. Os pesos moleculares médios são medidos ao usar um viscômetro capilar de Ubbelohde, tal como descrito acima neste pedido de patente.

[0039] O agente de reforço é adicionado tipicamente como uma dispersão aquosa em uma quantidade de 0,1 - 20 kg/ton de papel ou papelão, tipicamente de 0,3 - 5 kg/ton de papel ou papelão, de preferência de 0,5 - 3 kg/ton de papel ou papelão, fornecida como uma quantidade de substância ativa. A adição de um agente de reforço pode ser de preferência feita antes da adição do agente de floculação, e a adição do agente de reforço é de preferência feita ao fluxo da polpa, de preferência ao fluxo de material de partida grosso, e a consistência do material de partida grosso é de 2 - 6% em peso.

[0040] Também é possível usar um aditivo floculante que seja selecionado do grupo que compreende bentonita, sílica coloidal e fixadores convencionais de fabricação de papel, tais como o cloreto de polidialil dimetil amônio (poli-DADMAC) ou poliaminas. O aditivo floculante é adicionado tipicamente ao processo antes ou depois da adição do agente de floculação, mas após a adição do agente coagulante. O aditivo floculante, especialmente o fixador, que pode ser usado como um aditivo floculante, é adicionado ao fluxo da polpa, tipicamente em uma quantidade de 50 - 4.000 g/ton de papel ou papelão, tipicamente de 100 - 2.000 g/ton de papel ou papelão, e de preferência de 200 - 800 g/ton de papel ou papelão, fornecida como uma quantidade de substância ativa.

[0041] De acordo com uma modalidade da invenção o agente coagulante é adicionado ao fluxo da água de descarga da etapa de espessamento, isto é, ao fluxo da água de descarga de um espessante, em um local de alimentação ou em mais locais de alimentação. Nesta modalidade, o fluxo da água de descarga da etapa de espessamento pode ser conduzido para diante no processo e ser usado como água de diluição entre a caixa da máquina e a caixa de entrada. O agente coagulante é introduzido no fluxo da água de descarga que compreende o amido que tem um peso molecular baixo após a etapa de espessamento, mas antes da caixa da máquina. O agente coagulante pode ser alimentado em um local de alimentação ou simultaneamente em dois, três ou mais locais de alimentação. O amido interage com o agente coagulante e forma coagulantes soltos, coágulos ou aglomerados. O agente de floculação é adicionado ao fluxo da polpa e/ou ao fluxo da água de descarga em locais de alimentação de floculação depois da adição do agente coagulante. Por exemplo, também é possível adicionar o agente de floculação ao fluxo de descarga da etapa de espessamento. No entanto, o agente de floculação é adicionado após a adição do agente coagulante em pelo menos um dos locais de alimentação de coagulante, mas antes da caixa da máquina a fim de assegurar a retenção do amido reciclado nas fibras e/ou na(s) rede(s) a ser formada(s).

[0042] A invenção é descrita em mais detalhes a seguir com referência aos desenhos esquemáticos anexos, nos quais

[0043] Figura 1 mostra uma primeira modalidade da presente invenção para a fabricação de papelão reciclado,

[0044] Figura 2 mostra uma segunda modalidade da presente invenção para a fabricação de papel, papel toalha ou papelão reciclado, e

[0045] Figura 3 mostras ainda uma outra modalidade da invenção para a fabricação de papelão reciclado.

[0046] Na Figura 1 é mostrada uma primeira modalidade da presente invenção para a fabricação de papelão reciclado. Os fardos de papel e/ou papelão reciclado 20 são introduzidos em um formador de polpa 1 através de uma entrada. No formador de polpa 1, os fardos de papel e/ou papelão são desintegrados e um fluxo de polpa que compreende fibras recicladas e amido que tem um peso molecular baixo é conduzido para fora do formador de polpa 1 para uma caixa de despejo 2 do formador de polpa. Da caixa de despejo do formador de polpa, a polpa é conduzida para a peneiração de fracionamento 3 e para a peneiração fina 4 ou então para o espessante de fibras curtas 5. Da peneiração fina 4, as fibras são conduzidas ao espessador de fibras longas 6 e o material rejeitado do estágio de peneiração é conduzido ao espessamento de material rejeitado 7. No espessamento de material rejeitado, o material particulado 7 é separado e outros ainda são separados da água, e conduzido para fora do processo como material rejeitado de lama 19. A água é removida como efluente 18 para um tratamento de efluente (não mostrado). Em processos convencionais o amido que tem baixo peso molecular sai do processo através desses fluxos de materiais, e o efluente carregado 18 ou o material rejeitado de lama 19.

[0047] O agente coagulante pode ser introduzido na polpa que compreende fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular na pluralidade de locais de alimentação de coagulante alternativos 26. É possível alimentar o agente coagulante em um local de alimentação 26 ou alimentar simultaneamente o coagulante em dois ou mais locais de alimentação 26. Os locais de alimentação de coagulante 26 ficam localizados, por final, antes do espessante de fibras curtas 5 e/ou do espessante de fibras longas 6. Desses espessantes 5, 6, a água separada é conduzida ao depósito de água branca 17 e também de volta ao formador de polpa 1 como a água 24 do formador de polpa. Os locais de alimentação de coagulante 26 são localizados de modo que o agente coagulante interaja com o amido antes dos espessantes 5, 6. Desse modo, o amido fica progredindo pelo menos principalmente para a diante com a fase de fibra no processo e não é recirculado de volta ao depósito de água branca 17 ou formador de polpa 1 com a fase da água.

[0048] Do espessante de fibras curtas 5 a polpa de fibras curtas é conduzida à torre de armazenagem de fibras curtas e, de modo correspondente, a polpa de fibras longas é conduzida do espessante de fibras longas 6 para a torre de armazenagem de fibras longas 9. Das torres de armazenagem de fibras 8, 9, as polpas são conduzidas à caixa da máquina da camada de cima 10 ou à caixa da máquina da camada de trás e também para a caixa de entrada da camada de cima 12 ou a caixa de entrada da camada de trás 13. As redes de papel ou papelão para a camada de cima ou a camada de trás são formadas no fio da camada de cima 14 ou no fio da camada detrás 15 e reunidas depois da sua formação inicial. A água que é removida da rede é circulada diretamente de volta ao processo ou coletada em uma caixa de água branca 16. Finalmente, a rede de papel ou papelão formada 21 é transferida ainda para a prensagem e a secagem. Água fresca 22 é adicionada ao processo através das tubulações de chuveiro 23.

[0049] O agente de floculação é adicionado à polpa nos locais de alimentação de floculação 28. O agente de floculação pode ser adicionado somente à polpa de fibras curtas da torre de armazenagem de fibras curtas 8 ou somente à polpa de fibras longas da torre de armazenagem de fibras longas 9, ou de preferência à polpa de fibras curtas da torre de armazenagem de fibras curtas 8 e à polpa de fibras longas da torre de armazenagem de fibras longas 9. O agente de floculação é adicionado após a adição do agente de coagulação em um dos locais de alimentação de coagulante 26, mas antes do caixa de entrada 12, 13 a fim de garantir a retenção do amido reciclado às fibras e/ou à(s) rede(s) a ser formada(s).

[0050] O biocida ou o inibidor da enzima amilase é adicionado de preferência ao processo em um ou vários locais de alimentação de biocida 25 para o controle de micróbios. É possível adicionar o biocida somente em um local de alimentação de biocida ou adicionar dosagens separadas de biocida/inibidor de enzima em vários locais de alimentação. Também é possível adicionar o biocida em um local de alimentação e o inibidor de enzima em um local de alimentação diferente.

[0051] Em uma modalidade, também é possível adicionar o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação ao processo nos locais de alimentação de aditivo 27. Tipicamente, o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação são adicionados depois das torres de armazenagem 8, 9, mas por fim imediatamente antes da caixa de entrada 12, 13. De preferência, os agentes de reforço e/ou os aditivos de floculação são adicionados após a adição do agente de coagulação, mas antes da adição do agente de floculação.

[0052] Na Figura 2 é mostrada uma segunda modalidade da presente invenção para a fabricação de papel, papel toalha ou papelão reciclados. Os fardos de papel e/ou papelão reciclado 20 são introduzidos em um formador de polpa 1 através de uma entrada do formador de polpa. No formador de polpa 1 os fardos de papel e/ou papelão são desintegrados e um fluxo de polpa que compreende fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular é conduzido para fora do formador de polpa 1 para uma caixa de despejo 2 do formador de polpa. Da caixa de despejo 2 do formador de polpa, a polpa é conduzida a uma unidade de flotação (opcional) e também ao estágio primário de peneiração fina 41. Do estágio primário de peneiração fina 41 as fibras são conduzidas a um espessante 61 ou a um estágio de rejeição de peneiração fina 51. Do estágio de rejeição de peneiração fina 51 as fibras são conduzidas ao espessante 61 e o material rejeitado é conduzido ao espessamento de material rejeitado 7. No espessamento de material rejeitado o material particulado 7 é separado, e outros ainda, da água, e conduzidos para fora do processo como material rejeitado de lama 19. A água é removida como efluente 18 para um tratamento de efluente (não mostrado). Em processos convencionais, o amido que tem um baixo peso molecular sai do processo através desses fluxos de materiais, e o efluente carregado 18 ou o material rejeitado de lama 19.

[0053] O agente coagulante pode ser introduzido na polpa que compreende fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular na pluralidade de locais de alimentação de coagulante alternativos 26. É possível alimentar o agente coagulante em um local de alimentação 26 ou alimentar simultaneamente o coagulante em dois ou mais locais de alimentação 26. Os locais de alimentação de coagulante 26 ficam localizados, por fim, antes do espessante 61, do qual a água separada é conduzida ao depósito de água branca 17 e também de volta ao formador de polpa 1 como água 24 do formador de polpa. Os locais de alimentação de coagulante 26 ficam localizados de modo que o agente coagulante interage com o amido antes do espessante 61. Desse modo o amido está progredindo pelo menos principalmente para diante com a fase de fibra no processo e não é recirculado de volta ao depósito de água branca 17 ou ao formador de polpa 1 com a fase de água.

[0054] Do espessante 61 a polpa é conduzida a uma torre de armazenagem de fibras 81. Da torre de armazenagem de fibras 81 a polpa é conduzida a uma caixa da máquina 101 e também a um caixa de entrada 121. A rede de papel, papel toalha ou papelão é formada como um fio 141. A água que é removida da rede formada é circulada diretamente de volta ao processo ou coletada em uma caixa de água branca 16. Finalmente, a rede de papel, papel toalha ou papelão formada 21 é transferida ainda para a prensagem e a secagem. Água fresca 22 é adicionada ao processo através das tubulações de chuveiro 23.

[0055] O agente de floculação é adicionado à polpa no local de alimentação de floculação 28. O agente de floculação é adicionado após a adição do agente de coagulação em um dos locais de alimentação de coagulante 26, mas por fim imediatamente antes da caixa de entrada 121 a fim de assegurar a retenção do amido reciclado nas fibras e/ou na rede a ser formada.

[0056] O biocida ou o inibidor da enzima amilase é adicionado de preferência ao processo em um ou vários locais de alimentação de biocida 25. É possível adicionar o biocida somente em um local de alimentação de biocida ou adicionar dosagens separadas do biocida/inibidor de enzima em vários locais de alimentação. Também é possível adicionar o biocida em um local de alimentação e o inibidor de enzima amilase em um local de alimentação diferente.

[0057] Em uma modalidade, também é possível adicionar o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação ao processo nos locais de alimentação de aditivo 27. Tipicamente, o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação são adicionados depois da torre de armazenagem de fibras 81, mas antes da caixa de entrada 121. De preferência, os agentes de reforço e/ou os aditivos de floculação são adicionados após a adição do agente de coagulação, mas antes da adição do agente de floculação.

[0058] Figura 3 mostra ainda uma outra modalidade da invenção para a fabricação de papelão reciclado. Os fardos de papel e/ou papelão reciclado 20 são introduzidos em um formador de polpa 1 através de uma entrada do formador de polpa. No formador de polpa 1 os fardos de papel e/ou papelão são desintegrados e um fluxo da polpa que compreende fibras recicladas e amido que tem um baixo peso molecular é conduzido para fora do formador de polpa 1 para uma caixa de despejo 2 do formador de polpa. Da caixa de despejo 2 do formador de polpa a polpa é conduzida à peneiração de fracionamento 3 e também para a peneiração fina 4 ou o espessante de fibras curtas 5. Da peneiração fina 4 as fibras são conduzidas ao espessante de fibras longas 6 e o material rejeitado do estágio de peneiração é conduzido ao espessamento de material rejeitado 7. No espessamento de material rejeitado o material particulado 7 é separado, e outros ainda, da água, e conduzidos para fora do processo como material rejeitado de lama 19. A água é removida como efluente 18 para um tratamento de efluente (não mostrado).

[0059] A água de descarga dos espessantes 5, 6 é conduzida para diante no processo e usada como água de diluição entre a caixa da máquina 10, 11 e a caixa de entrada 12, 13. O agente coagulante é introduzido no fluxo de descarga de espessante de fibras curtas ou no fluxo de descarga de espessante de fibras longas nos locais de alimentação de coagulante 26. O fluxo de descarga compreende amido que tem um baixo peso molecular e esse amido interage com o agente coagulante e forma coagulantes soltos ou aglomerados. É possível alimentar o agente coagulante em um local de alimentação 26 ou alimentar simultaneamente o coagulante em dois ou mais locais de alimentação 26. Os locais de alimentação de coagulante 26 ficam localizados depois do espessante de fibras curtas 5 e/ou o espessante de fibras longas 6, mas antes da caixa de entrada 12, 13.

[0060] Do espessante de fibras curtas 5 a polpa de fibras curtas é conduzida à torre de armazenagem de fibras curtas 8 e, de modo correspondente, a polpa de fibras longas é conduzida do espessante de fibras longas 6 à torre de armazenagem de fibras longas 9. Das torres de armazenagem de fibras 8, 9 as polpas são conduzidas à caixa da máquina da camada de cima 10 ou à caixa da máquina da camada de trás 11 e também à caixa de entrada da camada de cima 12 ou à caixa de entrada da camada de trás 13. As redes de papel ou papelão para a camada de cima ou a camada de trás são formadas no fio da camada de cima 14 ou no fio da camada de trás 15 e reunidas depois da sua formação inicial. A água que é removida da rede é circulada diretamente de volta ao processo ou coletada em uma caixa de água branca 16. Finalmente, a rede de papel, de papel toalha ou de papelão formada 21 é transferid ainda para a prensagem e a secagem. Água fresca 22 é adicionada ao processo através das tubulações de chuveiro 23.

[0061] O agente de floculação é adicionado à polpa e/ou aos fluxos de descarga nos locais de alimentação de floculação 28. O agente de floculação pode ser adicionado somente à polpa de fibras curtas da torre de armazenagem de fibras curtas 8 ou somente à polpa de fibras longas da torre de armazenagem de fibras longas 9, ou de preferência à polpa de fibras curtas da torre de armazenagem de fibras curtas 8 e à polpa de fibras longas da torre de armazenagem de fibras longas 9. Também é possível adicionar o agente de floculação ao fluxo de descarga do espessante de fibras curtas 5 e/ou ao fluxo da descarga do espessante de fibras longas 6. O agente de floculação é adicionado após a adição do agente de coagulação em um dos locais de alimentação de coagulante 26, mas antes da caixa de entrada 12, 13 a fim de garantir a retenção do amido reciclado às fibras e/ou rede(s) a ser formada(s).

[0062] O biocida ou o inibidor da enzima amilase é adicionado de preferência ao processo em um ou vários locais de alimentação de biocida 25 para o controle de micróbios. É possível adicionar o biocida somente em um local de alimentação de biocida ou adicionar dosagens separadas do biocida/inibidor de enzima em vários locais de alimentação. Também é possível adicionar o biocida em um local de alimentação e o inibidor da enzima amilase em um local de alimentação diferente.

[0063] Em uma modalidade, também é possível adicionar o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação à polpa nos locais de alimentação de aditivo 27. Tipicamente, o agente de reforço e/ou o aditivo de floculação são adicionados à polpa depois das torres de armazenagem 8, 9 mas por fim imediatamente antes da caixa da máquina 12, 13. Os agentes de reforço e/ou aditivos de floculação podem ser adicionados à polpa antes da adição do agente de coagulação e do agente de floculação.

PARTE EXPERIMENTAL

[0064] Algumas modalidades da invenção também são descritas nos exemplos não limitadores a seguir. Exemplo 1.

[0065] A pasta de teste é preparada ao usar polpa kraft de pinho alvejada refinada em um instrumento Valley Hollander a um valor de Schopper Riegler de 25 e amido degradado (Perfectamyl A 4692, Avebe), que é um amido de batata oxidado de baixa viscosidade fracamente aniônico. O teor de amido medido na pasta de teste é 301 mg/l. A pasta de teste é diluída até uma consistência de 5 g/l e ajustada à temperatura ambiente de +23°C.

[0066] Os produtos químicos de teste usados são diluídos até a concentração apropriada antes da adição à pasta de teste. O nível de diluição é selecionado de maneira tal que a dosagem de um produto químico de teste diluído fica compreendida entre 1 e 3 ml. Eles são adicionados à pasta de teste tal como mostrado na Tabela 1 e um frasco de drenagem dinâmica, DDJ (Paper Research Materials, Inc., Seattle, WA) é usado para controlar o grau de retenção de amido no papel e quanto amido permanece no material filtrado.

[0067] Os produtos químicos de teste usados são:

[0068] Prod A: agente coagulante, produto de silicato de polialumínio, teor de Al de 7,8% em peso, alcalinidade de 4%.

[0069] Prod B: agente de reforço, produto de PAM glioxilada, copolímero de acrilamida e cloreto de dialil dimetil amônio, que é tratado com glioxal, densidade de carga de 0,5 meq/g de produto de polímero seco, MW médio de 200.000 g/mol, sólidos secos a 7,5%.

[0070] Prod C: agente de floculação, produto de resina de reforço de poliacrilamida aniônica, solução aquosa de copolímero de acrilamida e ácido acrílico, densidade de carga: -2,9 meq/g de produto de polímero seco, MW médio de 400.000 g/mol, sólidos secos a 20%, viscosidade de 6000 mPas a 25°C medida com um instrumento Brookfield DVI+, equipado com adaptador de amostras pequenas, e fuso 31.

[0071] Prod D: agente de floculação, produto de poliacrilamida catiônica, copolímero de acrilamida e cloreto de acriloilóxi etil trimetil amônio, densidade de carga de 1,0 meq/g de produto de polímero seco, MW médio de 7.000.000 g/mol, sólidos secos a 90%.

[0072] Prod E: agente coagulante, produto de sílica coloidal, teor de sólidos de 15%, tamanho de partícula de 5 nm, S-valor 60.

[0073] O volume da pasta de polpa em DDJ é de 500 ml, a velocidade do agitador é de 1.000 rpm e o tipo de fio é M60. Os tempos de adição de produto químico de teste são indicados como tempo negativo antes da drenagem começar na Tabela 1. A agitação é iniciada a 45 s antes da drenagem e é continuada após a drenagem até o volume de amostra ser filtrado. A amostra é tirada do primeiro material filtrado de 100 ml. O material filtrado é centrifugado com a velocidade de 3.000 rpm 4 - 5 horas após a adição de amido.

[0074] Da centrífuga o COD do sobrenadante é medido ao usar o método LCK 1041 da Hach Lange de acordo com as instruções do fabricante. o sobrenadante de 2 ml é pipetado com cuidado em uma cubeta de amostra, a qual é fechada e completamente limpa, e invertida. A cubeta de amostra é aquecida em um termostato 15 minutos a 175°C. A cubeta de amostra quente é permitida resfriar até a temperatura de 80°C no termostato, após o que é removida do termostato, invertida com cuidado duas vezes, e permitida resfriar até a temperatura ambiente fora do termostato. A parte externa da cubeta de amostra é limpa e a avaliação é feita. De acordo com o método de teste as substâncias oxidáveis reagem com a solução de ácido sulfúrico - dicromato de potássio na presença de sulfato de prata como um catalisador. O cloreto é mascarado pelo sulfato de mercúrio. A coloração verde de Cr3+ é avaliada, e ele é o indicador do valor de COD da amostra. A avaliação é feita ao usar um espectrômetro.

[0075] O amido é medido do material filtrado ao usar o método LCK 357 da Hach Lange de acordo com as instruções do fabricante. A amostra de 2,0 ml é pipetada em uma cubeta aberta, a cubeta é fechada e misturada, avaliada depois de 10 minutos. O pH da amostra deve estar na faixa de 4 - 7, temperatura de 22°C. A amostra analisada deve ser incolor e livre de turvações. Uma ligeira coloração pode ser obtida com a ajuda de um valor em branco específico da amostra, preparada ao usar 0,4 ml de água destilada e 2 ml de amostra. As turvações podem ser eliminadas ao passar a amostra através de um filtro de membrana (LCW 904). A avaliação da amostra é feita pela medição espectrofotométrica a 535 nm, fator 127, ao usar um fotômetro RD Lange, LASA 100 v. 1.20. A curva de calibração para a medição é preparada ao usar o amido Cargill C*film TCF07312, o qual é cozido a 94 - 98°C, cerca de 30 minutos.

[0076] Os resultados do Exemplo 1 são mostrados na Tabela 1. A partir da Tabela 1 pode ser visto que a adição do agente coagulante e do agente de floculação, nessa ordem, melhora claramente a retenção do amido, isto é, a quantidade de amido no material filtrado é diminuída. O valor de COD do material filtrado é diminuído similarmente. Isto indica que o amido deve estar retido nas fibras na etapa de espessamento ou na seção de fio da máquina de papel. Tabela 1 Teste de retenção para o amido com o frasco de drenagem dinâmica (DDJ).

* dosagem do produto, não calculado como substância ativa Exemplo 2.

[0077] A pasta de teste é preparada a partir de papelão de forração que contém o amido de cola de superfície. O papelão seco é cortado em pedaços de 2 x 2 cm e uma batelada de polpa desintegrada é preparada ao adicionar 30 g de pedaços cortados de papelão em 1.5 litro de água da torneira, a uma temperatura de +45°C. Após um encharcamento por 5 minutos, os pedaços de papelão foram desintegrados em um frasco de Britt (Paper Research Materials, Inc., Seattle, WA) para 50.000 rotações.

[0078] A pasta de polpa obtida é diluída para atingir a consistência de 0,5%. O volume diluído total da polpa é de 20 litros. 0,5 litro de OCC- polpa com um elevado número de bactérias e atividade de amilase é usado como água de diluição, e o restante da água de diluição é água fresca. O amido foi adicionado em uma quantidade de 3 g/l à polpa de OCC, e além da flora bacteriana natural da água do processo, duas bactérias amilase positivas que originam de máquinas de papel, Deinococcus geothermalis Hambi 2411 e Meiothermus silvanus Hambi 2478 , foram inoculadas na água. A água foi incubada a +45°C, sob agitação a 120 rpm, por 3 dias.

[0079] Duas porções de 1 litro são removidas como amostras de referência e o restante da pasta é tratado com monocloramina como biocida de modo que o cloro total residual mensurável fique sendo cerca de 1,5 mg/l. Além disso, 100 mg/l de zinco, que origina do cloreto de zinco, são adicionados à pasta da polpa para o controle dos micróbios. A temperatura da pasta da polpa é ajustada à temperatura ambiente, +23°C.

[0080] O teste de retenção é realizado 2 - 4 horas após a adição do biocida. Os produtos químicos de teste usados são adicionados tal como mostrado na Tabela 2 a um frasco de drenagem dinâmica, DDJ (Paper Research Materials, Inc., Seattle, WA), para controlar o grau de retenção de amido no papel e quanto amido permanece no material filtrado. O volume da pasta da polpa no DDJ é de 500 ml, a velocidade do agitador é de 1.000 rpm e o fio é do tipo M60.

[0081] Os produtos químicos de teste usados são:

[0082] Mca: Biocida, monocloramina.

[0083] Prod F: agente coagulante, sulfato de alumínio, teor de Al 9%, pó seco.

[0084] Prod G: agente coagulante, bentonita, ativado por álcali, finamente triturado, sólidos secos a 88%, disperso até 3% da pasta.

[0085] Prod H: agente coagulante, cloreto de polialumínio, teor de Al 9,3%, alcalinidade: 43%.

[0086] Prod E: agente coagulante, sílica coloidal.

[0087] Prod D: agente de floculação, produto de poliacrilamida catiônica, copolímero de acrilamida e cloreto de acriloilóxi etil trimetil amônio, densidade da carga de 1,0 meq/g do produto de polímero seco, MW médio 7.000.000 g/mol, sólidos secos a 90%.

[0088] Prod J: agente de floculação, o produto de poliacrilamida aniônica, copolímero de acrilamida e ácido acrílico, densidade da carga de -2,7 meq/g do produto de polímero seco, MW médio 15.000.000 g/mol, sólidos secos: 90%.

[0089] Prod C: agente de floculação, produto de resina resistente de poliacrilamida aniônica, solução aquosa de copolímero de acrilamida e ácido acrílico, densidade da carga de -2,9 meq/g do produto de polímero seco, MW médio 400.000 g/mol, sólidos secos a 20%, viscosidade de 6.000 mPas a 25°C medida com um instrumento Brookfield DVI+, equipado com um adaptador de amostras pequenas, e fuso 31.

[0090] Prod K: agente de floculação, produto da dispersão aquosa de micropolímero de poliacrilamida catiônica, teor de polímero ativo de 22%, densidade da carga de 1,1 meq/g de produto ativo de polímero seco, MW médio do polímero 5.000.000 g/mol.

[0091] Os tempos de adição dos compostos químicos são indicados na Tabela 2 como tempo negativo antes de começar a drenagem. A amostra é tirada de 100 ml do primeiro material filtrado. O material filtrado é centrifugado a 3.000 rpm por 4 - 5 horas após a adição do biocida. Da centrífuga, o COD sobrenadante é medido ao usar o método LCK 1041 da Hach Lange de acordo com as instruções do fabricante, tal como descrito acima. O amido é medido a partir do material filtrado ao usar o método LCK 357 da Hach Lange de acordo com as instruções do fabricante, tal como descrito acima. Os resultados são mostrados na Tabela 2.

[0092] A partir da Tabela 2 pode ser observado que a adição do agente coagulante e do agente de floculação, nessa ordem, melhora claramente a retenção do amido, isto, é a quantidade de amido no material filtrado é diminuída. O valor de COD do material filtrado é diminuído similarmente. Isto indica que o amido deve ficar retido nas fibras na etapa de espessamento ou na seção do fio da máquina de papel. Tabela 2. Resultados do Exemplo 2.

* dosagem do produto, não calculado como substância ativa. ** dosagem calculada com base na substância ativa seca. Exemplo 3.

[0093] A pasta da polpa de teste é preparada a partir de papel de embalagem de forração de teste à base de papelão corrugado velho (OCC). O papel de forração de teste é cortado em pedaços de 2 × 2 cm. A água de diluição compreende 50% da água da bandeja da máquina de forração de teste e 50% de água da torneira. A condutividade da água da torneira é ajustada ao mesmo nível que aquele na água da bandeja ao adicionar NaCl. Os pedaços de papel são embebidos na água de diluição, a qual é aquecida até +50°C, por 10 minutos a 2% da consistência. A desintegração a úmido é efetuada no frasco de Britt (Paper Research Materials, Inc., Seattle, WA) 50.000 rotações, 20 horas antes da preparação da folha.

[0094] Monocloramina (MCA) e zinco são adicionados à água de diluição de algumas das amostras. O Zn é dosado como uma solução de cloreto de zinco, e a dosagem é de 50 ppm. A dosagem de MCA também é de 50 ppm, alta o bastante para ter cloreto residual na pasta da polpa no dia seguinte. As propriedades da pasta da polpa de teste são mostradas na Tabela 3. Tabela 3 Propriedades da pasta da polpa de teste.

[0095] A pasta da polpa de teste é diluída ainda mais com água da torneira ajustada na condutividade à concentração de 1% uma a duas horas antes da preparação da folha. A condutividade da água da torneira é ajustada ao mesmo nível que aquele na água da bandeja ao adicionar NaCl.

[0096] O princípio geral de produção de folhas para as mãos com o formados de folhas para as mãos Rapid Kothen é tal como segue:

[0097] As folhas são formadas com o formados de folhas para as mãos Rappid Kothen de acordo com a norma ISO 5269/2. A suspensão da polpa é agitada a uma taxa de agitação constante e um aditivo de resistência seco é adicionado à suspensão. A agitação da pasta de teste é executada a 1.000 rpm com o misturador de pás. Todas as folhas são secadas em secadores a vácuo 5 minutos a uma pressão de 1.000 mbar e a uma temperatura de 92°C. Após a secagem as folhas são pré- condicionadas por 24 h a 23°C a uma umidade relativa de 50%. O peso base da folha é de 113 g/m2 no estado com ar condicionado. O peso base é ajustado pela dosagem do polímero de retenção de poliacrilamida catiônica (C-PAM), para manter a retenção constante.

[0098] As propriedades dos produtos químicos de teste são descritas na Tabela 4. São usadas as abreviaturas a seguir: G-PAM é poliacrilamida glioxilada; C-PAM-S é o polímero de reforço de poliacrilamida catiônica; PEI é o polímero fixado reticulado com grupos etileno imina na cadeia principal do polímero; Sílica é sílica coloidal na solução de água, 15% de teor de sólidos, tamanho de partícula 5 nm, S-valor 60; Ret C-PAM é o polímero de retenção de poliacrilamida catiônica; A-PAM é o polímero de retenção de dispersão de poliacrilamida aniônica; A-PAM-S é o polímero de reforço de acrilamida aniônica na solução de água. Tabela 4. Propriedades dos produtos químicos de teste usados.

[0099] A sequência química do teste é apresentada na Tabela 5. A sequência começa sempre com a adição do biocida se não for indicado de alguma outra maneira. Tabela 5. Sequência dos compostos químicos de teste.

[00100] Depois da formação das folhas para as mãos, as folhas para as mãos obtidas são testadas quanto a várias propriedades ao usar os métodos apresentados na Tabela 7. O teor de amido nas folhas é medido ao encharcar 4 g de folhas para as mãos secas em 200 ml de água, para obter 2% de concentração, ao usar um misturador de imersão por 1 minuto. A amostra da pasta da polpa encharcada é acidificada então até um pH < 3, tipicamente um pH de 2,5 - 2,9, com HCl, centrifugada por 15 minutos, a 5.000 rpm, em uma centrífuga (Megafuge 2.0, Heraeus Instruments) e filtrada por um filtro de seringa de 0,45 μm (ACRODISC PSF Syringe Filters GxF/PVDF 0,45 μm, Pall). A um frasco de 50 ml são adicionados 15 ml da amostra filtrada, a qual é tingida com uma solução de iodo que tem 7,5 g/l de KI e 5 de g/l de I2. A dose de corante é de 2,5 ml/amostra, e 6,5 ml de HCl a 1% são adicionados ao frasco e o frasco é preenchido até a marca de 50 ml com água. A absorbância é medida a 583 nm com um espectrofotômetro UV (Shimadzu UV-1800). As soluções de calibração para a concentração do amido versus a determinação da absorbância são preparadas a partir de amido Cargill C*Film TCF 70325. A linha de ajuste linear é levada a correlacionar a absorbância ao teor de amido. Tabela 6. Programa de teste e tempos de adição

Tabela 7. Propriedades medidas da folha para as mãos e os métodos padrão usados.

[00101] Os resultados para as medições das propriedades das folhas para as mãos são mostrados na Tabela 8. Pode ser visto que o teor de amido na folha para as mãos é aumentado quando a sequência de adição de acordo com a invenção é usada na comparação com as amostras de referência A e B. O teor de amido aumentado nas folhas para as mãos também indica que o valor de COD na água do processo, que é descarregada na etapa de espessamento ou na preparação da folha, é diminuído. Tabela 8 Resultados para as medições das propriedades das folhas para as mãos.

[00102] Mesmo que a invenção foi descrita com referência ao que no presente parecem ser as modalidade mais práticas e mais preferidas, deve ser apreciado que a invenção não estará limitada às modalidades descritas acima, mas a invenção também se presta a cobrir modificações diferentes e soluções técnicas equivalentes dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Claims (15)

1. Método para a fabricação de papel, papel toalha, papelão ou algo do gênero pelo uso de material de fibra reciclado como uma matéria-prima, em que o método compreende as etapas a seguir: - formar polpa de papel reciclado, papelão ou algo do gênero em um formador de polpa e obter um fluxo de polpa que compreende (i) uma fase aquosa e (ii) pelo menos fibras recicladas e amido que tem baixo peso molecular, os quais são dispersos na fase aquosa; caracterizado por - adicionar um agente coagulante ao fluxo de polpa ou a um fluxo de processo aquoso que compreende o amido que tem baixo peso molecular; - permitir que o agente coagulante interaja com o amido que tem baixo peso molecular e opcionalmente formar agregados; e - adicionar pelo menos um agente de floculação, após a adição do agente coagulante, a qualquer fluxo, que compreende o agente coagulante interagido, e formar um fluxo tratado com amido que compreende aglomerado(s); - reter pelo menos uma parte dos ditos agregados e/ou dos ditos aglomerados nas fibras ou em uma rede, que é formada.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela redução do valor de COD do fluxo tratado com pelo menos 10%, de preferência pelo menos 20%, e com mais preferência pelo menos 40%, do valor de COD da fase aquosa do fluxo de polpa ou do valor de COD do fluxo do processo aquoso em que o agente coagulante é adicionado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por - peneirar o fluxo da polpa e separar o material não desejado do fluxo da polpa; - espessar o fluxo de polpa peneirado até uma concentração mais elevada, isto é, concentração de armazenagem ao separar uma parte da fase aquosa do fluxo da polpa como um fluxo de descarga; e - adicionar o agente coagulante ao fluxo da polpa antes da etapa de espessamento ou ao fluxo de descarga da etapa de espessamento.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por - peneirar o fluxo da polpa e separar o material não desejado do fluxo da polpa; e - adicionar o coagulante imediatamente depois da etapa de formação de polpa, antes da etapa de peneiração ou após a etapa de peneiração.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o agente coagulante é um agente coagulante inorgânico, selecionado do grupo que compreende sulfato de alumínio, cloreto de alumínio, cloreto de polialumínio (PAC), sulfato de polialumínio (PAS), sulfato de sílica e polialumínio, aluminato de sódio, alume, sulfato férrico (Fe2(SO4)3), sulfato ferroso (FeSO4), sulfato ferroso férrico, cloreto férrico, cloreto ferroso, cloreto ferroso férrico, sulfato de cloreto férrico, nitrato férrico, nitrato de sulfato férrico, nitrato de cloreto férrico, hidróxido férrico, bentonita, material silícico, tal como sílica coloidal, e suas misturas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por selecionar o agente coagulante de bentonita, sílica coloidal, compostos de alumínio e compostos de ferro que compreendem Fe(III).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por adicionar o agente coagulante em uma quantidade de - 0,5 - 10 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca, de preferência 0,75 - 8 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca, com mais preferência 1 - 5 kg de alumínio ativo/ton de polpa seca ou - 5 - 50 kg de Fe ativo/ton de polpa seca, de preferência 6 - 40 kg de Fe ativo/ton de polpa seca, com mais preferência 8 - 20 kg de Fe ativo/ton de polpa seca ou - 0,5 - 10 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, de preferência 1 - 8 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, com mais preferência 2 - 5 kg de bentonita seca/ton de polpa seca, ou - 0,1 - 1 kg de sílica seca/ton de polpa seca, de preferência 0,2 - 0,8 kg de sílica seca/ton de polpa seca, de preferência 0,25 - 0,5 kg de sílica seca/ton de polpa seca, dependendo da substância ativa no agente coagulante

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por adicionar agente de floculação ao fluxo, que compreende o agente coagulante interagido, depois dos silos de armazenagem da polpa e antes de uma caixa de entrada de uma máquina de papel ou papelão.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por selecionar o agente de floculação do grupo que compreende poliacrilamida catiônica (C-PAM), poliacrilamida aniônica (A-PAM), polivinil amina (PVAm), óxido de polietileno (PEO), polietileno imina (PEI) e as suas misturas.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por adicionar o(s) agente(s) de floculação em uma quantidade de 20 - 2000 g/ton de papel ou papelão, tipicamente de 50 - 1000 g/ton de papel ou papelão, de preferência de 100 - 500 g/ton de papel ou papelão, os valores são fornecidos como uma quantidade de agente(s) de floculação ativo(s).

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o amido de baixo peso molecular compreende um amido de cola de superfície oxidado que tem um peso médio na faixa de 100.000 - 5.000.000 g/mol, mais tipicamente de 200.000 - 4000.000 g/mol, ou o amido de baixo peso molecular compreende um amido de cola de superfície degradado por ácido ou enzima que tem um peso médio na faixa de 30.000 - 3.000.000 g/mol, mais tipicamente de 40.000 - 2.000.000 g/mol.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionar um biocida e/ou um inibidor da enzima amilase ao formador de polpa e/ou a um fluxo no processo, tal como o fluxo da polpa ou o fluxo de processo aquoso.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por - adicionar o biocida e/ou o inibidor da enzima amilase à polpa entre a entrada do formador de polpa e a etapa de espessamento do fluxo de polpa peneirado, ou - adicionar o biocida e/ou o inibidor da enzima amilase ao fluxo da polpa antes das torres ou silos de armazenagem da polpa localizados depois da etapa de espessamento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionar agentes de reforço e/ou aditivos floculantes ao fluxo da polpa, o agente de reforço sendo selecionado do grupo que compreende amido, poliacrilamida catiônica (C-PAM), poliacrilamida aniônica (A-PAM), poliacrilamida glioxilada (G-PAM), poliacrilamida anfotérica, cloreto de polidialildimetilamônio (poli-DADMAC), amida poliacrílica (PAAE), polivinil amina (PVAm), óxido de polietileno (PEO), polietilenoimina (PEI), quitosana, goma guar, carbóximetil celulose (CMC), e as suas misturas.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela polpa de papel, papelão e/ou papelão de recipiente corrugado velho (OCC) reciclados, compreendendo amido, em que o valor de COD da fase aquosa do fluxo da polpa não tratado é de > 20 kg/ton, mais tipicamente > 35 kg/ton, antes da adição do agente coagulante e do agente de floculação.

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